整杆式小型甘蔗收获机耙叶元件的设计与试验研究

发布时间：2020-05-04 17:19

【摘要】：目前,我国的甘蔗收获机械化程度较低,这严重制约了制糖业的发展。和切断式收获机相比,整杆式甘蔗收获机械因存在可靠性差、效率低等问题而得不到市场的推广。在整杆式收获机中剥叶元件是核心元件。而剥叶元件由于寿命低等问题又成为长期制约整杆式甘蔗收获机发展的一个瓶颈,因此研制出剥叶效果好、耐磨、寿命长、质量轻的剥叶元件具有重要的意义。本文从研制适用于广西丘陵区域特点的整杆式小型甘蔗收获机样机出发,以研究剥叶机关键部分耙叶元件为目标。从课题组前期对耙叶研究的理论出发,结合原有橡胶耙叶元件存在的问题,设计了扭簧钢丝耙叶元件,并对其影响耙叶效果的因素进行理论分析和动力学仿真分析及试验验证,最后得到较优参数组合,为第三代整杆式甘蔗收获机样机提供设计参考。本文主要研究内容有以下几个方面:1、通过分析发现原有橡胶耙叶辊存在的功能不强、不耐磨、成本高等问题,从而提出扭簧钢丝耙叶元件的设计,分析发现其具有轻便、耐磨、寿命长等特点,通过对其进行校核,发现此耙叶元件能够满足使用要求。2、通过对甘蔗进行受力分析发现影响耙叶效果的因素主要有耙叶元件的刚度、耙叶元件的转速、耙叶元件与甘蔗的交错作用深度。3、通过ADAMS动力学和运动学仿真分析软件,得出耙叶元件与甘蔗的接触力,通过改变耙叶辊的转速、耙叶元件的直径、耙叶辊与甘蔗的交错作用深度这三个因素进行仿真,对比发现仿真结果跟理论分析一致。4、自主研发试验平台,通过对比试验、双因素试验、正交试验、验证试验、多根试验、高速摄影试验得出了影响耙叶辊效果的最优参数组合,进一步验证了扭簧钢丝耙叶元件的理论分析的正确性和可行性。
【图文】：

结构布局,甘蔗收获机

率低、可靠性差等问题得不到市场的推广，近几年一些厂家开始研发切断式收获机。逡逑整杆式主要有广西柳州汉森４ＺＬ－１邋（ＨＳ１８０）型（如图１－邋１所示）、浙江三佳ＳＪ－１４００逡逑型（如图１－邋２所示）、河南坤达４ＧＺＱ－７５型、浙江温岭宏顺ＳＧ１３００型、柳州翔越４ＺＬ－１逡逑型等Ｍ。这些机型存在的主要问题是含杂率高、损失率大、可靠性差、效率低、堵塞逡逑严重。剥叶机是整杆式甘蔗收获机的关键部件，而剥叶元件大多存在不耐磨、寿命短逡逑的缺陷，也制约了整杆式甘蔗收获机械的推广［１５１。逡逑图１－邋１邋４ＺＬ－１（ＨＳ１８０）型甘蔗收获机逦图卜２邋ＳＪ－１４００型甘蔗收获机逡逑Ｆｉｇ．ｌ－邋１邋４ＺＬ－１（ＨＳ１８０）邋ｓｕｇａｒ邋ｃａｎｅ邋ｈａｒｖｅｓｔｅｒ逦Ｆｉｇ．ｌ－邋２邋ＳＪ－１４００邋ｓｕｇａｒ邋ｃａｎｅ邋ｈａｒｖｅｓｔｅｒ逡逑切断式主要有广西农机研究院４ＧＺＱ－２６０型（如图１－邋３所示）、广东科利亚公司与逡逑华南农大合作的４ＧＺ－５６型（如图１－４所示）等。前者主要是模仿国外大型机器，整逡逑机结构布局和工作方式与国外大型机器一模一样；而后者主要是模仿日本ＨＣ５０－ＮＮ逡逑型，整机结构和工作方式与ＨＣ５０－ＮＮ型大同小异，但是这些模仿的机型在收割的质逡逑３逡逑

模型图,叶齿,模型图,叶元

Ｆｉｇ．邋１－邋７邋Ｗｅａｒ邋ｐｉｎ邋ｔｙｐｅ邋ｒａｋｅ－ｌｅａｖｅｓ邋ｔｅｅｔｈ邋ｍｏｄｅｌ逦Ｆｉｇ．邋１－邋８邋Ｗｅａｒ邋ｐｉｎ邋ｔｙｐｅ邋ｒａｋｅ－ｌｅａｖｅｓ邋ｒｏｌｌｅｒ邋ｍｏｄｅｌ逡逑此耙叶机构被应用于第一代样机上，，但由于耙叶元件用普通橡胶制成，前端的凸逡逑起的勾齿硬度不够，未能扒开甘蔗叶子，而且此耙叶结构较软，容易老化，不能满足逡逑使用要求。后来课题组在研发第二代整杆式甘蔗收获机械第二代样机时设计了另一种逡逑结构（如图１－邋９所示）。逡逑图１－９现有耙叶元件三维模型逡逑Ｆｉｇ．ｌ－邋９邋３ｄ邋ｍｏｄｅｌ邋ｏｆ邋ｅｘｉｓｔｉｎｇ邋ｈａｒｒｏｗ邋ｌｅａｆ邋ｅｌｅｍｅｎｔ逡逑此耙叶元件用车胎胶制作，前端凸起部分加厚，小齿形也加厚，比第一代耙叶元逡逑
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S225.53

【相似文献】