麻芳蘭，蔡　力，楊代云，范志達(dá)，趙　靜，鐘家勤，葉才福

(廣西大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，南寧　530004)

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基于刀盤(pán)動(dòng)剛性的甘蔗收獲機(jī)布局試驗(yàn)研究

麻芳蘭，蔡力，楊代云，范志達(dá)，趙靜，鐘家勤，葉才福

(廣西大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，南寧530004)

摘要：通過(guò)振動(dòng)測(cè)試與理論分析找出小型甘蔗收獲機(jī)在田間和模擬試驗(yàn)中出現(xiàn)的高破頭率問(wèn)題，結(jié)合虛擬樣機(jī)技術(shù)，采用基于刀盤(pán)動(dòng)態(tài)剛性的整機(jī)布局優(yōu)化仿真，得出切割器簡(jiǎn)支梁安裝方式、發(fā)動(dòng)機(jī)中置、剝?nèi)~系統(tǒng)軸負(fù)式布局方式利于增大刀盤(pán)的剛性。據(jù)此研制出改進(jìn)樣機(jī)，最后通過(guò)振動(dòng)測(cè)試試驗(yàn)對(duì)比分析兩臺(tái)樣機(jī)，得出刀盤(pán)的振動(dòng)幅度由原來(lái)的2mm下降到0.8mm，刀盤(pán)的動(dòng)態(tài)性能有了很大的改善，從而驗(yàn)證了此布局方式的可行性。

關(guān)鍵詞：甘蔗收獲機(jī); 整機(jī)布局; ADAMS; 動(dòng)態(tài)剛性

0引言

我國(guó)南方主要以丘陵地區(qū)為主，且種植甘蔗地塊面積小，小型甘蔗收獲機(jī)在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)仍將是甘蔗收獲機(jī)發(fā)展的主流方向[1]。而受到中國(guó)甘蔗種植模式和制糖廠工藝等因素的影響，整稈式甘蔗收割機(jī)是中國(guó)目前甘蔗收獲機(jī)研制的重要機(jī)型[2-7]。但是，整稈式甘蔗收獲機(jī)存在著高破頭率和切割損失等缺點(diǎn)，嚴(yán)重影響其性能和推廣使用[8]。

甘蔗機(jī)械化收獲過(guò)程中主要完成切割任務(wù)，對(duì)甘蔗宿根質(zhì)量有直接的關(guān)系。切割系統(tǒng)是關(guān)系甘蔗收獲機(jī)能否連續(xù)有效工作、能否平穩(wěn)順暢輸送甘蔗及降低破頭率的關(guān)鍵部件[9]。楊堅(jiān)[10]等研究了刀片切割角度、刀盤(pán)傾角、刀片數(shù)量對(duì)破頭率的影響，而且通過(guò)對(duì)單刀盤(pán)切割器的研究得出了振幅和頻率對(duì)破頭率有顯著影響，提出設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮減振措施。國(guó)外對(duì)甘蔗收割機(jī)進(jìn)行了較全面的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究，如Norris等[11]研究在切割器前方增加喂入輥的方式來(lái)提高甘蔗的輸送能力，來(lái)保證甘蔗順利通過(guò)物流通道，以免影響砍蔗質(zhì)量；但甘蔗破頭率還較高，一般在20%左右[12]。以上都是通過(guò)改變切割器的工作參數(shù)或者增加輔助結(jié)構(gòu)來(lái)降低對(duì)宿根破頭率的影響，而目前對(duì)刀盤(pán)切割器的動(dòng)態(tài)剛性對(duì)于破頭率的影響研究卻很少。

本文根據(jù)課題組已經(jīng)研制的第一臺(tái)物理樣機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)收割過(guò)程中存在的問(wèn)題，通過(guò)基于刀盤(pán)動(dòng)態(tài)剛性的整機(jī)布局優(yōu)化仿真分析，研發(fā)出新的物理樣機(jī)。同時(shí)，通過(guò)對(duì)新的收獲機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)研究，揭示了基于刀盤(pán)動(dòng)態(tài)剛性的整機(jī)布局方式對(duì)降低宿根破頭率的意義，提高了砍蔗質(zhì)量。

