懸掛式殘膜回收機懸掛架動應(yīng)力測試研究

地膜覆蓋栽培技術(shù)在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中起到了非常重要的作用。然而，連年覆蓋地膜，回收的極少，殘留在土壤的廢膜越積越多，造成嚴(yán)重的白色污染，影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，研究殘膜回收機具已成為進(jìn)一步發(fā)展和推廣地膜覆蓋技術(shù)的關(guān)鍵。懸掛式殘膜回收機結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，動力由拖拉機直接輸出，可一次完成棉桿粉碎還田和耬起殘膜的作業(yè)。由于機體較長且為懸掛式，懸掛架的受力非常復(fù)雜。因此，為了解懸掛架的應(yīng)力狀態(tài)，對懸掛架進(jìn)行了動應(yīng)力測試。

應(yīng)力測試目的

本次實驗主要是為了檢測懸掛式殘膜回收機懸掛架在各種工況下的應(yīng)力狀態(tài)，為懸掛架的設(shè)計方案提供參考數(shù)據(jù)。

實驗儀器和設(shè)備

JHDY動態(tài)應(yīng)變儀模塊化設(shè)計，通道數(shù)可擴展。采樣頻率軟件設(shè)置，不隨通道數(shù)遞減，zui高可達(dá)10KHZ。精度高，功能強大，測量結(jié)果準(zhǔn)確。筆記本電腦一臺、W型拖拉機一臺。

應(yīng)力測試方案

為了檢測懸掛架在各種工況下的應(yīng)力狀態(tài)，設(shè)計了三種地面狀態(tài)進(jìn)行實驗：⑴一般平地；⑵雙輪過溝；⑶單輪過溝。三種地面狀態(tài)是連續(xù)的，在進(jìn)行試驗時，拖拉機分別以兩種速度連續(xù)依次經(jīng)過三種地形。

測點布置

由于殘膜回收機及懸掛架均為對稱結(jié)構(gòu)，因此選擇懸掛架半邊的兩根梁來測試。實驗選取了懸掛架三個點進(jìn)行動應(yīng)力測試：槽鋼正面、槽鋼側(cè)面、扁鋼單面。懸掛架在運行過程中承受復(fù)雜的彎曲和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，無法估計兩根梁的主應(yīng)力方向，在槽鋼正面和側(cè)面及扁鋼處均選貼120°應(yīng)變花，三個測量方向均勻分布。

實驗數(shù)據(jù)及分析

表1   三處測點在各種地形條件下的應(yīng)力峰值

表1是三處測點在各種地形條件下的應(yīng)力狀態(tài)及zui大和zui小主應(yīng)力值?？梢钥闯?，每個測點主要承受的是扭矩載荷。雙輪過溝和單輪過溝時，還承受了不同程度的彎矩載荷和扭矩載荷，其中雙輪過溝時彎矩較大，每個測點的第一主應(yīng)力和第三主應(yīng)力出現(xiàn)在同一時刻，而在其他地形條件下，第一主應(yīng)力和第三主應(yīng)力的zui值分別出現(xiàn)在不同時刻，且峰值交替出現(xiàn)。

懸掛架材料的許用應(yīng)力[σ]=152~167MPa，計算得到zui大相當(dāng)應(yīng)力163.79MPa，在許用應(yīng)力范圍內(nèi)滿足強度要求。zui大應(yīng)力值出現(xiàn)在雙輪過溝扁鋼處，此時扁鋼主要受到扭矩作用，恰恰扁鋼不適合承受扭矩。此處扁鋼應(yīng)換用同等面積的槽鋼，選用槽鋼63*40*4.8。