装载机新旧铰接系统轴承的对比分析

对装载机新旧铰接系统轴承进行了对比分析,研究了转向铰采用滚子轴承时的承载能力。该方法可直接用于铰接系统轴承的设计。     

装载机新型铰接系统铰销计算研究

给出了装载机铰接系统的四种典型计算工况,推导了各工况下铰点力的计算公式,建立了铰销的力学计算模型,提出了铰销有限元计算的外力处理方法。以ZL60E装载机为例进行了有限元分析及实车试验验证,为装载机新型铰接系统铰销的设计提供了理论依据。     

工程机械铰接系统铰点动态约束反力的研究

通过整车系统动力学分析,对铰接式工程机械铰接系统铰点动态约束反力进行了研究。在作业工况下,铰接系统铰点受到三个力及二个力矩的作用,这些力和力矩的大小依赖于作业阻力、机械自重、惯性力、车轮滚动阻力和车轮驱动力矩,得到了其解析表达式。     

铰接车辆转向系统液压管路动态特性

对于铰接车辆转向系统,管路特性对转向系统性能影响较大,其影响因素不能被忽略。基于功率键合图－方块图方法及SIMULINK控制仿真软件,建立了铰接车辆转向系统液压管路至油缸及负载的通用数学模型。定量地研究分析了铰接车辆转向系统液压管路的动态特性以及液压管路参数对转向系统动态特性的影响。研究结果表明：对于小管径管路,液阻和液感较大,液容较小,系统振荡幅度小,响应速度快;随着管路长度的增加,液阻、液感和液容皆逐渐增大,系统振荡次数逐渐减少,振荡幅度逐渐减小,但是系统动态响应较慢;提高油液的等效体积弹性模量有利于改善系统的动态响应速度和稳定性。     

装载机车架铰接系统铰销强度及铰点附近应力分布的试验研究

将孔内贴有应变片的特制铰销安装在ZL60E装载机铰接系统中,获得了多种工况下的一系列点的应力测试值。将这些值作为试验铰销力学模型修正的依据,建立了力学模型评价的数学方法,寻求更贴近实际作业工况的计算模型。采用该模型即可对装载机实际工作铰销进行有限元分析,从而获得较为可信的计算结果。     

农用轮式铰接车辆滑模轨迹跟踪控制算法

针对农用轮式铰接车辆驾驶员工作条件恶劣的问题,该文提出了一种应用于无人驾驶系统的滑模变结构控制铰接车精确轨迹跟踪的方法。首先推导出了铰接车的运动学模型,根据该模型建立实际行驶轨迹与参考轨迹偏差的模型,之后针对偏差模型设计滑模变结构路径跟踪控制器,该控制器使用Ackermann公式设计,控制律采用指数趋近律使系统有较快的响应和较小的抖振,同时,为了进一步抑制滑模控制器固有的抖振问题,将趋近律中的符号函数替换为连续函数,以避免趋近律数值产生阶跃变化,并用Lyapunov函数证明了其稳定性,最后在硬件在环仿真中验证了控制器的实时性和路径跟踪质量。结果表明,该控制器在硬件在环仿真环境下可将横向位置偏差、航向角偏差、曲率偏差分别控制在0.21 rad(12°)、100 mm、0.17rad(1°)、0.005 m-1附近,各向偏差均在10 s内达到平衡,且误差控制在5%以内,铰接车能有效跟踪参考路径。该研究为农用轮式铰接车辆实现无人驾驶提供参考。     

ACO算法及其在铰接车辆优化设计中的应用

为了缩短工程设计周期和提高产品的质量,针对协同优化（CO）算法存在的计算量大、协调困难等问题进行了改善性研究。改善后的协同优化（ACO）算法采取了无约束的系统级,排除了单一雅克比方程式问题,使用了L1范数改进了CO算法的学科一致性约束,另外子系统增加了一些优化参数和约束模型。通过算例验证,ACO算法在计算效率上比CO算法提高了2.6倍,优化结果也更加逼近标准解。最后,将ACO算法应用到铰接车辆设计中,车辆的燃油经济性提高了2.596%,车辆速度从零到最高车速所需要的时间也减少了6.051 s。该算法有助于提高复杂工程系统优化设计中计算的效率和准确性。     