1原樣機(jī)高破頭率原因分析

廣西大學(xué)研制出的第一臺(tái)小型整稈式甘蔗收割機(jī)物理樣機(jī)，如圖1所示。針對(duì)物理樣機(jī)進(jìn)行模擬試驗(yàn)，對(duì)不同轉(zhuǎn)速下切割后的蔗根情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。以30簇為統(tǒng)計(jì)樣本，對(duì)統(tǒng)計(jì)項(xiàng)取平均值，當(dāng)裂紋過(guò)節(jié)或裂紋長(zhǎng)度大于15mm時(shí)就認(rèn)為蔗根損壞。試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

1.壓蔗稈　2.提升缸　3、6.喂入輥　4、5輸送輥　7.切割器

從表1的統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出：原樣機(jī)的破頭率均在15%以上，甚至超過(guò)了20%，并且裂紋的平均長(zhǎng)度也比較長(zhǎng)。課題組前期研究成果表明[13]：切割質(zhì)量是隨著刀盤(pán)振動(dòng)幅值的增加而下降，當(dāng)?shù)侗P(pán)振動(dòng)幅值從0.461mm增大到1.054mm時(shí)，切割損失評(píng)分從4.71增大到7.21，也就是切割損失增加了46.5%。

表1　切割后蔗根情況統(tǒng)計(jì)

由于切割器刀盤(pán)的振幅與破頭率密切相關(guān)，現(xiàn)通過(guò)振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)對(duì)樣機(jī)進(jìn)行振動(dòng)測(cè)試。試驗(yàn)儀器選用江蘇東華測(cè)試技術(shù)有限公司的DH-5938動(dòng)態(tài)信號(hào)測(cè)試分析系統(tǒng)，配套上海歐多儀器電子有限公司的HZ891XL電渦流傳感器。當(dāng)切割器不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)刀盤(pán)的振動(dòng)影響最大[13]，而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1 900r/min時(shí)，其功率匹配最好[14]。因此，測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1 900r/min。在其他系統(tǒng)正常工作下的刀盤(pán)和刀片的測(cè)試結(jié)果如圖2和圖3所示。

圖2　刀盤(pán)振動(dòng)信號(hào)

圖3　同一刀盤(pán)兩片刀片振動(dòng)信號(hào)

通過(guò)圖2和圖3可以看出：刀盤(pán)的振動(dòng)最大幅度有2mm左右，而兩刀片的高度差有3mm左右。前課題組研究結(jié)果[13]表明：原樣機(jī)影響切割質(zhì)量的主要原因就是刀盤(pán)的振動(dòng)幅值大和同一刀盤(pán)上兩處刀片的高度差較大，當(dāng)甘蔗被兩刀或兩刀以上切割時(shí)，很容易形成臺(tái)階使切割質(zhì)量下降。

綜上得出切割器剛度不夠和車(chē)載振源是致使刀盤(pán)振動(dòng)過(guò)大、破頭率高的主要原因。刀盤(pán)切割器是甘蔗收獲機(jī)的重要部件，其動(dòng)態(tài)性能直接影響收獲機(jī)的工作性能[15]，因此基于刀盤(pán)動(dòng)態(tài)剛性的整機(jī)布局優(yōu)化設(shè)計(jì)顯得非常重要。

