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河北華利機械配件有限公司

手扶拖拉機手把減振裝置的研究

2013/7/8 15:09:57

 

提要  在研究工農-5型手扶拖拉機手把振動特性基礎上,研制了一種手把減振裝置,並根據IS05349-1986 (E)進行了減振效果評價,結果表明:振動最劇烈方向上的振動加權加速度降低了55. 8%,允許受振年限延長了126. 4%,減振效果良好。該減振裝置結構簡單,工作性能穩定,使用安全可靠,可應用于實際生産。

關鍵詞  手扶拖拉機  手把振動  減振裝置

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    手扶拖拉機是我国农村的主要动力,应用范围很广,不仅用于农田作业,还承担着80%以上的农业运输量。近年来国内手扶拖拉機保有量不断增加,全国已拥有800万的驾驶员队伍。由于手扶拖拉機工作时手把振動剧烈,通过研究发现,驾驶员振动病的发病率相当高,而且手把振動还是手拖交通事故频繁的一个重要原因。因此,如何减弱手扶拖拉機手把振動,成为广大技术人员和手拖驾驶员十分关心的问题。

    目前,國內外也有一些關于手把減振方法的報道,如在手把上加配重和阻尼‘h 23;局部修改扶手架的結構參數以改變其動態特性[31;在飛輪上作偏角平衡‘4 3;在发动机和底盘上安装隔振装置等,这些方法对治理手拖手把的振动有一定的效果。但由于存在着改装困难、结构复杂、披术要求高等缺点,均未能推广应用于实际生产。因此,研制一种简单实用、安装方便的手拖手把減振裝置是一个亟待解决的问题。

2減振裝置的设计

2.1減振方案的確定

    目前,較有效的減振方法主要有:

    1)减少扰动——减少或消除振动源的激励。由于手扶拖拉機的动力是单缸柴油机,发

動機活塞和連杆往複運動産生的不平衡慣性力不可能完全消除,因而單從這方面考慮的話,

減振程度會受到限制。

    2)防止共振——防止或減少設備對振動的響應。如:改變振動系統的固有頻率,改變振

动系统的扰动频率等,但这样对手扶拖拉機结构的修改量太大,实施困难。

    3)采用隔振措施——减少或隔离振动的传递。手扶拖拉機手把振動的振源主要是发动

機的激勵和路面不平度引起的路面激勵。這兩種激勵都是通過底盤、扶手架等傳到手把上

的。如果我们在扶手架上联接适当的減振裝置就能使手把振動减弱。这种方法既可使结构

簡單,又能方便地安裝在現有拖拉機上。因此,我們采用了這種局部減振方法。

2.2減振裝置的设计要求

    1)减振性能好。減振裝置应能有效地消耗和扩散振动能量,减弱结构传递振动的能力;

    2)操向性好。安装減振裝置后,扶手架应保持有足够的刚度,不影响手拖的操向性能,特别是在高速行驶或出现紧急情况时,要求能够承受足够大的弯矩和扭矩;

    3)結構簡單。盡量少地改變原扶手架結構,成本低,安裝簡易方便;

    4)安裝牢靠,強度好,壽命長,使用安全可靠。

2.3減振元件材料的選擇

    減振裝置要求减振元件的材料应具有良好的阻尼性能,性能稳定,制造方便,成本低,与

金屬的粘接性好,單位面積的承載能力大以及使用壽命長等。

车辆工程的隔振应用实践表明,橡胶材料能有效地袁减来自发动机的振动激励,利用其阻尼特性,可消除振动的尖峰幅值,使振动较为均匀和减小冲击。因此根據手拖手把減振裝置工作环境条件,通过初步试验,我们选用具有较好综合物理机械性能并能与金属材料牢固牯合的天然橡胶ll54[7]作爲減振元件材料,其邵氏硬度爲60

2.4減振裝置的结构及工作原理

    減振裝置的结构见图1。利用强力胶粘剂将橡胶元件和内外金属套管粘‘接在一起构成的减振元件,这种结构不仅保证了扶手架的刚度要求,而且还使得減振裝置的安装非常方便。这样,在任何工况下,发动机和路面的激励都通过橡胶元件传到手把,通过橡胶的相变和分子扩散等物理机制消耗和扩散振动的能量,使瞬态振动迅速衰减,降低振动的振幅,使传到手把的振动量减少,从而达到减振目的。

2.5減振裝置的安装

    由于扶手架傳遞振動是逐漸放大的,因此,在不影響變速杆的操作和安裝方便性的前提

下,減振裝置的安装部位离发动机越近越好。试验中減振裝置的安装部位见图2

3減振性能的測試分析和評價

3.1測試方法和設備

    試驗時,工農5型手扶拖拉機停在平坦的水泥地面上,驾驶员模拟工作状态握住手

把,發動機的轉速爲3000rmin

    根據IS05349_1986(E)[8]規定的手受振坐標系,我們自制了一傳感器支架安裝于手把

上,以保證三軸向相互垂直相交。測試點選在手把橡膠套部位距端部。試驗中,我們用三個CA-YD127型加速度傳感器測取加速度信號,由YE5938動態數據采集器采集和記錄,然後通過RS232-C串行接口傳送到AST486微機,利用振動監測和分析軟件進行數據處理和分析,並由打印機輸出結果。

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