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大功率履带拖拉机耕作机组稳定性研究

吴赛飞  
【摘要】:履带拖拉机作为一种常见的农田作业机械不仅具有接地比压小、牵引性能好等其他履带拖拉机具有的优点,而且在工作时应具有良好的行驶稳定性。随着我国对丘陵山区农用机械化的重视,展开对履带拖拉机工作稳定性的研究至关重要。拖拉机所挂接的机具结构、土壤的参数、土块的平整度等都会对履带拖拉机的工作稳定性产生影响。本文采用经典力学分析、三维建模、动力学仿真等方法对履带拖拉机的工作稳定性进行了以下几个方面的研究:(1)首先运用经典力学理论对深松铲工作时的铲尖以及铲柄进行受力分析,得出影响深松铲阻力大小的主要结构参数以及对不同工况下的深松铲工作阻力进行计算;然后运用运动学理论对旋耕机工作时的旋耕刀片运动轨迹进行分析,得到旋耕刀片的入土条件,对旋耕刀片工作时的功率以及受力进行估算;其次对整机越障、跨越壕沟以及转向性能进行分析,得出整机能跨越障碍物的最大高度和跨越壕沟的最大宽度的数学模型以及转向时的履带牵引力、制动力、转向阻力矩等表达式。(2)其次在Recurdyn/Track(LM)中对履带拖拉机深松机组进行仿真分析,结果表明整机在不同土壤上工作时在黏土上工作时的稳定性最好;整机以不同速度工作时以低速档工作时的稳定性最好;整机以不同耕深工作时以40cm耕深工作时的稳定性最好;整机以原地转向、差速转向、切边转向三种转向方式进行转向时切边转向的稳定性最好;同时对拖拉机三种行驶状态的越障能力以及跨越壕沟能力进行对比分析得出结论。在Recurdyn/Track(LM)中对履带拖拉机旋耕机组通过正交试验的方法进行仿真分析,得出拖拉机行驶速度对整机稳定性具有显著影响以及履带拖拉机旋耕机组工作时最稳定的因素组合。(3)最后结合仿真结论以及相关参数进行试验,试验表明三种行车状态在翻越高度为100mm、150mm、200mm的障碍物时拖拉机未挂接机具时的稳定性最好;三种行车状态在跨越壕沟时最大宽度与仿真结果相差不大,基本可以验证结论的准确性;在进行旋耕机稳定性试验时通过与仿真数据进行对比得出拖拉机行驶速度对整机稳定性有显著影响,整机呈现最稳定工作状态的因素组合为履带拖拉机行驶速度为0.64m/s、履带拖拉机输出转速为1000r/min、旋耕机耕深为15cm。


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