2整機(jī)布局優(yōu)化仿真

2.1甘蔗收獲機(jī)振源分析

根據(jù)前期研究發(fā)現(xiàn)，甘蔗收獲機(jī)的振源主要來(lái)自5個(gè)方面：發(fā)動(dòng)機(jī)、切割器、輸送系統(tǒng)、剝?nèi)~斷尾機(jī)構(gòu)及路面的隨機(jī)激勵(lì)。整個(gè)輸送系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)速度低[16]，所具有的振動(dòng)能量也比較小，在對(duì)整機(jī)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析時(shí)，不考慮輸送系統(tǒng)引起的振動(dòng)對(duì)整機(jī)動(dòng)態(tài)性能的影響。路面隨機(jī)激勵(lì)也是收獲機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)的主要原因之一，這種振動(dòng)直接影響到甘蔗收獲機(jī)刀盤(pán)切割甘蔗的質(zhì)量[17]。課題組的范志達(dá)[18]指出了要提高砍蔗質(zhì)量可以通過(guò)避開(kāi)蔗地路面不平度引起的3.0Hz以上的刀盤(pán)振動(dòng)，所以路面的隨機(jī)激勵(lì)已經(jīng)作過(guò)了相關(guān)研究，這里便不再重復(fù)這類(lèi)的工作。因此，本文主要考慮發(fā)動(dòng)機(jī)、剝?nèi)~機(jī)和切割器引起刀盤(pán)振動(dòng)的3大振源。

2.2甘蔗收獲機(jī)模型建立與仿真

為了有效快速地分析各個(gè)振源對(duì)不同的布局安裝形式的影響，在虛擬樣機(jī)軟件ADAMS中模擬現(xiàn)實(shí)中甘蔗收獲機(jī)的動(dòng)力學(xué)狀態(tài)，對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)分析。甘蔗收獲機(jī)是一個(gè)復(fù)雜的多自由度非線性系統(tǒng)，研究其振動(dòng)特性時(shí)，必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化[19]。整機(jī)的各模塊都看成獨(dú)立的振源，不考慮自身的變形和阻尼，將各個(gè)振源視為正弦振動(dòng)，只考慮垂直方向的振動(dòng)，忽略縱向和側(cè)向的振動(dòng)[20-21]。其部件總成之間連接視為彈簧阻尼參數(shù)[22-24]，設(shè)置仿真參數(shù)如表2所示。

表2　仿真參數(shù)

2.2.1發(fā)動(dòng)機(jī)安裝位置對(duì)刀盤(pán)切割器安裝位置的動(dòng)態(tài)分析

在仿真分析中，由于車(chē)架與前后輪的連接是通過(guò)剛性相連，所以將每個(gè)輪胎和地面組成的系統(tǒng)簡(jiǎn)化為一個(gè)彈簧和阻尼，發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)懸置塊也簡(jiǎn)化成彈簧阻尼系統(tǒng)。同時(shí)，對(duì)車(chē)架進(jìn)行柔性化處理，建立底盤(pán)-車(chē)架-發(fā)動(dòng)機(jī)組成的8自由度系統(tǒng)模型[25-26]，如圖4所示。

得出發(fā)動(dòng)機(jī)不同布置形式(發(fā)動(dòng)機(jī)前置和發(fā)動(dòng)機(jī)后置)的車(chē)架前端和中部響應(yīng)結(jié)果如圖5和圖6所示。

從圖5、圖6可以看出：無(wú)論是車(chē)架的前端還是中部， 中置式發(fā)動(dòng)機(jī)比后置式發(fā)動(dòng)機(jī)所引起的振動(dòng)響應(yīng)要小。無(wú)論是后置式發(fā)動(dòng)機(jī)安裝方式還是中置式發(fā)動(dòng)機(jī)安裝方式，車(chē)架前端的響應(yīng)都大于車(chē)架中部的響應(yīng)，所以將刀盤(pán)切割器布置在車(chē)架的中部可以有效地降低發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)其振動(dòng)的影響。

圖4　發(fā)動(dòng)機(jī)與車(chē)架的動(dòng)力學(xué)模型

圖5　兩種安裝方式下的車(chē)架中部響應(yīng)對(duì)比

圖6　兩種安裝方式下的車(chē)架前端響應(yīng)對(duì)比

2.2.2剝?nèi)~機(jī)不同安裝位置對(duì)刀盤(pán)切割器安裝位置的動(dòng)態(tài)分析

由于甘蔗收獲機(jī)的收割流程決定了切割系統(tǒng)與剝?nèi)~系統(tǒng)是緊密銜接的，根據(jù)刀盤(pán)的安裝位置的不同，剝?nèi)~機(jī)在車(chē)架的布置形式為簡(jiǎn)支式和軸負(fù)式。模型的建立與發(fā)動(dòng)機(jī)與車(chē)架模型的建立類(lèi)似，剝?nèi)~機(jī)也是采用四點(diǎn)懸浮，建立多自由度的數(shù)學(xué)模型。由于剝?nèi)~機(jī)的結(jié)構(gòu)基本對(duì)稱(chēng)布置，所以剝?nèi)~機(jī)振源就簡(jiǎn)化為正弦作用力，剝?nèi)~機(jī)不同布置方式的仿真結(jié)果如圖7、圖8所示。

