宽幅喷杆喷雾机振动传递特性分析与试验

摘要：

宽幅喷杆喷雾机作业过程中,田间路面激励和拖拉机自身的振动导致喷杆发生振动,喷杆末端触地现象频发,对雾滴沉积均匀性和喷杆寿命产生很大影响.为抑制喷杆振动对喷雾质量的影响,解译喷杆振动传递特性,以幅宽为 24 m 的喷杆式喷雾机为载体,通过试验模态分析获得固定支撑方式下喷杆的约束模态信息;对被动激励源之一的支撑架进行运行模态分析获取工况工作频率,并在此基础上通过建立支撑架的有限元模型以阐明药箱液位对支撑架模态参数的影响.最后,通过试验获得机械激励和不同工况下喷杆振动的时、频域信号,结合模态分析结果,分析了主、被动激励源对喷杆振动传递特性的影响.结果表明:喷杆的前 8 阶试验模态频率均低于 120 Hz,模态振型以弯曲变形为主,变形主要分布在喷杆的第一段和末端;发动机的 2 阶惯性力频率与喷杆的第 3 阶试验模态频率 43.562 Hz 接近,支撑架前 16 阶运行模态的固有频率与前 8 阶的喷杆模态频率范围重合;机械激励下,0～150 Hz 频率范围内的响应包含整个喷杆的模态特性,且在该频率范围内振动在传递过程中存在很大损失;在怠速工况下,喷杆振动主要由发动机的 2 阶惯性力所致,振动主频为 40 Hz,支撑架模态对振动的影响忽略不计;颠簸路面工况下,喷杆振幅随着行驶速度的提升而增加,主振频率在 20 Hz 和 120 Hz 处,而平滑路面工况下振动信号几乎不受行驶速度的影响;药液负载下,激励源与药液晃动的耦合振动增加了喷杆的振动响应,且药液还增加了支撑架结构的质量和阻尼,对支撑架振动有抑制效果.研究结果可以为喷杆结构的优化设计与减振提供理论依据.

关键词：喷杆喷雾机、模态分析、振动传递、喷杆振动、支撑架振动、药箱水位

所属期刊栏目：46

分类号：S491;S183(植物保护机械)

资助基金：江苏省重点研发计划现代农业项目BE2018324

在线出版日期：2024-01-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：25-34