基于差速拧紧的装载机主动锥齿轮预紧力测量方法

该文针对装载机主传动器中主动锥齿轮的预紧问题,研究了主动锥齿轮轴承轴向预紧力与内、外圈轴向相对位移以及预紧力矩的关系,提出以测量容易实现、精度较高的轴承启动摩擦力矩来替代测量较难实现的轴向预紧力,并研制成功了轴承启动摩擦力矩测量的设备。该设备主传动器中锁紧螺母转速比主动锥齿轮略快,利用这一差速拧紧锁紧螺母,逐步地预紧轴承,在对主动锥齿轮进行自动装配的同时,具有自动测量预紧力矩和启动摩擦力矩功能,使主动锥齿轮得到合适的预紧。设备在青岛卡罗拉传动有限公司运行两年多来,降低了工人劳动强度,提高了主传动器的装配质量和效率。     

车用离心风机转子系统振动特性分析

为分析风机转子系统的振动特性,利用扰动力法建立了水润滑轴承刚度阻尼的非线性模型,完成了轴承-转子系统的动力学建模;基于转子系统的有限元模型,计算了转子系统的临界转速并进行了试验验证;分析了离心风机振动激励源,之后对转子在质量不平衡激励和轴承不对中激励下的振动特性进行了分析。结果表明,在质量不平衡激励下,转子系统振动的峰值频率主要位于整数倍频及半倍频处,其中以旋转基频和半倍频的振动为主;在轴承不对中激励下,转子系统振动的峰值频率主要位于整数倍频处,其中最主要的振动频率为旋转基频,其次为2倍频。该文对风机转子系统振动特性的分析对后续的整车振动与噪声分析,以及整车乘坐舒适性的改进提供了参考。     

电液流量匹配装载机转向系统特性分析

为降低小型装载机负荷传感液压转向系统在流量方面的能量损失,提出用伺服电机独立驱动定量泵的电液流量匹配转向控制方法。该文首先在Simulation X中建立了装载机整机联合仿真模型,对采用负荷传感转向系统的装载机在原地转向工况下进行仿真。构建了装载机试验测试系统,通过对比仿真与试验结果,验证了仿真模型的准确性。进一步将电液流量匹配转向方法应运于此仿真模型。维持与负荷传感系统相同转向特性的条件下,该系统在低速空载工况下使液压泵能量消耗相对负荷传感系统降低36%,高速空载为37%,中速正载为39%,中速偏载为28%,电液流量系统平均降低了转向过程中泵输出能耗约30%。该文提出的研究方法对装载机转向节能研究提供了参考。     

轴颈倾斜时滚柱轴承动态接触特性的有限元分析

针对滚柱轴承工作时存在轴颈倾斜的情况,利用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件开展不同轴颈倾斜角下滚动轴承动态接触特性的数值模拟研究,通过对比分析接触部位应力值和变形的差别,考察倾斜角大小对轴承动态接触特性影响情况。结果表明,考虑轴颈倾斜时滚子组最大等效应力、最大剪切应力仿真结果明显大于非倾斜状态下得到的结果,在倾斜角为0°、0.1°和0.5°等3种情况下,滚子组等效应力分别为700MPa、2.73GPa和4.0GPa;同时,滚子端面单元应力值和接触部位应力分布等仿真结果均随倾角增大而差异更加明显;但轴心在径向载荷方向的位移受倾斜角的影响不明显,均分布在-0.2～0.3mm范围内。研究结论可以为实际工作过程中考虑轴颈倾斜时滚柱轴承动态特性的研究和轴承结构优化设计提供参考。     

