【摘要】：偏心伸縮桿式輸送裝置是4FZ-2000A自走式秸稈收獲壓捆機(jī)上的重要部件,可以將鏈耙式輸送器上的秸稈輸送到喂草箱,防止喂草箱內(nèi)的秸稈被回帶造成輸送機(jī)構(gòu)纏草堵死,影響后續(xù)作業(yè)。目前,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)偏心伸縮桿式機(jī)構(gòu)應(yīng)用于地膜、檸條撿拾方面的研究比較多,而應(yīng)用于秸稈輸送方面,尚沒(méi)有明確的設(shè)計(jì)理論與方法,主要通過(guò)仿照聯(lián)合收割機(jī)割臺(tái)螺旋輸送器的伸縮扒指機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。主要存在的問(wèn)題有:(1)伸縮扒桿對(duì)農(nóng)作物及飼草的剛性沖擊較大,導(dǎo)致帶籽粒農(nóng)作物及飼草破損嚴(yán)重;(2)不清楚工作參數(shù)與結(jié)構(gòu)參數(shù)如何匹配才更好的實(shí)現(xiàn)輸送作業(yè);(3)主要零部件承受的載荷比較大,可靠性未知。針對(duì)以上問(wèn)題,本文采用理論分析與計(jì)算機(jī)仿真模擬相結(jié)合的方法對(duì)偏心伸縮桿式輸送裝置的設(shè)計(jì)理論進(jìn)行了分析,對(duì)其輸送性能進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)以找到各結(jié)構(gòu)參數(shù)與工作參數(shù)之間的最佳匹配關(guān)系,并對(duì)主要承載零部件進(jìn)行了疲勞壽命預(yù)測(cè)。(1)通過(guò)輸送過(guò)程理論分析確定了伸縮扒桿回轉(zhuǎn)中心在第四象限時(shí)滿(mǎn)足輸送要求;建立了伸縮扒桿端部運(yùn)動(dòng)軌跡與物料流縱截面相交的面積方程以及一個(gè)周期的輸送量方程;建立了伸縮扒桿端部的運(yùn)動(dòng)參數(shù)方程;建立了伸縮扒桿的動(dòng)力學(xué)方程,明確了伸縮扒桿為承受載荷較大的關(guān)鍵部件。(2)通過(guò)分析明確了偏心伸縮桿式輸送裝置輸送性能評(píng)價(jià)指標(biāo);確定了影響輸送性能的工作和結(jié)構(gòu)參數(shù)為:滾筒轉(zhuǎn)速、滾筒的安裝高度、物料厚度、伸縮扒桿長(zhǎng)度、滾筒半徑、伸縮桿軸支架長(zhǎng)度(偏心距)、以及伸縮桿軸支架與鉛垂方向夾角等。(3)利用虛擬樣機(jī)技術(shù),以影響輸送性能的結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)為設(shè)計(jì)變量,以輸送量最大和伸縮扒桿端部最大加速度值最小為優(yōu)化目標(biāo)。首先進(jìn)行分目標(biāo)優(yōu)化,在此基礎(chǔ)上采用加權(quán)組合法建立多目標(biāo)函數(shù),再對(duì)其進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)。優(yōu)化結(jié)果表明,雖然單目標(biāo)優(yōu)化效果顯著,但另一目標(biāo)不滿(mǎn)足輸送要求;多目標(biāo)優(yōu)化后,輸送量從優(yōu)化前0.58kg提高到優(yōu)化后0.79kg,增加了36.2%;加速度從優(yōu)化前40.59m/s~2降低到優(yōu)化后38.18m/s~2,降低了5.9%。輸送性能達(dá)到綜合優(yōu)化效果。(4)對(duì)輸送裝置輸送性能優(yōu)化后的關(guān)鍵零部件伸縮扒桿進(jìn)行自由模態(tài)及共振分析表明:外部激振頻率遠(yuǎn)小于伸縮扒桿的固有頻率,不會(huì)發(fā)生共振;對(duì)伸縮扒桿進(jìn)行靜力學(xué)分析表明:伸縮扒桿在極限工況下滿(mǎn)足靜強(qiáng)度要求,主要失效形式為高周疲勞中的多軸疲勞。