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高地隙自走式喷雾机轮距可调式转向系统的设计与研究

窦玲静  
【摘要】:高地隙自走式喷雾机的开发有助于解决我国高秆作物生长中后期施药作业难的技术瓶颈。转向系统是自走式喷雾机的核心部件,其性能优劣直接影响喷雾机的整机作业性能和可靠性。要求具备轮距调节功能,以适应作物不同行距的要求。因此,开发高地隙喷雾机适用的轮距可调式转向系统,对于加快我国自走式喷雾机的整机开发进程、提高喷雾机可靠性都有重要的意义。基于以上研究意义,论文设计了高地隙自走式喷雾机适用的轮距可调节转向系统,并针对所设计的转向系统进行了多方面的深入研究。 1、为实现自走式喷雾机底盘转向功能和轮距调节功能相互独立的需求,设计了自走式喷雾机轮距可调式转向机构,应用经典转向运动学理论分析研究了其转向性能,并应用ANSYS软件对转向机构的核心零件(前轮支臂)进行了静态结构分析,通过对比不同横管截面尺寸、不同轮距调节量和不同载荷条件时前轮支臂的最大等效应力、最大等效应变和最大总变形的变化规律,确定了前轮支臂的横管尺寸、壁厚等参数,保证了前轮支臂在不同条件下的结构强度。同时,进一步分析得出了底盘重力和附加力对前轮支臂强度的影响规律。 2、通过对转向油缸固定支架的静态结构分析,确定了固定支架的结构和尺寸,保证了其在不同载荷条件下转向时的结构强度;同时,基于ADAMS分析软件对转向油缸的安装位置进行了优化计算,优化后转向轮转向角与理想转向角之间的最大差值明显减小,有效地消除了转向轮在转向过程中的侧滑和偏磨,使转向性能得到了大幅度提升。 3、确定了喷雾机转向时所需克服的最大阻力矩,在此基础上完成了对转向液压系统各组成元件的选型计算,并设计和集成了转向液压系统。同时,结合转向油缸与底盘支承座之间的角度变化范围,计算了喷雾机在空载和满载条件下转向液压系统的理论最高压力,并确定了转向油缸安装位置优化前、后喷雾机的理论最小转向半径。 4、对转向系统的主要性能进行了试验验证,并与理论计算结果对比分析。首先,实验测得了高地隙喷雾机在空载和满载条件下,转向液压系统的最高压力,试验测量结果与理论计算结果基本吻合;其次,设计实验测得了转向油缸安装位置优化前、后高地隙喷雾机的最小转向半径,优化后最小转向半径减小了近18%,验证了优化的正确性。同时,深入分析了最小转向半径的试验测量结果与理论计算结果存在偏差的原因。 总之,论文设计出了适合高地隙自走式喷雾机的轮距可调式转向系统,包括转向机构的设计、静态结构分析和优化,转向液压系统的设计、选型计算和集成,并通过试验研究获得了转向系统的主要性能参数,验证了转向系统的可靠性。在此基础上,提出了转向系统进一步研究的建议和方向。


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