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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,并根據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,可應用于實際生產。

關鍵詞  手扶拖拉機  手把振動  減振裝置

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    手扶拖拉機是我國農村的主要動力,應用范圍很廣,不僅用于農田作業,還承擔著80%以上的農業運輸量。近年來國內手扶拖拉機保有量不斷增加,全國已擁有800萬的駕駛員隊伍。由于手扶拖拉機工作時手把振動劇烈,通過研究發現,駕駛員振動病的發病率相當高,而且手把振動還是手拖交通事故頻繁的一個重要原因。因此,如何減弱手扶拖拉機手把振動,成為廣大技術人員和手拖駕駛員十分關心的問題。

    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;在發動機和底盤上安裝隔振裝置等,這些方法對治理手拖手把的振動有一定的效果。但由于存在著改裝困難、結構復雜、披術要求高等缺點,均未能推廣應用于實際生產。因此,研制一種簡單實用、安裝方便的手拖手把減振裝置是一個亟待解決的問題。

2減振裝置的設計

2.1減振方案的確定

    目前,較有效的減振方法主要有:

    1)減少擾動——減少或消除振動源的激勵。由于手扶拖拉機的動力是單缸柴油機,發

動機活塞和連桿往復運動產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

動系統的擾動頻率等,但這樣對手扶拖拉機結構的修改量太大,實施困難。

    3)采用隔振措施——減少或隔離振動的傳遞。手扶拖拉機手把振動的振源主要是發動

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。如果我們在扶手架上聯接適當的減振裝置就能使手把振動減弱。這種方法既可使結構

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減振裝置的設計要求

    1)減振性能好。減振裝置應能有效地消耗和擴散振動能量,減弱結構傳遞振動的能力;

    2)操向性好。安裝減振裝置后,扶手架應保持有足夠的剛度,不影響手拖的操向性能,特別是在高速行駛或出現緊急情況時,要求能夠承受足夠大的彎矩和扭矩;

    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

    減振裝置要求減振元件的材料應具有良好的阻尼性能,性能穩定,制造方便,成本低,與

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。

車輛工程的隔振應用實踐表明,橡膠材料能有效地袁減來自發動機的振動激勵,利用其阻尼特性,可消除振動的尖峰幅值,使振動較為均勻和減小沖擊。因此根據手拖手把減振裝置工作環境條件,通過初步試驗,我們選用具有較好綜合物理機械性能并能與金屬材料牢固牯合的天然橡膠ll54[7]作為減振元件材料,其邵氏硬度為60。

2.4減振裝置的結構及工作原理

    減振裝置的結構見圖1。利用強力膠粘劑將橡膠元件和內外金屬套管粘‘接在一起構成的減振元件,這種結構不僅保證了扶手架的剛度要求,而且還使得減振裝置的安裝非常方便。這樣,在任何工況下,發動機和路面的激勵都通過橡膠元件傳到手把,通過橡膠的相變和分子擴散等物理機制消耗和擴散振動的能量,使瞬態振動迅速衰減,降低振動的振幅,使傳到手把的振動量減少,從而達到減振目的。

2.5減振裝置的安裝

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

下,減振裝置的安裝部位離發動機越近越好。試驗中減振裝置的安裝部位見圖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,駕駛員模擬工作狀態握住手

把,發動機的轉速為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,然后通過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,并由打印機輸出結果。

華利膠木手輪