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新型甘蔗收割机工艺分析与电液控制系统的研究

发布时间:2020-09-19 17:19
   甘蔗是我国南方的一种重要经济作物,是生产食糖和生物乙醇的重要原料。我国甘蔗种植面积广阔,但主要以人工收割为主,机械化收割水平极低,已严重制约了制糖工业的生产。甘蔗收割机是一种多执行器协同动作的移动式农业机械,执行器动作多,协同工作性强,收割工艺复杂。因此,甘蔗收割机的电液控制系统设计必须要与甘蔗收割机的收割工艺相适合。本文基于分析新型甘蔗收割机的工艺原理,确定了各执行器的运动特点和动作要求,为电液控制系统设计提供设计依据。针对压力和流量需求差别较大的多执行器协同动作的系统,在比较独立控制型系统和集中控制型系统的基础上,提出一种多目标优化系统集成方法,使系统满足协同动作的要求,同时具有较高的效率和系统集成度,并以此设计了新型甘蔗收割机的液压系统。结合液压系统的控制特点确定了以集中式结构为模型的软硬件体系,并应用CAN总线通讯技术建立通讯网络,在此基础上结合甘蔗收割机的工艺特点和使用要求设计了整车的基本功能,并进一步细化行走系统功能。开发了控制器程序,同时结合显示器开发实现对整机监控的人机交互界面,具备状态监测和安全保护功能。最后通过实验验证了电液控制系统的功能性和可行性,提高了甘蔗收割机的收割效率和自动化程度,为今后甘蔗收割机的电液控制系统研究奠定了基础。
【学位单位】:燕山大学
【学位级别】:硕士
【学位年份】:2017
【中图分类】:S225.53
【部分图文】:

甘蔗收割机,甘蔗


甘蔗多为连片种植,有利于机械化收割作业。同时这些国家的甘蔗生产机械化水高,甘蔗的储存、运输以及制糖企业的制糖工艺都适应切段式原料蔗[12,13]。当前国外切断式甘蔗收割机的主要生产厂家和型号有:巴西 SAHTAL 公司、大利亚 TOFT 系列、美国迪尔公司、美国凯斯 A8000 系列等[14]。这些机型普遍具较大的装机功率,收割效率高。收割作业时可完成扶蔗(旋转的扶蔗筒梳理松开叉的甘蔗,并将倒伏的甘蔗扶起归拢到收割行内)、切尾(切除甘蔗头部的稍叶)切根(切断甘蔗的根部)、切段(把甘蔗切成小段)、清选(清选处理后的蔗段)、车、碎叶还田等工序,功能完善、自动化程度高[15-17]。凯斯 A8000 甘蔗收割机在世界主要甘蔗种植区被普及应用,如图 1-1 所示。合收割 1.4m 行距的双行和 1.5m 以上行距的单行甘蔗,整机质量 14.8t,额定功260kw,采用轮式行走,速度可达 20km/h。凯斯 A4000 其尺寸比传统的甘蔗收获小,整机质量 6.7t,额定功率 128kw。适合单双行,窄行距甘蔗收获,可以高效地获 0.9m 以上行距的甘蔗。

甘蔗收割机,蔗田,甘蔗,机型


甘蔗多为连片种植,有利于机械化收割作业。同时这些国家的甘蔗生产机械化水高,甘蔗的储存、运输以及制糖企业的制糖工艺都适应切段式原料蔗[12,13]。当前国外切断式甘蔗收割机的主要生产厂家和型号有:巴西 SAHTAL 公司、大利亚 TOFT 系列、美国迪尔公司、美国凯斯 A8000 系列等[14]。这些机型普遍具较大的装机功率,收割效率高。收割作业时可完成扶蔗(旋转的扶蔗筒梳理松开叉的甘蔗,并将倒伏的甘蔗扶起归拢到收割行内)、切尾(切除甘蔗头部的稍叶)切根(切断甘蔗的根部)、切段(把甘蔗切成小段)、清选(清选处理后的蔗段)、车、碎叶还田等工序,功能完善、自动化程度高[15-17]。凯斯 A8000 甘蔗收割机在世界主要甘蔗种植区被普及应用,如图 1-1 所示。合收割 1.4m 行距的双行和 1.5m 以上行距的单行甘蔗,整机质量 14.8t,额定功260kw,采用轮式行走,速度可达 20km/h。凯斯 A4000 其尺寸比传统的甘蔗收获小,整机质量 6.7t,额定功率 128kw。适合单双行,窄行距甘蔗收获,可以高效地获 0.9m 以上行距的甘蔗。

甘蔗收割机,切根


图 1-3AS60 型甘蔗收割机 图 1-4 4GQ-260 型甘蔗收割机(2)整杆式甘蔗收割机国内整杆式甘蔗收割机主要有两种型式:一种为切根和剥叶分段式,另一种为切根和剥叶联合式。切根和剥叶分段式机型又称为割铺机。利用割铺机把甘蔗切根后收集,甘蔗秆茎完整,保留蔗叶。后续再通过专门的剥叶机器去除蔗叶。分段式收割需要人工将收割的甘蔗喂入剥叶机,再由人力集堆装载,此外利用剥叶机集中剥叶操作,产生大量的甘蔗叶需要处理,不利于蔗叶还田,辅助工作多,劳动强度大。此类机型没有广泛推广。切根与剥叶联合式的甘蔗收割机可一次完成甘蔗切根和剥叶等工作。该类机型一般包含扶蔗器、切根刀盘、剥叶装置、输送装置等机构。扶蔗器将田间收割行内的甘蔗扶起,经砍蔗刀盘装置将甘蔗秆从根部切断,通过剥叶装置去除甘蔗的蔗叶,输送装置将去除蔗叶的甘蔗杆抛送出机体以便收集装载。用此类机型收割交叉倒伏

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本文编号:2822791

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