山地果園軌道運輸機牽引卷筒結構動態(tài)特性分析與試驗研究.pdf

1、隨著我國果園管理機械化水平的不斷發(fā)展和提高，山地果園軌道運輸機已成為果園省力化機械的重要發(fā)展方向之一。牽引卷筒是運輸機驅動裝置中鋼絲繩載荷的直接作用對象，在運行過程中，由于軌道多彎道、變坡度、變輪軌摩擦阻力等因素導致鋼絲繩張力變化復雜，使得牽引卷筒承受著復雜的變載荷作用，在系統(tǒng)其他激振力的共同作用下會導致牽引卷筒的振動和噪聲問題，對牽引卷筒結構及驅動裝置其他部件的壽命以及果農身心健康產生很大影響，甚至在運輸果品和農資時引發(fā)嚴重事故。因此

2、，本文對山地果園軌道運輸機牽引卷筒結構動態(tài)特性進行研究，為牽引卷筒結構動態(tài)特性設計和優(yōu)化提供依據(jù)，具有重要的現(xiàn)實意義，且目前在國內外尚無類似研究。
　　本文以江西省贛州市某果園應用示范基地的果園軌道運輸機驅動裝置為研究對象，對驅動裝置中牽引卷筒的結構動態(tài)特性進行了分析和試驗研究。本文研究的主要內容和結論有：
　?。?）采用理論模態(tài)分析方法對牽引卷筒進行有限元模態(tài)分析，利用CAD軟件Pro/engineer建立牽引卷筒的幾何模

3、型，導入有限元分析平臺ANSYS Workbench中建立牽引卷筒在自由邊界條件下的有限元分析模型，通過模態(tài)分析計算得到了牽引卷筒的前20階模態(tài)固有頻率和固有振型，確定了牽引卷筒結構的固有動態(tài)特性，同時為分析結構參數(shù)對卷筒結構動態(tài)特性的影響做好準備；
　　（2）建立了無繩槽卷筒以及不同壁厚、不同長度參數(shù)下的牽引卷筒有限元模型，對比分析了有、無繩槽結構以及不同壁厚、不同長度的牽引卷筒自由模態(tài)特性，研究了繩槽結構以及壁厚、長度等結構參

4、數(shù)對卷筒動態(tài)特性的影響，為牽引卷筒結構設計與優(yōu)化提供理論依據(jù)；
　　（3）對實際支撐條件下的運輸機牽引卷筒進行了模態(tài)測試試驗與參數(shù)識別，實驗采用多點激勵單點響應的錘擊法模態(tài)測試方法，完成測點布置，三軸加速度傳感器安裝，測試參數(shù)設置，試驗設置驗證，數(shù)據(jù)采集及模態(tài)參數(shù)識別等步驟后，得到牽引卷筒的10階固有頻率和固有振型等模態(tài)參數(shù)，反映了實際支撐條件下的牽引卷筒結構動態(tài)特性，為牽引卷筒結構動態(tài)特性評估和壽命預測提供依據(jù)；
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5、）進行了運輸機牽引卷筒振動測試試驗，在卷筒主軸支撐板上設立測點，采集牽引卷筒空載運行時的振動時域信號，并通過FFT變換得到頻域信號，經(jīng)過時域和頻域信號分析，明確了牽引卷筒主要振動方向和主要振動峰值頻率范圍等信息。結果表明牽引卷筒主要存在軸向方向的振動，且振動峰值主要集中在頻率1000 Hz以內，運輸機牽引卷筒驅動系統(tǒng)的工作頻率僅與前三階模態(tài)固有頻率較為接近，因此可重點改善牽引卷筒前三階結構動態(tài)特性。
　　綜上所述，本文的研究成果可