玉米种子仿生脱粒机性能试验与参数优化

玉米种子仿生脱粒机是依据鸡喙离散玉米籽粒过程和裸手脱粒玉米籽粒过程的先离散后脱粒原理设计的,其具有低损伤、低破碎率等特点。为了优化玉米种子仿生脱粒机脱粒系统的有关参数,进而降低玉米种子在脱粒过程中的损伤,该文采用二次回归正交旋转组合设计的方法,以籽粒破碎率和脱净率为主要性能指标,选取差速辊转速、离散辊转速、脱粒辊转速和离散辊间隙、脱粒辊间隙为试验因素,对玉米种子仿生脱粒机进行了性能试验。并依据试验结果分别对离散辊转速与脱粒辊转速对破碎率和脱净率的影响,以及离散辊间隙与脱粒辊间隙对破碎率和脱净率的影响进行分析。分析结果表明:当离散辊转速在150~180 r/min和310~350 r/min,脱粒辊转速在270~350 r/min时,破碎率取得较小值;当离散辊转速在230~300 r/min,脱粒辊转速在150~200 r/min范围内时,籽粒脱净率取得最大值100%。当离散辊间隙在0~4 mm,脱粒辊间隙在5~9.2 mm时,籽粒破碎率取得最小值。当脱粒辊间隙在0~2.2 mm时脱净率取得最大值100%。综合以上结论,在试验拟合曲线的基础上按综合评价法进行优化,得到最优参数组合为差速辊转速90 r/min,离散辊转速350 r/min,脱粒辊转速为350 r/min,离散辊间隙4.6 mm,脱粒辊间隙4.6 mm。测得此时破碎率为0.226%,脱净率为99.317%,玉米芯完整度为100%,达到国家标准要求。     

玉米摘穗收获机械损伤影响因素分析

针对辊式玉米收获机收获损失大、籽粒损伤高的问题,该文通过理论分析与台架试验相结合的方法对摘穗过程中玉米损伤的影响因素及趋势进行了分析,建立了摘穗时果穗受力的数学模型并分析了各作用力随摘穗辊间隙、果穗直径的变化规律及其对收获损失和籽粒损伤的影响:随着摘穗辊间隙和果穗直径增大,摘穗辊凸棱对果穗的作用力、果穗受到摘穗辊的摩擦力以及果穗大端籽粒所受竖直方向的作用力都呈增大趋势,果穗损伤增加;果穗长度超过175 mm时,随果穗长度增加籽粒损伤明显增大,但果穗长度对籽粒损失无显著影响;摘穗辊转速在650~850 r/min变化时,果穗损伤率和籽粒损失随转速增加呈现先减小后增大的趋势;利用高速摄像技术对果穗的运动分析发现:果穗竖直方向运动速度对果穗损伤无明显影响,但果穗与摘穗辊接触时间越长,越容易对果穗造成损伤。该文通过对机械摘穗损伤机理的分析明确了影响摘穗损伤的主要因素,可为玉米摘穗装置的优化设计提供参考。     

振动压路机橡胶减振器性能试验研究

介绍了振动压路机振动轮与机架间橡胶减振器静、动态性能参数的试验确定方法，分析了当振动轮在不同频率、不同振幅工作时减振器性能参数的变化规律，详细介绍了试验方法及试验工况，给出了各种工况下的性能参数值，为合理设计振动压路机橡胶减振器提供了依据。     

连续式淡水鱼弹簧刷去鳞机参数优化与试验

为了提高连续式淡水鱼弹簧刷去鳞机的去鳞效果,该文以鲢鱼为试验对象,通过自制去鳞机研究了去鳞机去鳞辊上的弹簧缠绕方式及整机运行参数对去鳞效果的影响,通过正交试验确定了各参数之间的最优组合,即去鳞辊上缠绕的不锈钢弹簧采用1.2mm×16mm、弹簧缠绕圈数2.5圈、弹簧头尾固定间距40mm,去鳞辊转速1390r/min、压辊转速100r/min、输送辊转速800r/min,此时鲢鱼去鳞率均值为68.7%。该研究可为连续式淡水鱼弹簧刷去鳞机的改进提供参考。     

