联合收获打捆复式作业机振动测试与分析

为提高联合收获打捆复式作业机的驾驶舒适性,针对国产联合收获打捆复式作业机整机振动大及驾驶员舒适性差等问题,以江苏大学和南通棉花机械有限公司联合研制的4L-4.0型联合收获打捆复式作业机为研究对象,在小油门发动机空载、大油门发动机空载、小油门整机空载、大油门整机空载及大油门田间作业5种工况下,对整机的8个测点进行振动测试与分析,得到各测点处对应的时域信号和频率信号。试验结果表明:发动机振动、振动筛和压缩装置的前后往复式运动及切割器的左右往复式运动是联合收获打捆复式作业机的主要激振源;而输送槽、风机、秸秆喂入拨叉和脱粒滚筒等回转运动中产生的不平衡力矩是整机产生振动的次要原因。联合收获打捆复式作业机在大油门空载工况下,发动机、切割器、割台搅龙、脱粒滚筒、风机、振动筛、秸秆喂入装置、压缩装置引起的激振频率分别为76.6、7.63、3.16、18.62、20.67、6.52、2.63、5.41Hz。研究结果为改善联合收获打捆复式作业机整机振动及驾驶舒适性提供了参考。     

联合收获机主驾驶座振动强度及其频率结构试验

根据小麦联合收获机振源特点,运用DH5922动态信号测试分析系统,现场测试新疆-2A型联合收获机主驾驶座地板测点的动力响应,得到了测点不同工况下的垂直振动加速度时程曲线和快速傅里叶变换频谱。研究结果表明:小麦联合收获机任一点的振动强度、频率结构随工况不同而变化。收获机空转、发动机空转、田间作业和公路运输4种工况下测点的振动加速度有效值为0.1591m/s2、0.1087m/s2、0.0938m/s2、0.0704m/s2,振动主频分别为142.6Hz、56.6Hz、36.6Hz、36.6Hz。     

农业农村部南京农业机械化研究所

正4LZ-2.0型履带式大豆联合收获机成果简介4LZ-2.0型履带式大豆联合收获机主要针对我国大豆机械化收获,配备适于小地块大豆收获的专用割台、轴流脱粒滚筒和高效清选系统,整机采用轻量化设计,通过性能好,脱粒间隙、风机转速、鱼鳞筛开度等关键作业参数可调节。应用领域主要用于我国大豆主产区大豆收获作业,可兼收小麦、水稻。     

切纵流双滚筒联合收获机脱粒分离装置

提出了一种喂入量为4~5 kg/s的履带式切纵流双滚筒联合收获机的总体配置方案,论述了切纵流双滚筒脱粒分离装置切流脱粒滚筒、切流凹板、过渡口、纵轴流滚筒和纵轴流凹板等结构与运动参数的设计。田间试验与性能测试表明:该机收获水稻时喂入量达到4.86 kg/s时,整机损失率为1.47%,破碎率为0.2%,各项技术指标达到了设计要求。     

喂入量扰动下联合收获机振动特性机理研究

针对喂入量变化引起各工作部件受到变载冲击和不平衡力,导致联合收获机工作时振动突变,影响整机工作稳定性与可靠性,本文基于联合收获机运动平衡方程和外界振动扰动信号相关性分析方法,通过开展田间工况下联合收获机变喂入振动试验,获取不同喂入量下主要工作部件的振动加速度信号。当喂入谷物呈现较强的阻尼特性时,振动加速度信号随之减弱,而收获机工作动力需求增加后,又会进一步导致振动信号增强的现象。通过快速傅立叶变换将加速度信号转换为频域信号,进一步掌握振幅的变化及激振频率特征。喂入量扰动导致的振动主要发生在低频激振频率范围,而喂入量表现出的阻尼特性对高频振幅起减弱作用。喂入量对脱粒滚筒振动影响最为明显,最大振幅由17μm衰减至2.8μm,变化量达83.5%,而割台与输送槽的变化量分别为55.8%和7.69%。脱粒滚筒的最大峰值点也由中频195Hz附近左移至靠近低频的117Hz附近。     

