玉米收获机脱粒滚筒的模态及强度分析-基于ABAQUS-刘虎

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1、2017年4月农机化研究第4期玉米收获机脱粒滚筒的模态及强度分析—基于ABAQUS刘虎，邸志峰，崔中凯，张华，周进，卜令昕(山东省农业机械科学研究院，济南250100)摘要:脱粒滚筒是玉米收获机的重要零部件，对脱粒效果有着重要影响。为此，以脱粒滚筒为分析对象，应用SolidWorks软件建立其三维模型，并导入到Hypermesh软件中进行网格划分，以Abaqus软件为求解器进行模态和静应力计算。分析结果表明:脱粒滚筒刚度薄弱位置出现在滚筒中间位置，后续若开发高性能样机，可以考虑在滚筒中间位置增设衬板，以

2、提升滚筒刚度，从而为后续开发高工作性能脱粒滚筒提供了参考。关键词:玉米收获机;脱粒滚筒;模态;静应力+中图分类号:S225．51文献标识码:A文章编号:1003－188X(2017)04－0037－05DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2017.04.007振型;通过静应力分析，求取滚筒应力分布云图，为后0引言续滚筒结构优化设计提供参考。我国玉米收获机技术经过近20年的发展，先后1脱粒滚筒设计与建模经历了背负式、互换割台式及自走式等不同的发展阶段，果穗收获技术基本趋于成熟，玉米籽粒收获机

3、正1．1脱粒滚筒的设计逐步取代果穗收获技术成为今后的发展方向。然而，为了研究高含水率玉米低损脱粒技术，设计的脱脱粒过程中破碎率高是制约籽粒收获发展的重要因粒清选试验台如图1所示。脱粒滚筒是玉米脱粒清素。因此，通过建立脱粒清选试验台进行试验，以优选试验台的重要工作部件，其结构和运动参数直接影化脱粒滚筒结构和主要运动参数。响到玉米脱净率、破碎率等指标，其强度和可靠性直脱粒滚筒是玉米脱粒清选试验台的重要零部件，接影响脱粒试验台的性能。对脱粒效果有着重要影响。在工作过程中，脱粒滚筒是试验台的主要振动源之一，其产

4、生的强烈振动不但会使零部件发生屈服、疲劳断裂等破坏，还会形成较［1］大位移，严重影响整机工作过程的稳定性、可靠性。因此，在脱粒滚筒设计过程中，有必要进行模态和静应力分析，检验滚筒是否与激励频率接近，避免危险转速区间，提升结构可靠性。本研究利用SolidWorks软件建立脱粒滚筒三维模型，然后导入到Hypermesh软件中进行网格划分，最后1．机架2．脱粒装置以Abaqus软件为求解器进行模态和静应力计算。通3．清选装置4．动力装置5．果穗输送装置过模态计算，求取滚筒固有频率分布范围、各阶相应图1脱粒清选

5、试验台Fig．1TestingbenchforThreshingandCleaning收稿日期:2016－04－01本文设计的玉米脱粒滚筒，前段装有纹杆块，主基金项目:“十二五”国家科技支撑计划项目(2013BAD08B01);山东要起脱粒作用;中间段装有脱粒杆，辅助脱粒，主要作省农业科学院院地引导科技计划项目(2015YDHZ05);山东省科技发展计划项目(2014GZX212001);山东省农机装用是将杂余和夹带的籽粒充分松散开来，减少夹带损备研发创新项目(NJGG201507)失;末端排芯板的作用

6、主要是将杂余和玉米芯排出脱作者简介:刘虎(1986－)，男，山东临沂人，助理工程师，(E－粒滚筒之外，结构如图2所示。mail)liuhu0725@163．com。通讯作者:邸志峰(1980－)，男，山西原平人，工程师，(E－mail)dzf_1．2脱粒滚筒三维模型的建立1125@163．com。脱粒滚筒采用SolidWorks软件完成三维建模。整·37·2017年4月农机化研究第4期个脱粒滚筒模型由具备一定装配关系的多个零件组型并导入到Hypermesh软件中，借助Hypermesh软件合在一起构成脱

7、粒滚筒。在SolidWorks中，零件的模的前处理功能，建立有限元分析模型。型由一系列特征构成，选择所需特征，设定好特征尺2脱粒滚筒有限元分析寸和定位参数，即可生成所需的三维模型，如图3所示。通过参数和几何约束之间的相互关联确定零件2．1脱粒滚筒材料属性的特征，参数如表1所示。本文脱粒滚筒的材料属性如表2所示。表2脱粒滚筒部件材料参数表Table2Thethreshingcylindermaterialsandtheirproperties杨氏模量密度名称材料泊松比/MPa－3/kg·m筒壁Q23520

8、80000．2878601．左轴头2．滚筒体3．纹杆块4．脱粒杆5．排芯板6．右轴头轴头45#钢2090000．267890图2脱粒滚筒结构示意图轴头接板Q2352080000．287860Fig．2Structurediagramofthreshingcylinder表1脱粒滚筒主要结构参数纹杆块ZG352070000．297830Table1Themainparameterofthethreshingcylinder脱粒杆Q235208