本文關鍵詞：雙通道氣流式霧化噴嘴模擬計算與優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

2016年8月農機化研究

要求。

第8期

圖16

Fig．16

表3

Table3

楊氏模量E/Pa2．09e11

雙層刀片軸的三維模型

Fig．17

刀片軸的材料屬性

圖17雙層刀片軸應力分布云圖

Three－dimensionalmodelofthedoublebladeshaft

Materialpropertiesofthebladeshaft

屈服極限σs/MPa360

強度極限σb/MPa650

Themisescontourplotofthedoublebladeshaft

雙層刀片軸的總體變形分析結果如圖18所示。從變形分析云圖可以看出：刀片軸的最大變形發(fā)生在軸端，最大變形約為0．2mm。

泊松比μ

0．269

3．2．2模型約束

雙層刀片軸的約束條件主要是在末端和中間兩個滾動軸承施加軸向和徑向的位移約束。在AnsysWorkbench中，軸承對刀片軸的約束可定義成Cylindri-calSupport，即圓柱面約束。3．2．3

載荷施加

刀片軸的載荷F主要在其前端的鍵槽處相對側面，計算公式為

FQ=2·Z·F0·sin

式中

FQ—作用在軸上的載荷；Z—皮帶的數(shù)目；F0—皮帶輪的張力；α1—包角。

根據(jù)零轉彎半徑割草機的工作參數(shù)，將這些參數(shù)帶入上述公式，計算可得載荷近似為2600N。3．2．4

計算結果分析

對雙層刀片軸的分析主要有兩方面：一方面是分析刀片軸的應力、應變分布情況，找出刀片軸的薄弱環(huán)節(jié)，判斷其強度是否滿足要求；另一方面是分析刀片軸受載荷后的變形程度。

雙層刀片軸的應力分析結果如圖17所示。從最大應力分布云圖中可以看出：刀軸的最大應力約為150MPa，最大應力出現(xiàn)在軸承安裝處的軸肩附近。從刀片軸的強度方面考慮，其最大應力150MPa小于其材料屈服強度360MPa。所以，雙層刀片軸滿足強度

α1

2

Fig．18

圖18

雙層刀片軸總變形分布云圖

Thedeformedcontourplotofthedoublebladeshaft

4樣機總裝調試

根據(jù)前期的割幅設計，廠家結合本割草器要求進

1．8、行了生產(chǎn)加工制造，加工出了滿足要求的1．5、2．3m割幅的割草器。同時，在揚州高爾夫球場俱樂部對2．3m割幅的割草器進行了斜坡翻滾試驗，該球場的斜坡角度最大可達到40°，達到了預設翻滾角度；并且這3種割幅的割草器在割草機發(fā)動機動力的提供下均能實現(xiàn)工作目的，滿足了本次裝置設計的最終需求。其實物結構圖如圖19～圖20所示。圖19為2．3m割幅割草機在斜坡上的靜止狀態(tài)，通過對該割草機施加一定的側向翻轉力，割草機出現(xiàn)了非連續(xù)翻滾和連續(xù)翻滾兩種趨勢。因此，該2．3m割幅割草機樣機滿足本試驗要求。圖20為2．3m割幅割草器的局部放大圖，與本設計方案基本符合，且可以通過皮帶將動力傳遞到兩邊的子刀盤上，從而帶動兩邊的子刀片旋轉。圖21為1．8m割幅的割草器部分。

2016年8月農機化研究第8期

5結論

1）提出了零轉彎半徑割草機機械式變割幅割草

器創(chuàng)新設計思想并實現(xiàn)了樣機模型制造。該樣機模型可方便、快捷地實現(xiàn)變割幅作業(yè)，以此滿足不同的空間要求，具有較好的通過性和較高的割草效率，為今后的割草機設計提供了有價值的參考依據(jù)。

2）通過對旋轉刀片和雙層刀片軸模型的有限元分析可知：旋轉刀片最大變形發(fā)生在刀片兩端，而雙層刀片軸最大變形主要集中在有鍵槽的那一軸段處，但它們的最大值都在允許范圍內，滿足設計要求。

1．2．3m子刀盤2．母刀盤3．底座4．保護罩

圖19Fig．19

2．3m割幅整機圖Figureof2．3mswath

mower

3）機械式變割幅割草器具有結構簡單、操作方便、通用性好等特點，具有廣闊的推廣應用前景。參考文獻：

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圖20Fig．20

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圖21Fig．21

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Assemblyfigureof1．8mdeck

（下轉第23頁）

2016年8月

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農機化研究

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BasedonANSYSAtomizationNozzleFlowFieldAnalysisand

ParameterOptimization

HaoLei1，GaoXiong1，ChenTieying2，WangHaichao1

（1．CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，InnerMongoliaAgriculturalUniversity，Hohhot010018，China；2．InnerMongoliaAgriculturalandAnimalHusbandryMachineryTechnologyExtersionStation，Hohhot010010，China）Abstract：Nozzleistheterminalofsprayoperations，isalsooneofcoreparts．Nozzleoftheconicalsurfaceisthekeypartofflowvelocityandpressurechanges，nozzleentrancehasagreatinfluenceonthenozzleoutletflowandspeed．UsingtheANSYSsoftwaretosimulatetheinternalflowfieldinhydraulicatomizingnozzleandnozzleexternalatomizeddropletsdistributionandvelocitydistributionofcomparisonandanalysistheinfluenceofdifferentstructuralparametersonthenoz-zleflowfield，forthenozzlestructureparametersofreasonableselectionhaveprovidedthecertainbasis．Keywords：atomizeddropletsdistribution；nozzleconeangle；velocitydistribution；parameteroptimization（上接第18頁）

AbstractID：1003－188X（2016）08－0012－EA

DevelopmentofaVariable－swathDeckforaZeroTurningＲadius

MowerandFiniteElementAnalisysofMainParts

WangXinyan，ZhouHao，LiuYong，GaoLiyue，ZhouYuan

（JiangsuUniversityofScienceandTechnology，Zhenjiang212003，China）

Abstract：Toenableoperationindifferent－sizeenvironments，avariable－swathdeckforuseinazeroturningradius（ZTＲ）mowerwasdevelopedinthispaper．AWBZ12219K－SZTＲmowerwiththefixedswathof1．2mwasusedastheoriginalvehicle．Usingacombinationofaprimarydeckandasecondarydeck，avariable－swathdeckwithswathsof1．5，1．8and2．3mwasrealized．Adouble－layerbladeshaftandadouble－layerpulleywereusedtotransmitpowerfromtheprimarydecktothesecondarydeck．Inaddition，therigidityanddeformationofthemainpartsofthemowerweredeterminedusingfiniteelementanalysissoftware．Thestressdiagramshowedthatthestructureisreasonableandmeetstherelevantstrengthrequirements．Finally，，aprototypemodelwiththedifferentswathdeckswasmanufactured，andafieldtestdemonstratedthegoodperformanceofthisvariable－swathmower．Keywords：mower；variable－swathdeck；zeroturningradius；finiteelementanalysis

  本文關鍵詞：雙通道氣流式霧化噴嘴模擬計算與優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。