基于刚柔耦合模型的微耕机振动特性分析

刘 妤， 徐梓翔， 许洪斌，2， 陈亚洁

(1.重庆理工大学 机械工程学院，重庆 400054； 2.重庆文理学院，重庆 402160)

微耕机解决了大型农用机械无法进入山区小田块作业的难题，广泛适用于丘陵山区的旱地、水田、果园等。但是，作为一种特殊用途的农业机械，受工况环境限制，其作业时会受到各种载荷的激励，例如：发动机中往复运动的活塞和连杆导致惯性力不平衡所引起的周期性交变载荷；刀辊旋转切削土壤时所受到的坑洼不平土壤反作用于刀辊上的随机载荷；作业过程中遇到的障碍物所引起的冲击载荷，等等，这些因素直接导致微耕机所承受的振动比其它机械更为剧烈。而且，受自身机体结构等限制，微耕机行走、支承部分多采用焊接、螺栓等连接形式，这种刚性连接方式更容易将发动机和刀辊所产生的振动直接传递至扶手架(手柄)，进而影响微耕机操控舒适性。因此，能否有效改善微耕机振动特性已成为制约其行业发展的关键因素之一[1-6]。

针对发动机和农用机械扶手振动问题，国外学者开展了大量的研究工作，从基本的减振问题，到基于人、机器、环境相互作用的协调关系研究，再到新材料的应用。例如，Tewari等[7]测试了发动机安装架和手柄隔离器不同安装位置的减振情况，发现安装位置对减振效果影响很大；Sam等[8]设计了一种针对发动机和操纵杆的新型隔振器，试验结果表明，该隔振器能减小50%～60%的振动；Dewangan等[9]测试了三种不同操作模式下手柄传递至操作员手的振动变化情况，确定了垂直方向振动影响最为显著；……