履帶式聯(lián)合收獲機駕駛臺振動分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、近年來，隨著我國農(nóng)業(yè)機械化進程的不斷加快，國內(nèi)對聯(lián)合收獲機的需求量也越來越大。其中全喂入履帶式聯(lián)合收獲機以其良好的越野性能、較低的價格以及較短的投資回收周期等優(yōu)勢，在國內(nèi)市場上占據(jù)了很大比重，已成為主流機型。該種機型大多只配有簡易的開放式駕駛臺，在結(jié)構(gòu)上很少進行減振設(shè)計，作業(yè)時由工作部件及地面等激勵源傳遞至駕駛臺的振動無法得到有效衰減，甚至相互疊加，引起整機的共振，使得機器的可靠性和穩(wěn)定性顯著降低。隨著聯(lián)合收獲技術(shù)的日趨成熟，國內(nèi)聯(lián)合收

2、獲機的保有量逐年增加，消費者對聯(lián)合收獲機作業(yè)時的舒適性也越來越重視。由于國內(nèi)在收獲機舒適性方面的研究起步較晚，相關(guān)技術(shù)和經(jīng)驗比較缺乏，因此聯(lián)合收獲機的振動與噪聲問題，尤其是駕駛臺的振動控制問題成為亟待解決的難題。
　　本課題基于工程實際，針對南方市場上常見的全喂入履帶式聯(lián)合收獲機駕駛臺振動大、駕駛員乘坐舒適性差等問題，以常發(fā)鋒陵850型聯(lián)合收獲機為研究對象，基于收獲機多工況振動試驗，并結(jié)合有限元分析技術(shù)，從駕駛臺結(jié)構(gòu)和座椅懸架系統(tǒng)

3、兩個方面進行優(yōu)化來提高該型履帶式聯(lián)合收獲機駕駛臺振動舒適性。主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）總結(jié)了現(xiàn)有的關(guān)于人體全身振動測量及評價的相關(guān)標準，結(jié)合樣機的結(jié)構(gòu)及工作環(huán)境等因素，選擇了適宜聯(lián)合收獲機駕駛員全身振動評價的相關(guān)標準和推薦限值，依據(jù)選擇的標準，制定了聯(lián)合收獲機駕駛臺振動測試的試驗方案，并進行了多工況振動測試。
　　（2）根據(jù)該型聯(lián)合收獲機各測點測得的數(shù)據(jù)進行了頻域分析、舒適性評價及座椅傳遞特性分析。通過頻域分析得出了引起

4、收獲機振動的各主要激勵源激振頻率。通過舒適性評價得出：該型聯(lián)合收獲機各個工況下的駕駛體驗均處于很不舒服與極不舒服狀態(tài)，其中空載怠速工況的駕駛體驗最差，座椅處Z向振動對人體振動舒適性的影響遠大于其它測點及方向。通過傳遞特性分析發(fā)現(xiàn)：在1~50Hz范圍內(nèi)，座椅傳遞系數(shù)幾乎均大于1，說明在人體敏感的頻段內(nèi)，座椅的減振性能極其不好，需對座椅結(jié)構(gòu)，尤其是懸架系統(tǒng)進行改進。
　?。?）基于有限元分析理論，利用CAD、CAE集成軟件UG建立了駕

5、駛機罩的有限元分析模型，對駕駛機罩模型進行了有限元模態(tài)計算，求解出駕駛機罩的前6階模態(tài)頻率及振型。利用PCB力錘、三向加速度傳感器及DH5902動態(tài)數(shù)據(jù)采集儀等組成的模態(tài)測試系統(tǒng)對駕駛機罩進行了模態(tài)試驗，識別出駕駛機罩的前6階試驗?zāi)B(tài)頻率、相應(yīng)的振型及阻尼比，驗證了有限元模型的準確性。最后通過對比駕駛機罩固有頻率與收獲機激勵源激振頻率之間的關(guān)系，證明了駕駛機罩部分產(chǎn)生共振的內(nèi)在可能。為下一步駕駛機罩模型的優(yōu)化提供了理論依據(jù)。
　　

6、（4）在仿真軟件UG中，通過對駕駛機罩模型各部件的靈敏度分析，確定了駕駛機罩結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案的自變量，最后以改變駕駛機罩一階和三階頻率為目標，對機罩模型進行了尺寸優(yōu)化分析，并對優(yōu)化后的模型進行了有限元模態(tài)驗證。結(jié)果表明：優(yōu)化后的駕駛機罩一階固有頻率提高至15.46Hz，三階固有頻率提高至38.3Hz，均有效的避開了收獲機各激振頻率。
　　（5）針對原座椅減振效果差的問題，設(shè)計了一種附有機械減振彈簧及液壓阻尼器的機械減振懸架結(jié)構(gòu)，運用該