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2ZB-8水稻摆秧机振动排秧盘参数的计算机虚拟优化研究

尹沾松  
【摘要】: 本课题研究对象是2ZB-8水稻摆秧机振动排秧盘,目的是通过分析摆秧机的振动排秧机构,确定影响振动排秧性能的主要参数,找出最忧方案,为进一步优化排秧机构的性能提供理论依据。 排秧盘是振动式摆秧机钵苗输送机构,也是最主要的工作部件之一。影响排秧盘振动排秧性能的主要参数有激振力幅值F,激振频率ω,弹簧倾角α及弹簧刚度K。为了分析这四个参数对系统的影响,首先在ANSYS中建立振动排秧盘的虚拟模型,采用有限元方法对模型进行了模态分析,得到振动排秧机构的固有频率;同时对模型进行动力学分析,分析排秧盘的振动量、速度及加速度,并得出相应数据的曲线图;另外,校核了主要元件弹簧的疲劳强度及使用寿命。在对所得数据进行分析比较后,对振动机构提出了改进意见。 其次利用ADAMS软件建立振动排秧盘的虚拟模型,并对模型进行分析。首先验证虚拟模型的振动性能与物理原型基本相符,进一步采用正交试验,考察四个因子(激振频率山、激振力幅值F、弹簧刚度K及弹簧倾角α)对钵苗推送速度的影响。采用统计方法(方差法、极差法及回归分析法)对实验数据进行分析,得出振动参数的最优组合。四个因子中,频率ω对钵苗的推送速度影响最为显著,其次是激振力幅值F。在虚拟模型中,还就弹簧误差对振动性能的影响进行了分析研究,得出了误差应控制在2%以内的结论。另外,对比分析三种波形(矩形波、正弦波及锯齿波)激振力对振动系统的影响,发现采用正弦波激振力对振动系统冲击较小,应优先考虑使用。最后,对多钵苗碰撞仿真试验进行了一些探索研究工作,将钵苗模型进一步优化,编写了建立多钵苗模型、钵苗接触力、钵苗铰接等宏命令及传感器程序,并将弹簧柔性化。 分析得出振动参数的最优组合方案为:激振力F取150N,激振频率山取38Hz,弹簧倾角α及刚度K分别取64°、56N/mm。


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