(5)利用nCode軟件經(jīng)表面和應(yīng)力梯度修正獲得伸縮扒桿的S-N曲線(xiàn),然后采用CriticalPlane危險(xiǎn)面應(yīng)力組合法,通過(guò)線(xiàn)性Miner損傷法則分別計(jì)算了輸送性能優(yōu)化后的關(guān)鍵零部件伸縮扒桿存活率為50%、90%、99%時(shí)分別采用Goodman和改進(jìn)的Gerber平均應(yīng)力修正法的伸縮扒桿疲勞壽命。計(jì)算結(jié)果表明當(dāng)存活率為90%時(shí),采用改進(jìn)的Gerber平均應(yīng)力修正方法預(yù)測(cè)伸縮扒桿疲勞壽命與實(shí)際扒桿的設(shè)計(jì)壽命符合,證明了數(shù)值預(yù)測(cè)方法及結(jié)果的可靠性。且在設(shè)計(jì)壽命內(nèi)伸縮扒桿具有足夠的抗疲勞性能,能夠正常安全地工作。
【圖文】：

心伸縮桿式輸送裝置是 4FZ-2000A 自走式秸稈收獲壓捆機(jī)的關(guān)鍵部件割臺(tái)出口處的物料輸送到喂草箱，也可以起到傳遞動(dòng)力的作用。偏心裝置工作時(shí)要求輸送過(guò)程連續(xù)均勻，伸縮扒桿對(duì)物料的打擊作用小，零部件滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。本章在概述 4FZ-2000A 自走式秸稈收獲壓捆機(jī)式輸送裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理基礎(chǔ)上，對(duì)偏心伸縮桿式輸送裝置行分析，建立輸送裝置的運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)模型；通過(guò)分析其輸送要求能評(píng)價(jià)指標(biāo)，，并建立輸送裝置一個(gè)周期輸送量的數(shù)學(xué)模型�；诖藢�(duì)桿式輸送裝置輸送性能的因素進(jìn)行分析，明確關(guān)鍵參數(shù)。FZ-2000A 自走式秸稈收獲壓捆機(jī)工作原理FZ-2000A 自走式秸稈收獲壓捆機(jī)主要是由割臺(tái) 1、偏心伸縮桿式輸送構(gòu) 3、發(fā)動(dòng)機(jī) 4、打結(jié)裝置 5、壓捆箱 6、后橋 7、車(chē)架 8、壓縮機(jī)構(gòu) 9成（圖 2-1）。割臺(tái)主要由鏈耙式輸送裝置 1-1、切割器 1-2、撥禾輪

，通過(guò)割臺(tái)上的切割器和撥禾輪分別將作物秸稈切斷并推向輸送器，螺旋扒指式輸送器將秸稈收集并送入割臺(tái)后側(cè)鏈耙縮桿式輸送裝置輸送到喂草箱，喂入機(jī)構(gòu)將喂草箱中的秸稈后由壓縮機(jī)構(gòu)壓實(shí)并逐步推向壓捆箱后方，形成均勻的方形到設(shè)定的長(zhǎng)度時(shí)，觸動(dòng)小齒盤(pán)使得打結(jié)裝置主軸離合器結(jié)合，將細(xì)繩送入打結(jié)裝置夾盤(pán)中進(jìn)行打結(jié)。隨著物料的不斷喂捆被后續(xù)的草捆推至接草板后落地，完成一個(gè)工作行程。獲壓捆機(jī)偏心伸縮桿式輸送裝置結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工縮桿式輸送裝置主要由主動(dòng)鏈輪 1、滾筒 2、伸縮桿軸支架、伸縮桿 6、偏心調(diào)節(jié)軸 7、從動(dòng)鏈輪 8 和偏心調(diào)節(jié)手柄
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：S817.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2639206