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山地履带拖拉机姿态调整试验装置的设计与试验

张艳杰  
【摘要】:履带拖拉机因其牵引附着性好、稳定性好、爬坡能力强等优点被广泛应用于农业生产中,尤其是在地形复杂的丘陵山区,其横向稳定性是影响拖拉机在坡地上等高线作业时能否安全、稳定地工作的关键性能。为提高山地履带拖拉机的横向稳定性,本文设计了一种基于平行四杆悬架的山地履带拖拉机姿态调整试验装置(简称为姿态调整装置),该装置通过调整拖拉机车身姿态,使其在坡地上等高线作业时始终保持车身水平,从而提高了山地履带拖拉机的横向稳定性、操作安全性和舒适性。本论文的主要研究内容与结果如下:(1)确定了一种基于“平行四杆悬架”机构的车身调整装置方案。针对山地履带拖拉机在坡度角不小于15°的坡地上等高线行驶作业时,车身姿态能够保持水平的要求,在现有的山地履带拖拉机液压差高装置的基础上,制定了3种姿态调整方案,最终确定为一种基于“平行四杆悬架”机构的车身调整方案。(2)设计了基于“平行四杆悬架”的姿态调整装置,同时对该姿态调整装置的工作过程进行了理论分析。建立了调整油缸活塞杆行程、主从摇杆悬臂支撑长度、车架姿态调整角度、履带拖拉机轨距等参数的数学模型,确定了姿态调整装置的主要参数,对姿态调整装置零部件进行了受力分析,建立了该姿态调整装置的三维模型,并采用ANSYS软件对主从摇杆进行了有限元静力分析,得出主、从摇杆最大应变和变形的区域,为姿态调整装置实物的测试与分析提供一个理论依据和基础。(3)设计了姿态调整装置的液压系统,使其为姿态调整装置工作提供驱动力,同时了完成该液压系统中液压元器件的选型。(4)搭建了姿态调整测试系统,包括:动态信号采集系统、应变测试分析系统和姿态信息采集系统,使用位移、应变、姿态角度等传感器测量姿态调整装置工作过程中调整油缸活塞杆位移、主从摇杆应变和车架姿态角度等物理量的变化情况。测试结果:当调整油缸活塞杆位移为192mm时,姿态调整装置车架最大调整角度为13.8°;当装置在斜坡上开始姿态调整或回复到初始位置时,主、从摇杆的受力最大,且同一测点的应变随着负载的增大而变大。


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