自走式捡拾、高留茬切割装置的设计与试验研究

发布时间：2020-08-09 01:47

【摘要】：秸秆是生物质能的重要组成部分,我国是一个农业大国,其秸秆资源十分丰富,产量约为7亿吨,主要以水稻秸秆、小麦秸秆以及玉米秸秆为主。目前有部分农民处理秸秆的方式是将其焚烧,严重破坏生态环境,因此如何实现秸秆回收再利用的问题日益凸显,这就要求秸秆回应实现机械化作业。针对以上问题,本文设计了一种自走式捡拾、高留茬切割装置,其结构特点是设计了大幅宽捡拾器与原联合收获机的割台进行匹配,同时利用原收获打捆复式作业及割台的切割器对田间的高留茬作物进行二次切割。新型的自走式捡拾、高留茬切割装置的优势在于它作为一种自走式捡拾压捆机,其转向半径相对于牵引式捡拾压捆机要更小,具有更好的田间适应性；能够实现对高留茬作物的二次切割,进一步提高了秸秆的回收利用率。本文结合国内外捡拾压捆机的特点,采用理论分析、设计计算、虚拟样机技术和田间试验相结合的方法对自走式捡拾、高留茬切割装置进行研究。文本研究的主要工作包括：(1)对滑道滚筒式弹齿捡拾器的结构组成及其工作原理进行阐述与分析,对捡拾器弹齿的运动规律进行理论分析；给出了特征参数λ,当λl时捡拾器方能正常工作,即机器前进速度Vt小于弹齿末端的线速度；通过分析机器前进速度Vt、滚筒转速n、弹齿支撑管数量z以及弹齿最小离地间隙δ的合理匹配来研究秸秆的捡拾效果,为后续结构设计提供理论依据。(2)针对含水率高的水稻秸秆需要晾晒2-3天后再进行秸秆捡拾打捆的需求,本文通过理论与实际经验相结合对自走式捡拾、高留茬切割装置进行结构设计,以4L-4.0型稻麦联合收获打捆复式作业机为样机,对捡拾割台重新进行设计。对捡拾器幅宽、凸轮导轨、弹齿间距、弹齿支撑管数量、弹齿长度、最小离地间隙等进行设计计算；为了实现捡拾器自下而上的转动,在动力输入端设计了一对啮合齿轮反转机构；为了合理地进行动力传输,设计了一个中间过渡带轮装置；装配时合理布置捡拾器与割台的相互位置关系以避免将高留茬作物压成倒伏状。(3)用Pro-e软件对所设计的自走式捡拾、高留茬切割装置三维建模并进行装配,确保样机工作时捡拾器弹齿不与切割器相碰撞。将三维模型导入Adams并设置约束,对弹齿末端运行轨迹、线速度、线加速度、输入轴扭矩进行仿真分析,分析结果证明该装置符合设计要求。(4)对自走式捡拾、高留茬切割装置进行田间性能试验,设计三因素三水平正交试验表,同时对试验结果运用极差分析以及方差分析法进行分析。分析结果表明：该装置捡拾切割性能符合设计要求,其中影响捡拾损失率的主次因素分别为捡拾器转速、机器前进速度以及留茬高度。
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S225

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