斜置切纵流联合收获机脱粒分离装置结构参数优化

为满足我国现阶段高产水稻的收获要求,对自行研制的履带式斜置切纵流联合收获机进行了结构改进,构建了载荷测试系统,并在田间开展了三因素三水平的正交试验,分析了切纵流滚筒转速、切流滚筒凹板筛结构形式、斜置纵轴流螺旋喂入头与导流罩径向间隙等因素对脱粒分离性能的影响,使用极差分析法对斜置切纵流联合收获机脱粒分离装置的结构参数进行了优化。优化结果表明:切流滚筒转速和纵轴流滚筒转速分别为862、806 r/min,切流凹板筛过渡段为导向、分离孔式,螺旋喂入头与导流罩径向间隙为50 mm时,整机的脱粒分离性能较优。脱粒分离总损失率为0.62%,脱粒分离总功耗为40.42 k W。     

履带式联合收割机的振动控制方法研究

传统的联合收获机振动控制方法主要是基于操作人员相关经验进行技术分析,工作效率较低,减振效果不显著。针对以上问题,提出了一种新型履带式联合收获机振动控制方法,以发动机和切割结构为研究对象,根据切削结构的受力分析结果和结构动力学分析结果,得到各作用力和力矩,计算求解质量分布位置和质量的最优组合方案,进而解决自走式联合收获机切削结构的振动问题。根据振动理论和现代设计方法,通过模型分析和有限元计算,建立联合收获机发动机的减振模型。田间试验结果表明：提出的模型能够有效改善履带式联合收获机的振动状态,作业时联合收获机振动水平降低45%～76%。     

青稞联合收获机脱粒碎芒装置设计与试验

针对目前青稞联合收获过程中秸秆含芒率高、芒杆长度高,以及现有脱粒滚筒无法对芒杆倒刺进行有效处理的现状,设计一种青稞联合收获机脱粒碎芒装置,整机主要部件包括机架、脱粒滚筒、凹板、风机、筛箱、滚筒盖及传动系统。通过选择不同脱粒元件,计算和确定其结构参数与排列形式,以增加滚筒对芒杆内表面倒刺的揉搓能力,同时在凹板处设置碎芒板条,在保证籽粒脱净率前提下,有效提高了脱粒滚筒的碎芒率。运用ABAQUS软件对整机机架振动特性进行有限元仿真,对比固有频率与外部激励频率变化趋势,保证脱粒装置作业时无共振现象发生。得出在极限工况条件下,滚筒最大变形量为1.02 mm,满足设计要求。田间性能试验表明:籽粒破碎率为0.11%、含杂率为5.27%、脱净率为87.49%、秸秆含芒率为5.86%、碎芒率为93.15%,各项指标均满足相应标准要求,秸秆中所含芒杆内表面倒刺去除效果明显,有效提高青稞秸秆饲草的食用适口性。本研究为青稞机械化联合收获、脱粒及芒杆处理提供应用实例和技术参考。     

联合收获机脱粒滚筒有限元模态分析与试验

针对联合收获机脱粒滚筒在工作中的振动和噪声问题,为了避免共振,利用软件ANSYS Workbench对联合收获机脱粒滚筒进行了有限元模态分析,得到了前6阶的固有频率和振型。对脱粒滚筒进行了模态实验,与有限元分析结果进行对比,其固有频率相对误差在4.6%以下,且振型一致,验证了有限元分析的准确性。模态分析结果表明:前6阶固有频率与主要振源激励频率相差较大,较好地避开了共振区;钉齿杆与幅盘的振幅较大,且两者的连接处最为薄弱,在设计和焊接时应尤为注意。该研究为联合收获机脱粒滚筒的设计与优化提供了参考。     

