玉米收获机割台振动特性及其主要影响因素分析

摘要：

针对收获机械割台振动剧烈、故障率较高等问题,研究了割台动态振动特性及其影响规律.以4YZP-3XH-1型玉米联合收获机割台为研究对象,首先建立了割台机架有限元模型并计算其自由模态,研究了割台模态试验方法,利用特征实现算法识别其模态参数;其次,利用模态试验验证了有限元模型的准确性和可靠性,在此基础上,计算获取割台机架的约束模态;再次,利用时域和频域方法分析振动时域信号,获得怠速、运输和田间收获工况割台的振幅分布特征、主振方向和频率分布规律;最后,研究了割台振动的影响因素及其振动主频与模态参数之间的对应关系,指出了振动频率激起模态振型的规律.研究结果表明,割台机架第1阶试验模态频率为27.260 Hz,第2~10阶模态频率范围为34.311~126.035 Hz,模态振型以弯曲振型和扭转振型为主,割台主轴(28.77 Hz)、切碎刀(29.63 Hz)、还田机(43 Hz)等工作频率均落入其前10阶约束模态频率内;在怠速、运输和田间收获作业工况下,工作部件运行工况相较于仅发动机工作,2种模式下割台振幅相差1个数量级;引起割台振动的主要因素为:发动机的2阶发火频率(76.25 Hz),割台主轴、切碎刀、搅龙、拨禾链、还田机等工作部件的耦合振动,以及道路激励(1.5、2.5 Hz).对比割台约束模态与振动频率,发动机2阶发火频率引起割台弯扭组合振型,道路激励引起整体振动,割台主轴(28.77 Hz)和切碎刀(29.63 Hz)振动频率激起割台机架的一阶弯曲振型,还田机(43 Hz)振动频率激起割台的扭转振型.研究结果可为收获机械割台模态试验与振动特性分析、对标设计和优化提供参考.

关键词：振动、机械化、模型、频率、振型、时域、频域、割台

所属期刊栏目：33

分类号：S225.3;TB533+.1(农业机械及农具)

资助基金：国家重点研发计划资助项目2017YFD0700300;国家重点研发计划资助项目2016YFD0701901;现代农业装备与技术协同创新资助项目NZXT01201601

在线出版日期：2017-08-25（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：40-49