山地果園軌道運(yùn)輸機(jī)牽引卷筒結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性分析與試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著我國(guó)果園管理機(jī)械化水平的不斷發(fā)展和提高，山地果園軌道運(yùn)輸機(jī)已成為果園省力化機(jī)械的重要發(fā)展方向之一。牽引卷筒是運(yùn)輸機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中鋼絲繩載荷的直接作用對(duì)象，在運(yùn)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(dǎo)致鋼絲繩張力變化復(fù)雜，使得牽引卷筒承受著復(fù)雜的變載荷作用，在系統(tǒng)其他激振力的共同作用下會(huì)導(dǎo)致牽引卷筒的振動(dòng)和噪聲問題，對(duì)牽引卷筒結(jié)構(gòu)及驅(qū)動(dòng)裝置其他部件的壽命以及果農(nóng)身心健康產(chǎn)生很大影響，甚至在運(yùn)輸果品和農(nóng)資時(shí)引發(fā)嚴(yán)重事故。因此

2、，本文對(duì)山地果園軌道運(yùn)輸機(jī)牽引卷筒結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行研究，為牽引卷筒結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供依據(jù)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，且目前在國(guó)內(nèi)外尚無類似研究。
　　本文以江西省贛州市某果園應(yīng)用示范基地的果園軌道運(yùn)輸機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置為研究對(duì)象，對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置中牽引卷筒的結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了分析和試驗(yàn)研究。本文研究的主要內(nèi)容和結(jié)論有：
　?。?）采用理論模態(tài)分析方法對(duì)牽引卷筒進(jìn)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(dǎo)入有限元分析平臺(tái)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(jì)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(jié)構(gòu)的固有動(dòng)態(tài)特性，同時(shí)為分析結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)卷筒結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性的影響做好準(zhǔn)備；
　?。?）建立了無繩槽卷筒以及不同壁厚、不同長(zhǎng)度參數(shù)下的牽引卷筒有限元模型，對(duì)比分析了有、無繩槽結(jié)構(gòu)以及不同壁厚、不同長(zhǎng)度的牽引卷筒自由模態(tài)特性，研究了繩槽結(jié)構(gòu)以及壁厚、長(zhǎng)度等結(jié)構(gòu)參

4、數(shù)對(duì)卷筒動(dòng)態(tài)特性的影響，為牽引卷筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供理論依據(jù)；
　?。?）對(duì)實(shí)際支撐條件下的運(yùn)輸機(jī)牽引卷筒進(jìn)行了模態(tài)測(cè)試試驗(yàn)與參數(shù)識(shí)別，實(shí)驗(yàn)采用多點(diǎn)激勵(lì)單點(diǎn)響應(yīng)的錘擊法模態(tài)測(cè)試方法，完成測(cè)點(diǎn)布置，三軸加速度傳感器安裝，測(cè)試參數(shù)設(shè)置，試驗(yàn)設(shè)置驗(yàn)證，數(shù)據(jù)采集及模態(tài)參數(shù)識(shí)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(shí)際支撐條件下的牽引卷筒結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性，為牽引卷筒結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性評(píng)估和壽命預(yù)測(cè)提供依據(jù)；
　?。?

5、）進(jìn)行了運(yùn)輸機(jī)牽引卷筒振動(dòng)測(cè)試試驗(yàn)，在卷筒主軸支撐板上設(shè)立測(cè)點(diǎn)，采集牽引卷筒空載運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)時(shí)域信號(hào)，并通過FFT變換得到頻域信號(hào)，經(jīng)過時(shí)域和頻域信號(hào)分析，明確了牽引卷筒主要振動(dòng)方向和主要振動(dòng)峰值頻率范圍等信息。結(jié)果表明牽引卷筒主要存在軸向方向的振動(dòng)，且振動(dòng)峰值主要集中在頻率1000 Hz以內(nèi)，運(yùn)輸機(jī)牽引卷筒驅(qū)動(dòng)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(diǎn)改善牽引卷筒前三階結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性。
　　綜上所述，本文的研究成果可