4SW-170型马铃薯挖掘机振动测试研究

论文摘要

随着我国马铃薯产业的不断发展,马铃薯的种植面积不断扩大、产量持续增长,马铃薯的机械化收获得到了发展。但是在马铃薯挖掘机机器及关键工作部件的设计中振动问题考虑较少,导致在工作中振动强度超出部分零部件的承受能力。据此,本文通过实验室和田间试验,对4SW-170型马铃薯挖掘机的振动进行了试验研究与理论分析,具体研究工作有：（1）在实验室条件下,通过在摆动筛和升运链等部位安装无线加速度传感器,实现了对旋转轴和摆动筛等难测部位的振动测试。通过对采集到的数据信号进行统计、处理与分析,得出各部位的振动加速度、速度、位移、峰值及有效值参数。（2）对采集到的振动信号进行了时频域分析和影响因素分析,找到了机器振动强度较高的部位,识别出各部位的振源,分析了传动链和转速对4SW-170型马铃薯挖掘机的振动强度和频率的影响水平。（3）在田间条件下,使用无线测试系统对4SW-170型马铃薯挖掘机进行了振动试验,得到了机箱与横梁的振动强度和频率。通过与实验室试验结果进行对比分析,得到了在各部件工作频段的能量分布差异。（4）基于频响函数和参数识别程序,利用采集到的加速度信号对机架进行了试验模态分析,得到了机架的6阶固有频率,并相干分析结果检测噪声模态和固有模态。使用ANSYS对升运轴和机架进行了仿真模态分析,并与额定转速下的传动频率进行了对比,得到了机器发生共振的部位,分析并提出将机架侧板厚度增加lmm或将升运链轮齿数由14齿增加至19-21齿的解决方案。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 国内马铃薯挖掘机动力学研究现状
• 1.2 目前存在的问题
• 1.3 本课题研究的目的和意义
• 1.4 本课题的主要研究内容
• 2 4SW-170型马铃薯挖掘机实验室振动测试研究
• 2.1 试验机器介绍
• 2.2 试验准备工作
• 2.2.1 调试试验台
• 2.2.2 试验仪器的准备
• 2.2.3 选择测点,安装传感器
• 2.3 测试与试验方案
• 2.4 具体试验内容
• 2.4.1 设置测试系统
• 2.4.2 标定并记录转速
• 2.4.3 进行振动测试（空载筛面角为5.8°）
• 3 试验数据处理结果与分析
• 3.1 振动强度与振源分析试验
• 3.1.1 原始数据及去趋势项处理
• 3.1.2 振动强度时域分析
• 3.1.3 振动频率分析（振源分析）
• 3.1.4 各部位与摆动筛振动的相干分析
• 3.2 影响因素试验研究
• 3.2.1 链传动研究
• 3.2.2 转速与共振分析
• 3.2.3 摆动筛振动条件下的轨迹分析
• 3.2.4 基于小波分解的摆动筛轴向共振能量分解
• 4 田间振动试验研究
• 4.1 田间试验
• 4.2 田间试验与实验室试验数据对比分析
• 4.3 田间与实验室试验数据的小波能量分解
• 5 模态分析
• 5.1 试验模态分析
• 5.1.1 建立模型
• 5.1.2 谱分析法求频率响应
• 5.1.3 机架上横梁固有频率的识别
• 5.1.4 侧板轴向固有频率的识别
• 5.1.5 试验模态频率的可靠性分析
• 5.2 ANSYS仿真动力学分析
• 5.2.1 升运链轮（驱动链轮）轴动力学分析
• 5.2.2 机架仿真模态分析
• 6 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介