南极磷虾等径滚轴挤压剥壳工艺优化

该文采用响应面分析法对南极磷虾滚轴挤压剥壳工艺参数进行优化,以剥壳得肉率为试验指标,以滚轴转速、滚轴间隙、旋转圈数为自变量,在单因素试验的基础上进行响应面分析。获得最佳工艺条件为：滚轴转速1.6 r/s、滚轴间隙0.5 mm、旋转圈数1.7 r,预测的得肉率为36.44%,此参数条件下的实测平均得肉率为35.17%。在最佳工艺参数下,试验放置时间与剥壳得肉率的关系,结果表明：随着放置时间的增加,剥壳得肉率逐渐降低;手工剥壳得肉率从35.29%降至29.73%,机器剥壳得肉率从34.71%降至21.08%。机器剥壳得肉率较手工剥壳相对较低,且降幅更为明显。研究结果可为南极磷虾剥壳装备的研制提供参考。     

提高耐磨与破碎性的仿生凹坑形磨辊设计与试验

为了提高水泥辊压机磨辊的耐磨性与破碎性,以仿生非光滑理论为指导,在磨辊表面设计并加工出具有不同直径、不同深度、不同轴向间距及周向个数的仿生凹坑形结构,根据正交表编制试验方案并对磨辊进行磨损及破碎性试验。试验结果表明,仿生凹坑形结构可以有效提高磨辊的耐磨性与破碎性。相对于标准磨辊,其耐磨性最大提高29.06%,破碎性最大提高18.7%。当仿生磨辊的凹坑直径为8 mm、凹坑深度为2 mm、轴向凹坑间距为16 mm、周向凹坑个数为12时,是兼具耐磨性及破碎性的最优辊。通过有限元方法对磨辊所受应力进行分析时发现,合理的仿生凹坑形结构可以优化磨辊表层受力,减少磨辊磨损;磨辊挤压石英砂破碎时受到的最大挤压力是影响其破碎性的重要因素。通过单颗粒石英砂破碎试验可知,仿生凹坑形结构减少了石英砂对其表面的刻划,分散了石英砂对其表面的挤压力,提高了磨辊的耐磨性及破碎性。     

双滚筒式收后地表残膜回收机设计与试验

针对残膜回收机存在的拾净率低、含杂率高等问题,该研究设计了一种双滚筒式残膜回收机,适用于秋收后地表残膜回收,采用机械拾膜、气力与机械协同脱膜方式完成作业过程。对捡膜和脱膜过程进行动力学分析,确定捡膜装置和脱膜装置的关键结构参数以及工作参数范围,根据滚轮中心运动轨迹设计并优化正反向凸轮轨道,得到凸轮结构参数,获得捡膜装置不漏捡的条件。运用气流特性分析软件模拟脱膜装置内部流场,分析得出气流运动形成的“O”形旋流利于残膜与杂质的分离。以机具前进速度、捡膜滚筒转速和脱膜滚筒转速为试验因素,残膜拾净率及回收混合物含杂率为试验指标,进行单因素试验,得到响应面试验水平的较优区间,并进行响应面试验,得出较优工作参数为机具前进速度6.72 km/h,捡膜滚筒转速56.7 r/min,脱膜滚筒转速569.78 r/min。田间试验结果表明,机具前进速度6.7 km/h、捡膜滚筒转速57 r/min、脱膜滚筒转速570 r/min时,平均残膜拾净率为86.1%,平均回收混合物含杂率为39.2%;相较于已有回收机的残膜拾净率（85.03%）提高了1.07个百分点,各项指标满足收后地表残膜回收要求。     

气吸滚筒式排种器种盘参数对种子分布规律的影响

种盘的结构参数和工作参数直接影响种子的运动状态,从而影响吸种效果,通过对种盘的振动试验分析,为进一步提高气吸滚筒式排种器种盘前端种子分布的均匀性,该文以气吸滚筒式排种器种盘为试验对象,研究了种盘与滚筒角度、激振力加载位置、振动器压力对种子在种盘前端吸种区域分布规律的影响。采用3因素3水平实验设计,得出了种子分布与三个因...