微耕机非作业状态的振动测试及分析

采用QLVC-ZSA1振动信号分析仪及压电式加速度传感器,分别测试微耕机在非作业状态下发动机处于典型工况时微耕机发动机壳体、扶手的振动信号,并对其进行时域和频域分析,得到微耕机在非作业状态各种工况下振动信号的特征值及频谱图。分析结果表明:在发动机转速由小变大的过程中,微耕机扶手的振动频率加大,但在怠速时的振动均方根值最大,发动机壳体的振动频率加大,振动加速度值变大且其均方根值的最大值是最小值的1.8倍,引起发动机振动的频率范围在26~131Hz的低频段之间,在怠速工况下扶手处的振动已变为高频振动。     

微耕机的振动测试试验与分析

以北京地区常见的某款微耕机为研究对象,通过测试与有限元仿真相结合的方法,对其振动特性进行探索性研究。采用CBOOK2001便携式数据采集器、CM3508TM8通道动态信号调理模块及加速度传感器对微耕机的扶手架在不同环境、不同工况下进行测试,并且对扶手架进行时域和频域分析,得到扶手架在各工况下的振动信号的特性值和频谱图。根据分析结果建议:微耕机在使用过程中定期更换发动机安装座处的减震垫,且在实际生产加工中优化机架结构使其固有频率避开发动机激励频率。     

操控因素影响下微耕机人机系统手传振动特性

微耕机在使用中存在剧烈振动问题,而目前微耕机手传振动特性及传递规律尚不明确。利用加速度传感器、薄膜压力传感器、转数表等设备,测试分析10名受试者操作微耕机时的手传振动特性,研究发动机三级转速水平及三种握力的操控因素影响下人机系统关键节点处振动强度特征及传递规律。结果表明,发动机转速对人机交互界面的振动强度起主导作用;握力的增大会造成手臂系统振动传递能力增强,并使得微耕机扶手架与操作者手臂系统振动耦合作用明显;手臂系统对微耕机手传振动表现出一定的低通滤波效果,其截止频率在100 Hz附近。该研究对微耕机振动综合病预防以及减振装置的研发等提供指导和依据。     

基于Z比分数的微耕机扶手架振动检测比对与分析

正微耕机是指配套发动机标定功率不大于6.5k W、直接用驱动轮轴驱动旋转工作部件,以旋耕为主要功能,用于旱田耕整作业的步行操纵式机械,又称微型耕耘机。为减轻劳动强度,有必要降低微耕机振动对人体造成的伤害。影响微耕机振动的主要因素有:发动机的往复运动质量,发动机转速,微耕机质量,微耕机刚度,微耕机阻尼,被切屑土壤性质等。降低微耕机振动的主要方式有:阻断振动传递和扶手架自身属性的改变。微耕机在工作     

微耕机振动特性仿真及试验研究

提出了一种"微耕机-土壤"系统数学建模结合MatLab仿真的方法,研究微耕机的振动特性。首先建立了五自由度微耕机数学模型,然后利用MatLab软件建立仿真模型并进行仿真分析,得到系统关键振动部件(发动机、机架、变速箱及刀辊)处振动加速度信号的时域变化曲线,其均方根值分别为5.316、7.125、5.564、5.264m/s~2。在发动机全油门作业工况下,测试微耕机机架和变速箱处的振动加速度信号,得到了信号的时域变化曲线,其均方根值分别为7.33m/s~2和4.93m/s~2。将仿真结果与试验结果进行对比,结果表明:相对误差较小,分别为2.8%和12.9%;"微耕机-土壤"系统数学建模比较准确合理,数学建模结合MatLab仿真方法研究微耕机振动特性的方法可行,为同类产品的设计及减振优化提供了参考。     

预应力下微耕机扶手振动响应仿真及试验研究

针对微耕机在作业过程中扶手振动强烈的问题,采用预应力下的谐响应分析及振动测试试验,研究其振动响应,克服了仅通过自由模态分析扶手振动响应特性与实际作业情况相比误差较大的缺点。利用有限元法对扶手进行考虑人体手臂对扶手作用力的静力学分析及约束模态分析,并对扶手的把手处进行强迫激励下的谐响应分析,获得把手处加速度最大谐峰值及其对应频率,最后进行扶手把手处振动测试田间试验。结果表明:试验与仿真结果一致,在2、4阶固有频率处的振动响应对扶手的把手处振动贡献较大,这主要来自发动机混合气燃烧激振力及发动机二阶惯性力。这一结论为微耕机扶手减振提供了理论依据。     

