自走式秸秆打捆机关键部件的设计及仿真研究

发布时间：2020-05-07 12:23

【摘要】：秸秆作为一种可再生生物质资源在我国产量大,分布广,是一种储备极其丰富的资源。由于农作物秸秆堆放密度小,占地面积大,并且亏吨现象在运输过程中又十分严重,农民的利润微薄,因此得不到有效利用。本文针对我国北方平原地区秸秆收获量大、收获期短的问题,提出了适合平原收获的自走式秸秆打捆机整机结构方案,运用作图和分析软件对打捆机喂入机构及捡拾机构等关键部件进行了设计及优化,在充分借鉴现有技术的基础上研制出了集自走、捡拾、压缩和打捆功能于一体的适合平原作业的高效率自走式方捆打捆机,并完成了整机试验。论文主要研究工作如下:(1)针对平原秸秆收获的实际情况,研究一种适合平原作业的自走式方捆秸秆打捆机并确定其总体设计方案。(2)分析自走式方捆秸秆打捆机作业的工艺要求和关键部件的工作原理,设计及优化捡拾机构和喂入机构等关键工作部件,提高整机工作稳定性与效率。(3)利用Solidworks软件对喂入机构进行建模,并将喂入机构三维模型进行动态仿真分析,为喂入机构的优化提供参考和依据。基于递举高度与喂入量矛盾的问题,将摇臂的固定位置设计成曲轴活动的形式,达到需要递举的高度并完成足够的喂入量。(4)打捆机捡拾机构的捡拾效率跟捡拾滚筒转速密切相关,捡拾滚筒的转速决定了捡拾的效率。捡拾滚筒的转速直接影响捡拾锤片的作业速度,经分析确定打捆机捡拾机构的动力输入的最佳转速为2050rpm。(5)进行整机田间性能试验。试验结果表明:秸秆捆密度、规则秸秆捆率、抗摔率、成捆率和损失率均达到了设计要求。利用Design-expert软件进行优化分析,得到影响秸秆捆密度的最优因素组合为打捆机前进速度11km/h,秸秆捆长度821.68mm,锤片形状为Y型甩刀。此时秸秆捆密度为183.099kg/m~3。
【图文】：

秸秆资源

第一章绪论究的目的及意义于人们砍伐森林并焚烧石油，天然气，煤炭等化石燃料，导致大量温室气。气候变暖已经成为全球的巨大挑战。2014 年我国参加《联合国气候变化》第 20 轮缔约方会议时承诺 2016～2020 年中国将把每年的二氧化碳排放 100 亿吨以下。十八大也指出节约资源是保护生态环境的根本之策。控制总量，加强节能降耗，支持节能低碳产业和新能源、可再生能源发展，确源安全。国务院在《关于加快推进农作物秸秆综合利用的意见》文件中也秆综合利用率在 2015 年要达到 80%以上。生物质作为一种可再生资源，，分泛,其储量远比石油、煤炭、天然气等化石能源丰富。随着我国农业的发展农作物秸秆的产量逐年增大，2015 年已经达到 8 亿吨，如图 1.1 所示。

秸秆,打捆机

如果能科学、合理地利用农作物秸秆，对于加快我国农业的发展和经济结构的调整将具有十分重要的意义。图1.2 田间秸秆燃烧图1.3 环境污染严重Fig.1.2 field straw combustion Fig.1.3 serious environmental pollution由于北方地区收获季节时秸秆量大，收获期短，需要打捆机在田间作业时，适应性强、灵活性大、作业范围广。本文以高效、低耗为目标，所以设计了一种自走式打捆机以提高其适应性和灵活性。增加了秸秆捆密度和秸秆捆横截面积，减少打捆机作业时放捆的次数，提高了作业效率。相同数量的农作物秸秆打捆后，体积可缩小三分之二以上，可大大降低秸秆捆的占地面积，装卸运输也更加方便，节约了劳动力及运输费用。除此之外，打捆机对农作物秸秆的压缩可以使其密度增加，排除物料之间的部分空气，为物料的后续处理创造了良好的条件。由此可见研制开发一种功能全、价格低、效率高的打捆机对我国生物质秸秆合理利用和环境的保护有重要的推动作用。1.2 方捆打捆机分类打捆机在秸秆捆形状上分为方捆打捆机和圆捆打捆机。方捆打捆机主要用于收获各种牧草和麦稻秸秆。针对方捆机国内外有多种分类方法。如果按照秸秆捆尺寸分类可以分为小方捆打捆机和大方捆打捆机这两类，如图 1.4所示。
【学位授予单位】：佳木斯大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S225

【参考文献】