联合收获机脱粒滚筒模态分析与结构参数优化

联合收获机在工作时会产生振动等,为避免联合收获机脱粒滚筒在工作时发生共振,利用Solid Works软件对雷沃RG50稻麦联合收获机的脱粒滚筒进行CAD参数化建模,利用ANSYS Workbench软件中的模态分析模块对脱粒滚筒进行模态分析,得到其固有频率与相应的振型图。为了验证有限元模型的可靠性,对联合收获机脱粒滚筒进行模态试验,结果表明:脱粒滚筒的固有频率与联合收割机的外部激励频率均不相同,故不会产生共振。为了降低制造成本,对脱粒滚筒的幅盘进行结构优化改进,并对其进行强度校核,最大应力为16MPa,远小于材料屈服极限。改良后的脱粒滚筒与改良前相比,滚筒的质量缩减了17%,满足了脱粒滚筒结构优化设计的目标。该研究结果为联合收获机脱粒滚筒结构优化提供了设计依据。     

履带式全喂入稻麦联合收获机工作装置设计

针对当前履带式全喂入联合收获机存在的问题,设计了双动刀往复式切割器、叠加式切割器驱动机构、同轴差速轴流式脱粒滚筒、圆锥型离心式清选风扇和板齿式杂余复脱装置等工作部件。试验表明,改进的工作部件能明显提高切割效率,有效解决了损失率、破碎率和含杂率3项主要性能指标之间的矛盾,使3项指标同时下降至较理想状态。     

小麦联合收割机倾斜输送器振动强度试验研究

针对联合收割机倾斜输送器外壳的剧烈振动,运用DH5922动态信号测试分析系统,现场测试了新疆―2A联合收割机倾斜输送器外壳在不同工况下的动力响应,得到了倾斜输送器外壳测点的垂直振动加速度时程曲线和快速傅立叶变换频谱。研究结果表明:联合收割机倾斜输送器外壳上任一点的振动强度、频率结构随工况不同而变化;收割机空转、田间作业、发动机空转、公路运输四种工况下测点振动加速度的有效值分别为24.68m/s2、14.64m/s2、4.26m/s2、3.23m/s2,振动主频为107.9Hz、117.7Hz、57.6Hz、67.4Hz。     

联合收割机滑块式切割机构的惯性力研究

滑块式切割机构具有结构简单、工作可靠等优点,在小型联合收割机中应用较广,但是滑块式切割机构在作业时做往复式运动,产生较大的惯性力,引起割台不断的振动,甚至使联合收割机不能正常的工作.解决办法就是在曲柄上增加一定质量的配重减少振动,如何确定配重质量和位置是消除振动的关键.为此,通过对小型联合收割机滑块式切割机构进行动力学分析和研究,用三维直角坐标确定机构中各构件的位置,建立曲柄、滑块、割刀的运动学模型,利用程序计算得到最优位置和最合理的配重质量以减少振动.     

一体式烟秆拔秆破碎机振动测试与分析

自行研制的一体式烟秆拔秆破碎机存在振动较大、噪音严重、工作质量及可靠性不能令人满意等问题,要解决该问题首先需研究机器系统的振动影响因素。为此,采用DH5925动态信号测试系统对怠速和满油门条件下拖拉机发动机空载、整机空载及田间拔秆实载作业的5种工况下该机的8个测点处的振动进行了测试与分析,得到相应的振动时域特性和频谱特性分布规律,以寻找主要因素。试验结果表明:整机在全油门空载工况下由发动机引起的振动频率为153. 23Hz,破碎机、对辊传输结构、拔秆刀辊引起的激振频率分别为48. 34、27. 5、4.88 Hz,且田间拔秆作业时整机各测点的振动幅度达到2. 65、3. 05、2. 42、2. 99、2. 73、2. 5、2. 81、2. 13 m/s2,相比空载下振动幅度明显增大,这表明拖拉机发动机不平衡燃烧力矩及二阶不平衡惯性力、拔秆刀辊、对辊传输机构及破碎机的回转运动是拔秆破碎机振动的主要原因。对振源部件与机架连接处的减振结构优化,可为降低该机振动的整机结构优化和二代样机设计提供依据。     