基于平稳随机信号的青贮玉米收获机台架振动测试与分析方法*

青贮玉米收获机作为复杂农田作业环境下的多激励源振动系统,其振动机理难以完全用理论描述,为探究适合研究其振动特性的分析方法,本文搭建了青贮玉米收获机试验台。利用24位INV3062-C1(S)通用型动态测试采集仪器,测试不同转速下揉搓辊、定刀和机架位置的振动。分析该试验台振动幅值的均值、方差、有效值,可近似认为该振动信号符合平稳随机振动特征,获得不同工况下的振动时域特征和振动频率分布规律。结果表明,随着电机转速增加,整机振动强度随之增大,其中,揉搓辊位置的振动幅度最大,机架次之,定刀最小;秸秆喂入工况下,随着转速升高,机架振幅的提升速率高于揉搓辊和定刀,机架对电机转速变化最敏感;玉米秸秆的喂入对试验台振动的影响在低速(900 r/min)和中速(2 000~4 000 r/min)较大,高速(4 500 r/min)时影响较小;试验台振动频率集中在166.7~185 Hz、250.7~269.6 Hz、527~559 Hz、746.8~776.2 Hz、872.9~904.8 Hz区间,主要是电机转动频率的倍频成分;在中、高速,电机的振动对试验台振动影响较大,在低速状态下影响较小。在设计青贮玉米收获机时,可考虑在机架位置布置加强筋、在青贮收获机机架与发动机之间增加隔振,减小振动对青贮玉米收获机的影响。研究结果可为改善青贮玉米收获机整机振动,为复杂农田作业环境下收获机械的设计与优化提供参考。     

微耕机变速器的振动特性分析——基于ANSYS Workbench

为分析造成微耕机工作过程中振动强烈的原因,对某微耕机的变速器进行振动分析。采用UGNX建立该变速器的三维模型,通过UGNX与ANSYS workbench的无缝接口,将三维模型导入ANSYS中建立有限元模型。对变速器进行模态分析,得到变速器的固有频率和振型。数值模拟分析表明:在工作状态下,微耕机变速器的1阶固有频率是346.58Hz,高于发动机和旋耕刀辊产生的激振频率,因此变速器不会产生共振。     

履带式大豆联合收获机振动测试与分析

为研究履带式大豆联合收获机在不同工况下的整机振动特性,以久保田4LZ-2. 5履带式联合收获机为研究对象,选取了收获机在发动机怠速空转、整机空转及田间收获作业等5种工作状态,利用DH5902动态信号采集分析系统对切割器、发动机及脱粒滚筒等6个振动较强的位置进行测试,获取其振动特性。试验结果表明:切割器左右运动、脱粒滚筒的旋转和振动筛的前后运动是引起联合收获机的主要因素;发动机和风机的运转是联合收获机振动的次要因素。联合收获机空载时,振动最强的位置是切割器,振幅有效值达到了31. 84m/s^2;田间收获时切割器附近振幅比空载时降低,其他测点振幅都不同程度增加,脱粒滚筒处振幅有效值最大,达到43. 74 m/s^2。发动机的运转对驾驶座垂直方向上的振动影响最强,需进一步优化驾驶座的减振系统。研究结果可为收获机减振设计、结构优化及各部件的模态分析提供参考。     

自动离合器起步模糊控制

针对自动离合器起步控制问题,采用改进的发动机恒转速控制作为总体控制原则,提出了一种以节气门开度、发动机转速与目标转速的相对偏差及发动机转速变化率为主要控制量的离合器起步模糊控制策略,实现在满足冲击度条件下的发动机恒转速控制。样车试验结果表明,车辆在多种工况下均能顺利起步,起步平稳快捷,发动机转速波动小,起步冲击与起步意图相符。试验表明控制策略和算法具有良好的自适应性。     

汽车发动机正时链系统行走轨迹计算与试验

在已知汽车发动机配气正时机构三轴坐标的基础上,研究了正时链系统几何布局设计及其行走轨迹、约束边界的设计计算方法,依据曲线的内凹量,采用分段圆弧或直线逼近的方式,提出了张紧边和导向边的长度计算准则。通过发动机缸盖反拖系统试验台,在真实模拟正时链系统交变载荷和工作环境的条件下,研究了张紧板在不同转速条件下的横向振动位移的变化规律,以及不同转速条件下的噪声特性变化规律。分析结果表明,所提出的正时链系统行走轨迹计算方法,在保持该系统的适度张紧的前提下,正时链整链磨损伸长与张紧器柱塞探出量之间具有较好的谐应关系,同时,正时链系统在发动机常用转速工况下,张紧边的横向位移波动情况及噪声特性能够满足汽车发动机的动力性能要求。     

