基于超声振动的土壤切削挖掘装置设计与试验

王东伟王家胜

青岛农业大学;

摘要：

针对农业装备触土部件工作阻力大、耗能高等问题,提出了利用超声波高频振动辅助土壤切削挖掘从而降低阻力的技术方案,设计了超声振动土壤切削挖掘装置.选定20 kHz作为超声激振频率,基于耦合谐振效应的目标,分析、设计了夹心式换能器和圆锥形变幅杆等关键部件的结构参数.建立了变幅杆有限元模型,利用仿真方法对其进行模态分析和谐响应分析,仿真结果显示,变幅杆轴线伸缩固有频率接近20 kHz,与设计值吻合.搭建了超声振动土壤切削挖掘阻力试验测试平台,进行了有、无超声波振动土壤切削挖掘阻力土槽对比试验,结果表明:相比无振动刚性挖掘铲,超声波振动挖掘铲能够有效降低土壤切削挖掘阻力,在1.5、2.5、3.5 MPa 3种土…展开v

关键词：农业土壤、挖掘装置、超声振动、降阻特性

所属期刊栏目：51

分类号：S225.7;TH113.1(农业机械及农具)

资助基金：国家重点研发计划项目;山东省自然科学基金面上项目;山东省农业重大应用技术创新项目;山东省农机装备研发创新计划项目

在线出版日期：2020-12-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：85-92