我国联合收获机脱粒分离装置的研究现状

现阶段,我国联合收获机在收获过程中由于脱粒分离装置的结构配置、作业参数调整不当等,导致谷粒机械化收获破损率、损失率和含杂率偏高.为此,综述了国内联合收获机的发展情况及研究现状,并结合联合收获机脱粒分离装置的脱粒原理、结构以及关键部件等方面论述了各联合收获机脱粒分离装置的优势与不足.为解决联合收获机脱粒分离装置工作效率低...     

4LZ-1.0Q型稻麦联合收获机脱粒清选部件试验与优化

对4LZ -1.0Q型稻麦联合收获机脱粒清选部件进行了正交试验,采用模糊综合评价法对小麦田间试验结果进行分析,得出脱粒清选环节中钉齿脱粒滚筒、栅条凹板筛、上盖板、振动筛、离心风机部件的优化组合参数.试验结果表明,影响脱粒性能的因素主次顺序为:滚筒齿顶线速度、脱离间隙、上盖板导向次数、凹板筛筛分包角、凹板筛筛孔大小和脱粒间隙,优选参数组合为滚筒齿顶线速度25 m/s、脱离间隙55 mm、上盖板导向4次、凹板筛筛分包角204°、凹板筛筛孔尺寸36 mm×15 mm、脱粒间隙15 mm;影响清选性能的因素主次顺序为:振动筛曲柄转速、筛面结构形式、离心风机转速、振动筛振幅,优选参数组合为振动筛曲柄转速404 r/min、筛面16 mm方孔编织筛、离心风机转速1787 r/min、振动筛振幅30 mm.可控制含杂率小于3％、破碎率小于1％、脱粒清选籽粒损失率小于1.5％.     

小型立式轴流脱粒装置试验台的设计

为减小现有联合收割机整机的尺寸,增加现有联合收割机在丘陵地区通过的灵活性,提出了将市场上普遍使用的横置式脱粒滚筒改为立式轴流脱粒装置的方案。同时,设计了一种小型立式轴流脱粒装置的试验台,可清晰地记录整个试验过程中主要工作部件的转速、扭矩、功耗和物料的喂入速度,以及在不同工况下脱粒装置的工作性能。当立式轴流脱粒滚筒的长度达到900mm时,整个脱粒装置的脱粒总损失率、含杂率及断穗籽粒率分别为1.43%、31.87%和1.06%。     

半喂入联合收获机回转式栅格凹板脱分装置设计与试验

针对半喂入联合收获机在收获高产水稻时容易发生脱粒滚筒堵塞、影响作业效率等问题,设计了可沿脱粒滚筒圆弧方向循环运转的回转式栅格凹板脱粒分离装置。对被脱物质点进行了受力分析,建立了回转式凹板的动力学微分方程;在自行设计的回转式栅格凹板脱分装置试验台上进行了二次旋转组合试验,建立了脱粒滚筒转速x1、回转栅格凹板线速度x2、夹持喂入链速度x3对损失率y1、破碎率y2、含杂率y3和脱分选功耗y4等工作性能指标的回归分析模型,并进行了多目标优化计算。结果表明:动态的回转栅格凹板可有效防止脱粒滚筒堵塞;最佳工作参数组合为x1=550 r/min,x2=1 m/s,x3=1.2 m/s,对应y1=2.14%、y2=0.2%、y3=0.6%。田间对比试验表明:具有回转式栅格凹板脱分装置的试验机收获高产稻时可全幅快速顺畅作业,工作效率比固定式栅格凹板的对比机提高30%以上。经法定机构检测,各项性能指标符合国家标准规定。