圖7　軸負(fù)式剝?nèi)~機(jī)布置方式下的車(chē)架前部與中部響應(yīng)對(duì)比

圖8　簡(jiǎn)支式剝?nèi)~機(jī)布置方式下的車(chē)架前部與中部響應(yīng)對(duì)比

從圖7可以看出：軸負(fù)式的安裝方式，車(chē)架前端的振動(dòng)幅值比車(chē)架后端要大，原因是軸負(fù)式安裝方式，在振動(dòng)力的作用下會(huì)引起車(chē)架的扭轉(zhuǎn)，導(dǎo)致前后端振動(dòng)幅值不同。從圖8中可看出：簡(jiǎn)支式的安裝方式，車(chē)架前端與車(chē)架中部的振動(dòng)幅值小些，但是不太明顯；主要是因?yàn)榍昂筝嗁|(zhì)量分布比較均勻，加之引起振動(dòng)的慣性力不大，所以車(chē)架的變形不明顯導(dǎo)致前端與中部的振幅相差不大。對(duì)比兩種不同安裝方式所引起車(chē)架的振動(dòng)幅值，軸負(fù)式的布置方式剝?nèi)~機(jī)所引起的振幅要小于簡(jiǎn)支式的安裝方式，所以結(jié)合切割器的布置位置，剝?nèi)~機(jī)選用軸負(fù)式布置較好。

Gupta C P等[27]通過(guò)中置切割器來(lái)改善其動(dòng)態(tài)剛度，課題組研究[9]也發(fā)現(xiàn)，切割系統(tǒng)布置在收割機(jī)的前后輪之間，能夠有效降低振動(dòng)，降低破頭率，因此切割器布置在車(chē)架的中部。

綜上仿真分析可得出：發(fā)動(dòng)機(jī)中置式布置、剝?nèi)~機(jī)選用軸負(fù)式布置、切割器布置在車(chē)架中部，這種方式布局振動(dòng)最小。因此，新樣機(jī)的整機(jī)布局如圖9所示。

3改進(jìn)后的甘蔗收獲機(jī)試驗(yàn)研究

3.1測(cè)試儀器與方法

利用振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)對(duì)整機(jī)進(jìn)行振動(dòng)測(cè)試，分析改進(jìn)后樣機(jī)振動(dòng)的改善效果。所采用儀器與前述的振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)一樣。分別測(cè)試甘蔗收獲機(jī)在非工作狀態(tài)下只有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)和剝?nèi)~機(jī)同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)和輸送系統(tǒng)同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)和切割器同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)和工作狀態(tài)時(shí)切割器的振動(dòng)情況[28]。測(cè)試工況水平如表3所示。

1.扶分蔗輥　2.甘蔗　3.切梢器　4.壓蔗輥　5.輔助喂入輥

工況發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)/r·min-1剝?nèi)~機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)1900r/min輸送系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)1900r/min切割器轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)1900r/min工作狀態(tài)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)1900r/min測(cè)試水平1700800175500空載1900900200600負(fù)載2100——700—

根據(jù)前期的研究發(fā)現(xiàn)[29]：垂直方向的振動(dòng)是產(chǎn)生破頭率的主要原因，所以割臺(tái)的振動(dòng)測(cè)試主要是垂直方向的振動(dòng)。因此，垂直振動(dòng)測(cè)點(diǎn)分別布置在車(chē)架前部、砍蔗刀片處、齒輪箱的上部、車(chē)架中部和發(fā)動(dòng)機(jī)處。

