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我国农作物秸秆年产量近7亿吨,但秸秆的综合利用率只有33%。通常在田间对秸秆进行焚烧处理,而秸秆燃烧产生的烟雾会长期留在空气中,严重影响空气质量,所以提高秸秆的综合利用率迫在眉睫。本文根据现有沃得DC50C轮式联合收割机结构特点,设计了一种谷物联合收获打捆复式作业机,该机突破了传统收割机和打捆装置的简单对接方式,具有田间通过性好,转弯半径小等优点。此外,由于该复式作业机结构复杂,工作部件和传动部件较多,在恶劣环境下工作时,整机振动和噪音非常明显,而压缩装置作为该复式作业机核心工作部件,当其固有频率与整机各激振源频率临近时,易出现整机共振现象,影响整机可靠性和驾驶员舒适性,因此,研究谷物联合收获打捆复式作业机整机及压缩装置的振动特性尤为必要。本文主要研究内容如下:(1)对复式作业机整体结构和工作原理进行阐述与分析,对整机配置、传动系统、喂入装置和压缩装置等关键部件进行结构设计及参数计算,联合收获机与打捆装置间采用三级减速传动装置,喂入装置采用曲柄连杆拨叉机构,压缩装置采用对心式曲柄滑块机构,喂入装置和压缩装置工作频率设计为93r/min,对曲柄连杆拨叉机构进行运动学仿真,拨叉末端运动轨迹显示秸秆能够顺畅输送,该复式作业机相比与传统的牵引式打捆机,转弯半径更小,田间通过性更好。(2)对复式作业机整机7个测点的振动水平进行测试,获取其时域信号和频域信号的变化规律,重点对压缩装置进行振动特性分析,振动试验结果表明压缩装置存在共振的内在可能。因此,对压缩装置进行模态分析,通过有限元仿真得到压缩装置的前6阶模态频率及对应振型,结果表明压缩装置一阶固有频率与振动筛激振频率相临近,压缩装置三阶、四阶固有频率与发动机激振频率相临近。(3)利用PCB激振力锤、加速度传感器、动态信号采集仪、模态分析系统对复式作业机压缩装置进行试验模态分析,通过参数识别与信号分析得到压缩装置的前6阶模态参数,并与有限元计算结果对比分析,验证了压缩装置有限元仿真的准确性。最后以压缩装置有限元模型为基础,以改变压缩装置固有频率为目标进行结构优化,并对优化后的模型进行有限元验证,优化结果表明:优化后压缩装置的固有频率避开了各激振频率,验证了优化方案的可行性。(4)对复式作业机进行田间性能试验,试验结果表明:以规则草捆率为评价指标,下喂入装置可高效完成秸秆输送,压缩装置压缩效果好。草捆成捆率、规则草捆率、抗捆率、草捆密度、草捆截面尺寸、纯工作小时生产率均达到设计要求,整机样机作业协调性好,结构设计与参数选择合理,整机性能指标均能够达到生产需要。