【摘 要】
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振动是农业机械工作时普遍存在的一种现象,会影响机具的作业性能。油菜精量联合直播机一次性完成油菜种植的耕整地、开沟、播种、施肥等工序,在生产时受内外激励复杂,产生振动会影响排种器的工作性能。针对该问题,以在生产中推广应用的2BFQ-6型油菜精量联合直播机为研究对象,分析建立了直播机振动数学模型,求解了其振动方程,基于理论分析开展了直播机田间作业振动特性测试与分析,搭建振动排种试验台进行了排种器性能振
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振动是农业机械工作时普遍存在的一种现象,会影响机具的作业性能。油菜精量联合直播机一次性完成油菜种植的耕整地、开沟、播种、施肥等工序,在生产时受内外激励复杂,产生振动会影响排种器的工作性能。针对该问题,以在生产中推广应用的2BFQ-6型油菜精量联合直播机为研究对象,分析建立了直播机振动数学模型,求解了其振动方程,基于理论分析开展了直播机田间作业振动特性测试与分析,搭建振动排种试验台进行了排种器性能振动影响研究,为油菜精量联合直播机作业性能优化与提升提供了基础参数。主要研究内容和结果如下:（1）精量联合直播机振动特性建模分析。系统的将联合直播机激振源划分为由自身工作部件运转所引起的内部激振和由拖拉机发动机燃烧做功等因素引起外部激振;建立了直播机田间播种作业时的三自由度振动数学模型,振动方程的解表明直播机振动特性与发动机转速、旋耕部件转速、机具前进速度、耕作地表状态等有关。（2）精量联合直播机振动特性测试分析。田间测试的振动信号时域分析结果表明,机具垂直方向振动远大于水平横向和前进方向,在未耕地表作业振动大于已耕地表,振动幅值随发动机转速、旋耕转速、前进速度增大而增大;建立垂直方向振动加速度均方根值与发动机转速、旋耕转速和前进速度的多元线性回归模型,决定系数均大于0.99,标准偏回归系数分析表明未耕地旋耕转速和前进速度是影响整机振动幅值的主要因素,已耕地旋耕转速是影响整机振动的主要因素;振动信号频域分析发现整机振动主频分布在0～150Hz以内,频率分布与发动机、旋耕装置工作转速的倍频有关,受前进速度和地表状态影响不大;精量排种器处前三阶振动主频分布在低频（0～30Hz）、中频（40～90Hz）、高频（100～150Hz）,与发动机、旋耕装置工作转速的倍频有关;通过滤波处理得到低频振动幅值在4m/s~2以内,中频振动幅值在12m/s~2以内,高频振动幅值在25m/s~2以内。（3）振动排种性能影响试验研究。搭建排种性能振动影响试验台,通过测试对比确定适用排种器振动传递框架结构;利用该试验台开展了振动排种性能影响试验,分别对排种试验结果和吸种试验结果进行了分析;排种试验分析结果显示,频率10Hz、20Hz时,振动导致排种器垂直方向位移增大,增大投种无序性,显著降低了排种器合格指数;振频40Hz时,振幅加速度大于8m/s~2后,种群处于“沸腾”状态,较低吸种负压即可达到较高的合格指数;较大负压水平时,振动会降低型孔重吸率,不同频率振幅组合下,吸种临界负压前不同吸种负压对应的排种合格指数存在明显差异且不同振动工况下的吸种临界负压也存在差别,到达吸种临界负压后,机械振动对排种性能影响较小;吸种试验分析结果显示,单粒吸种发生概率与排种轴转速、振动频率、振动幅值相关性极其显著,应用受力分析法与直接法分别对吸种可靠系数和吸种临界负压进行建模,对比两方法校正集和验证集的决定系数表明受力分析法模型对不同工况下排种器所需的吸种临界负压预测更加准确。
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