3.2測(cè)試結(jié)果與分析

3.2.1發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)刀盤(pán)振動(dòng)的影響

發(fā)動(dòng)機(jī)在不同的轉(zhuǎn)速下，得到原樣機(jī)和改進(jìn)樣機(jī)的刀片振動(dòng)強(qiáng)度如表4所示。

表4　兩臺(tái)樣機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)引起刀片振動(dòng)的幅值

從表4中可以看出:發(fā)動(dòng)機(jī)作為整機(jī)的主要激勵(lì)源，隨著轉(zhuǎn)速的提高，刀盤(pán)振動(dòng)強(qiáng)度越大;但是在改進(jìn)的樣機(jī)中引起的刀片振動(dòng)強(qiáng)度比原樣機(jī)要小很多，主要原因是刀盤(pán)切割器簡(jiǎn)支梁的安裝方式提高了刀盤(pán)的動(dòng)態(tài)剛性，有效降低了刀盤(pán)的振幅。

3.2.2發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)車(chē)架振動(dòng)的影響

測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)在不同的轉(zhuǎn)速下不同布局方式下，車(chē)架前端振動(dòng)強(qiáng)度如表5所示。

表5　發(fā)動(dòng)機(jī)中置與后置車(chē)架前端振動(dòng)強(qiáng)度

由表5可以看出：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的提高，振動(dòng)強(qiáng)度也隨著增加；但是中置式(改進(jìn)樣機(jī))發(fā)動(dòng)機(jī)安裝方式所引起的車(chē)架前端響應(yīng)要小于后懸臂式(原樣機(jī))的安裝方式，說(shuō)明刀盤(pán)安裝在前輪的后部有利于提高切割器的剛性。

3.2.3剝?nèi)~系統(tǒng)對(duì)刀盤(pán)振動(dòng)的影響

測(cè)試工況為發(fā)動(dòng)機(jī)固定轉(zhuǎn)1 900r/min，剝?nèi)~系統(tǒng)轉(zhuǎn)引起對(duì)刀片的振動(dòng)強(qiáng)度如表6所示。

表6　發(fā)動(dòng)機(jī)、剝?nèi)~機(jī)、輸送系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)引起刀片的振動(dòng)強(qiáng)度

從表6中可以看出：無(wú)論是剝?nèi)~系統(tǒng)中的剝?nèi)~機(jī)還是輸送機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，所引起的刀盤(pán)振動(dòng)與發(fā)動(dòng)機(jī)在1 900r/min轉(zhuǎn)速下引起的刀盤(pán)振動(dòng)強(qiáng)度基本一樣，所以在空載狀態(tài)下，剝?nèi)~輸送系統(tǒng)對(duì)刀盤(pán)的振動(dòng)幾乎沒(méi)有影響。因此，結(jié)合切割器的布置位置，剝?nèi)~系統(tǒng)選用軸負(fù)式布局較好。

3.2.4切割器轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)自身振動(dòng)影響

由于前面已闡述切割系統(tǒng)簡(jiǎn)支梁的布局方式利于增加切割器的動(dòng)態(tài)剛度，這里不再做過(guò)多的試驗(yàn)驗(yàn)證，只將測(cè)試切割器在600r/min時(shí)的振動(dòng)強(qiáng)度。將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速固定在1 900r/min，由于刀盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，刀片處的振動(dòng)不能通過(guò)有線的加速度傳感器進(jìn)行采集，鑒于設(shè)備的局限性，測(cè)量切割器齒輪箱部位的振動(dòng)強(qiáng)度來(lái)反應(yīng)刀片處的振動(dòng)強(qiáng)度，得到結(jié)果如表7所示。

表7　兩臺(tái)樣機(jī)切割器自身轉(zhuǎn)動(dòng)引起齒輪箱的振動(dòng)強(qiáng)度

從表7中可以看出：原有樣機(jī)切割器自身轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)強(qiáng)度要比改進(jìn)樣機(jī)大得多。這主要是因?yàn)樵袠訖C(jī)切割器與車(chē)架的連接部位連接剛度不夠，由于切割器傾斜安裝引起的回正力不能被克服，所以旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的周期性的動(dòng)不平衡力，引起了刀盤(pán)的晃動(dòng)是產(chǎn)生這一現(xiàn)象。而改進(jìn)樣機(jī)與車(chē)架的連接方式進(jìn)行了優(yōu)化，通過(guò)測(cè)試對(duì)比發(fā)現(xiàn)，比原有樣機(jī)的振動(dòng)幅值要小很多，所以切割器與車(chē)架的連接剛性高于原有樣機(jī)。

