双立轴烟秆切割机构的设计与试验研究

发布时间：2017-09-15 15:50

  本文关键词：双立轴烟秆切割机构的设计与试验研究

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【摘要】：当前南方的烟叶种植面积在逐年增加,烟叶收获后剩下了大量的烟秆需要处理,传统的人工收割,不仅劳动强度大,而且切割效率低下,无法满足南方烟叶种植面积的不断增加的现状,所以为了减轻烟农的劳动强度和实现南方烟草生产的全程机械化,本文设计了一种和烟秆拔秆机配套使用的双立轴烟秆切割机构,并对该切割机构进行了加工以及田间的试验研究,得出了如下结论：(1)对烟秆进行了高度和直径的测量。对烟秆的高度测量结果得出,烟秆高度的平均值为1269mm。对烟秆的直径测量结果得出,烟秆的基部直径的平均值为29.84mm,烟秆的中部直径的平均值为23.58mm,烟秆上部的平均值为17.98mm。(2)对烟秆进行了压缩试验。试验结果表明,试验烟秆的最大压溃值为1046.73N,最小压溃值308.6N,平均压伤力值为1976.816N,平均压溃值为651.57N。在对烟秆进行输送的过程中,夹持机构所施加的压力要小于烟秆的压伤力,才能保证烟秆在夹持输送过程中不被压坏,实现烟秆的正常夹持输送。(3)对烟秆进行了切割试验。单因素试验结果表明,切割方式、切割刀片的类型、切割速度、烟秆的直径对切割力有影响。正交试验结果表明,烟秆直径为16.5mm,切割刀片的类型为锯齿形,切割方式为滑切,切割速度为300mm/s时,所需要的切割力最小。(4)根据烟秆的物理特性以及需要达到的作业效果,对烟秆切割机构的结构进行了设计和理论和仿真分析。机构设计包括烟秆夹持输送机构、回送机构、切割刀、切割轴以及传动机构等,对切割机构进行力学和仿真分析表明所设计的切割机构满足实际的切割要求。(5)以烟秆的切断率和切割功耗做为切割机构的性能评价指标,进行了田间试验。正交试验结果表明,当切割转速为300 r/min,主从切割刀片径向的重叠量为15 mm,装置的前进速度为0.6 m/s时,能够达到切割功耗最低,切断率最高的试验效果。(6)通过对单因素试验、多因素正交试验、回归优化的结果进行综合比较,得出理论分析和试验结果相吻合,表明试验具有较好的可靠性。
【关键词】：烟秆 双立轴切割机构 切割功耗 切断率
【学位授予单位】：湖南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S225
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-12
• 第一章 绪论12-21
• 1 问题提出的背景12-13
• 2 国内外研究现状13-19
• 2.1 切割理论的研究进展13-14
• 2.2 国外切割机械研究现状14-15
• 2.3 国内切割机械研究现状15-19
• 3 研究内容及研究方法19
• 3.1 研究内容19
• 3.2 研究方法19
• 4 技术路线19-20
• 5 本章小结20-21
• 第二章 烟秆特性试验研究21-33
• 1 烟秆的物理特性试验21-22
• 1.1 试验目的21
• 1.2 试验材料和仪器21
• 1.2.1 试验材料21
• 1.2.2 试验仪器21
• 1.3 试验方法21
• 1.4 试验结果与分析21-22
• 2 烟秆压缩试验研究22-25
• 2.1 试验目的22
• 2.2 试验材料及设备22-23
• 2.3 试件制作23
• 2.4 试验原理及方法23-24
• 2.5 试验结果与分析24-25
• 3 烟秆剪切力学性能试验研究25-31
• 3.1 试验目的25-26
• 3.2 试验材料及设备26
• 3.2.1 试验材料26
• 3.2.2 试验设备26
• 3.3 试件制作26
• 3.4 试验因素的选择26
• 3.5 单因素试验26-30
• 3.5.1 试验方法26-27
• 3.5.2 结果与分析27-30
• 3.5.2.1 切割刀片的类型对切割力和功耗的影响27
• 3.5.2.2 研究切割方式对切割力和功耗影响27-28
• 3.5.2.3 切割速度对切割力和功耗的影响28-29
• 3.5.2.4 烟秆直径对切割力和功耗的影响29-30
• 3.6 多因素正交试验30-31
• 3.6.1 正交试验结果与分析30-31
• 4 本章小结31-33
• 第三章 切割机构的结构设计33-42
• 1 烟秆切割机构总体结构的设计33-35
• 1.1 设计原则33
• 1.2 总体机构方案确定33-34
• 1.3 工作原理34-35
• 2 烟秆切割刀片和轴的设计35-37
• 2.1 烟秆切割刀的设计35-36
• 2.2 烟秆切割轴的设计36-37
• 3 夹持输送机构的设计37-38
• 3.1 夹持机构设计37
• 3.2 间隙调节机构设计37-38
• 4 回送机构的设计38
• 5 传动方案的设计38-39
• 6 切割机构功率消耗计算39-41
• 7 本章小结41-42
• 第四章 切割机构的理论分析42-50
• 1 切割刀片的运动学分析42-43
• 2 切割刀片的仿真分析43-45
• 2.1 ANSYS workbench的简介43
• 2.2 切割刀片模型的建立43-44
• 2.3 网格的划分44-45
• 2.4 约束和加载45
• 2.5 切割刀片的结果分析45
• 3 机构动力学分析45-47
• 3.1 夹持机构动力学分析45-47
• 4 链传动的受力分析47-48
• 5 本章小结48-50
• 第五章 田间试验50-64
• 1 试验目的50
• 2 试验样机和仪器50-51
• 3 试验条件51
• 4 前期试验51-53
• 4.1 试验中存在的问题51-52
• 4.1.1 拔秆机构与切割机构衔接不畅51-52
• 4.1.2 烟秆喂入夹持机构的成功率不高52
• 4.1.3 烟秆回弹机构回弹力不够52
• 4.2 改进方案52-53
• 4.2.1 调整夹持机构和拔秆机构之间的距离52-53
• 4.2.2 调节螺母和更换压缩弹簧53
• 4.2.3 更换弹性材料53
• 5 试验因素的选择53
• 6 单因素试验53-57
• 6.1 试验方法53-54
• 6.2 切割转速对功耗和切断率的影响54-55
• 6.3 装置前进速度对功耗和切断率的影响55-56
• 6.4 主从切割刀片的径向重叠量对功耗和切断率的影响56-57
• 7 正交试验和结果分析57-59
• 7.1 正交试验设计57-58
• 7.2 正交试验结果分析58-59
• 8 切割参数的优化59-62
• 8.1 建立回归模型59-61
• 8.2 优化设计61-62
• 9 本章小结62-64
• 第六章 结论与展望64-66
• 1 结论64-65
• 2 展望65-66
• 参考文献66-70
• 致谢70-71
• 作者简介71

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本文编号：857456