发动机失火故障的马氏距离研究

发动机失火故障是致使发动机排放超限且影响发动机动力性的严重故障之一。针对某型号发动机,以发动机正常工况下和各缸失火工况下的曲轴瞬时转速数据为样本并提取了特征参数进行研究,提出了基于马氏距离的发动机失火诊断方法。研究结果表明,患有失火故障的发动机在怠速或低速工况下通过计算相关特征参数的马氏距离得到的效果较好,根据计算结果分析能够准确判断出失火故障缸,而在中速或高速工况下的马氏距离效果不明显。     

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。     

腔道式水稻排种器漏播检测系统设计与试验

针对腔道式杂交稻精少量穴直播排种器排种时易出现漏播空穴的问题,基于腔道式排种原理,采用组合脉冲方式,设计了腔道光幕扫描式排种漏播检测方法及配套系统,阐述了组合脉冲的构建方法,建立了稻种在腔道检测区运动的动力学模型,明确了腔道检测区的关键结构参数,开展了排种器不同转速、变转速及不同振动工况下漏播检测系统的性能试验。转速适应性试验结果表明,排种器不同转速及变转速下的检测误差不高于0.80%;振动适应性试验结果表明,中高频振动工况对检测系统的检测性能基本无影响,而振幅相对较大的低频振动工况下,检测误差稍有增大,但不高于1.20%。田间试验结果表明,检测系统对播种机不同作业速度的播种工况均具有较好的适应性,检测误差均不高于2.13%。     

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。     

微耕机振动研究现状综述

微耕机是典型的小型智能农业装备,在低能耗绿色农业发展中占有重要地位。微耕机在工作过程中存在严重的振动,会损害操作者的身体健康,影响微耕机的可靠性和稳定性。课题组对微耕机的振动原因进行研究,提出了可靠的振动抑制措施是改进微耕机性能的关键。课题组从微耕机激振力、振动模型的发展和振动抑制手段的发展三个方面总结了微耕机振动研究的现状,提出了微耕机振动研究的发展方向。     

基于瞬时转速的CNG-柴油双燃料单缸机判缸策略

针对主要应用于农用机械的非电控单缸柴油机,在不改动原有机械部分,仅增加CNG电控供气系统基础上对发动机进行了改装。对单缸柴油机瞬时转速进行理论分析及实验测量后,总结单缸机瞬时转速波动的规律,提出一种基于瞬时转速的判缸策略。设计CNG-柴油双燃料单缸机试验方案,在微控制器上实现该判缸策略及喷气驱动后进行发动机台架试验。试验结果表明:在稳定及变工况下,基于该策略的判缸准确;该套试验方案能够稳定控制发动机运行。     

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。     

基于动力吸振器的微耕机扶手架减振设计

微耕机的扶手架结构较为简单，在田间作业时会造成扶手架的强烈振动，长时间的强烈振动会给操作者身心带来不适甚至严重伤害，针对此问题，对微耕机扶手架进行了减振设计。对于结构相对简单的构件，振动问题大多是由于主振动系统自身结构阻尼的不足导致的。为此，结合微耕机实际情况，将动力吸振器的设计方法应用于微耕机扶手架上，对动力吸振器进行结构设计并试制样件。最后，对动力吸振器样件的减振效果进行试验测试，结果表明：在安装动力吸振器样件后，其手把处的振动强度在空挡和耕作状态下分别降低了13.9%和11.2%。     

某甘蔗机刀盘横向摆动问题研究

为了更深入地了解某甘蔗机刀盘的振动,以某样机为试验对象,对引起刀盘的振动的两个主要因素进行了试验。根据试验研究可知,发动机的激励和路谱激励对刀盘的振动确实有很大的贡献;在发动机转速为1 100r/min时,无论匀速行驶还是怠速刀盘的横向摆动都很严重,通过对测试数据的分析得出此峰值可能不主要是由发动机这单一因素引起的,可能与刀盘本身有关。对该刀盘做了模态测试,由模态试验分析的结果可知,刀盘在该发动机的激励频率处确实存在横向摆动的模态。为了解决刀盘横向摆动问题对刀盘进行结构改进,经过对加筋后的刀盘进行试验测试,由分析结果可知,在此激励的频率下刀盘无横向摆动问题。此优化方案解决了甘蔗机刀盘振动问题,对后期进行切割系统的改进具有指导意义。