3.2.5整機(jī)空載狀態(tài)下刀盤(pán)振動(dòng)

最后測(cè)試整機(jī)空載狀態(tài)下的刀盤(pán)振動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)以最優(yōu)轉(zhuǎn)速工作，其他工作部件也在最優(yōu)條件下工作，通過(guò)位移傳感器測(cè)試刀盤(pán)的振動(dòng)幅值，如圖10所示。

圖10　改進(jìn)樣機(jī)的刀盤(pán)振動(dòng)信號(hào)

從圖10中可以看到：刀盤(pán)的振動(dòng)幅值有了大幅度的減小，從原來(lái)的2mm下降到0.8mm。經(jīng)過(guò)整機(jī)布局優(yōu)化而得到的改進(jìn)樣機(jī)的切割器，其動(dòng)態(tài)剛性有了較大的提高。根據(jù)課題組前期研究發(fā)現(xiàn)[9,29]，提高切割器的動(dòng)態(tài)剛度，利于減小刀盤(pán)振動(dòng)幅值，降低破頭率，提高了砍蔗質(zhì)量。因此，通過(guò)對(duì)原樣機(jī)的整體布局優(yōu)化，收獲機(jī)工作時(shí)能夠達(dá)到較好的性能指標(biāo)。

4結(jié)論

通過(guò)基于刀盤(pán)動(dòng)態(tài)剛性的原有樣機(jī)的整機(jī)布局優(yōu)化仿真，得到改進(jìn)的樣機(jī)，并對(duì)改進(jìn)樣機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)研究。結(jié)果表明：改進(jìn)樣機(jī)的振動(dòng)幅值有了較大的減小，刀片的振動(dòng)位移由原來(lái)的2mm，下降到0.8mm，增大了切割器的動(dòng)態(tài)剛度，提高了砍蔗質(zhì)量，驗(yàn)證了此布局優(yōu)化方式的可行性。

參考文獻(xiàn)：

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Abstract ID:1003-188X(2016)05-0213-EA

The Whole Construction Layout Stimulation and Experiments of the Sugarcane Harvester Base on the Dynamic Rigidity of Cutter Head

Ma Fanglan，Cai Li，Yang Daiyun，F(xiàn)an Zhida，Zhao Jing，Zhong Jiaqin，Ye Caifu

(College of Engineering，Guangxi University，Nanning 530004，China)

Abstract：Based on the virtual test and theoretic analysis, when the sugarcane harvester worked in the field or the test platform, the causes of its high root damage rate were founded. Combined with the stimulation of the virtual prototype, and based on the dynamic rigidity of cutter head, the optimized stimulation of whole construction of sugarcane harvester was used to improve the dynamic rigidity of cutter head, and results showed that the dynamic rigidity of cutter head could be improved by the installation way of the simply supported beam in cutting system and middle-set-type of the engine, or the adverse installation of leave separating system’ shaft. Then the new prototype was built based on the vibration test. The vibration of the prototypes could be compared, the results showed the vibration value of the cutter head decreased to 0.8 mm from the former 2 mm. The dynamic rigidity of the cutter head has been improved a lot and the feasibility of the installation way was certified.

Key words：sugarcane harvester; layout; ADAMS; dynamic rigidity

文章編號(hào)：1003-188X(2016)05-0213-06

中圖分類(lèi)號(hào)：S225.5+3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

作者簡(jiǎn)介：麻芳蘭(1976-)，女，廣西橫縣人，副教授，博士，碩士生導(dǎo)師，(E-mail)422568295@qq.com。

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51465004)；廣西自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(2014GXNSFAA118381)；廣西理工科學(xué)實(shí)驗(yàn)中心項(xiàng)目(YXKT2014011)

收稿日期：2015-04-27