电驱动偏摆式天然橡胶割胶装置设计及运动特性分析

来源：中国农机化学报杂志2024年第2期北京时间：

作者：邓祥丰, , 陈娃容, , 曹建华, , 杨浩勇, 许萌, , 肖苏伟,

摘要：天然橡胶是我国重要的战略物资,针对当前胶工流失严重、割胶作业难以实现机械化等问题,设计一种电驱动偏摆式割胶装置。以理论分析结合数学建模为基础进行,通过Adams与ANSYS建立传动结构的有限元模型,并阐述运动特征规律,来验证模型的构建准确性,分析传动部件在运动情况过程下的应力分布、动态特性及振动机理,为便携式割胶装置的设计以及后期改进提供参照途径。通过运动学分析,刀片摆幅、传动结构受力与理论计算值误差分别为4%和3%;在数值模拟中传动结构的最大应力出现在Y型驱动叉与刀座的连接处,XYZ三个方向面的等效应力均小于材料屈服极限,故不会发生失效与出现共振;通过试验分析,偏摆式割胶装置样机相较于传统人工割胶刀,在割胶速度、耗皮厚度以及割胶深度上的平均值相差分别为42.3%、4.3%、0.6%,其中割胶速度差异较为显著。割胶装置的理论模型分析结果与实际样机加工制造的试验情况基本符合。

关键词：天然橡胶,偏摆式,割胶装置,振动机理

基金资助：海南省自然科学基金项目(521QN0937);国家重点研发计划(2020YFD1000600);海南省科技计划项目(ZDYF2021GXJS009)