小麦联合收割机配套打捆机的优化设计与试验

发布时间：2020-08-07 20:04

【摘要】：与小麦联合收割机的配套打捆机是通过对自走式、牵引式等形式秸秆打捆机进行研究,从秸秆捆状收集与粮食收获同步的角度出发研制的一种新型秸秆打捆机。该打捆机直接侧置配套安装在小麦联合收割机上,与小麦联合收割机组成配套一体机,其动力来自于联合收割机。一体机能满足我国目前以小块农田为主的秸秆快速收获,弥补秸秆收获存在的空缺,有良好的应用前景,为将来联合收割机生产企业进行粮食与秸秆收获一体机的设计研究打下了基础。增加的配套打捆机所耗总功率设定在联合收割机储备功率内。在轻量化设计思路和足够可靠性前提下,本文以尽可能降低配套打捆机功耗、降低对联合收割机偏振的影响,提升机器自身的工作可靠性为目的,主要从整机结构、秸秆喂入、压缩和机架几个关键部件进行研究,优化设计配套打捆机。秸秆喂入是打捆机的第一个动作,对喂入机构的工作原理、工作要求和联合收割机出草口排出秸秆运动特性分析。所设计的喂入机构结构为三排双齿的伸缩拨齿机构,重新确定了运动参数,并配合有上下运行的活塞辅助秸秆喂入。通过使用ADMAS仿真软件对喂入机构拨齿的运动进行仿真,检验了拨齿运行轨迹、速度和动作姿态。新设计喂入机构可以更好的满足工作需求。压缩机构中以降低功耗和活塞往复运动造成的摆振为目的。对压缩机构的运行工况和运行频率进行分析,确定合适的运行频率;对活塞进行结构优化设计,减少了活塞的重量,并增加了活塞运行强度,保证活塞滚轮与导轨的运动接触,减少摩擦。利用ANSYS软件对连杆和曲柄进行应力疲劳分析,分析受力不同点和易疲劳点,为后续优化设计提供依据。对打捆机机架进行模态分析,通过有限元模态分析了机架的基本模态参数,通过后处理的位移云图以及动画的查看和分析模态振型,通过动画从立体上判断在各阶固有频率下振型的形态,分析结构最薄弱的部位和相对振动强度较大的点,为机架优化和强度分析提供依据。通过对配套打捆机的田间性能试验,结果表明:草捆密度、规则草捆率、抗摔率、成捆率和捆绳消耗量等都提高了相关指标,符合国标要求。联合收割机和配套打捆机两者协调性好,在粮食收获的同时实现秸秆的捆状收集,且不会影响联合收割机的收获性能。
【学位授予单位】：河南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S225
【图文】：

对比图,收集方法,秸秆,对比图

图 1-1 秸秆收集方法对比图上主流的联合收割机都有秸秆粉碎功能，可以在收获籽粒的同时将作田间，作为还田养料，在作物抢收抢种的情况下能节省大量的时间。秆抛洒到地面后，又增加了新的不便，如下茬作物播种不便，与玉米病虫害的发生等[1]。许多农民为了避免联合收割机所抛送秸秆带来播种和后期田间管理的工作后，人工清理掉洒落在田间的作物秸秆。但是人工清理秸秆存在、容易误了农时等缺点，尤其对于拥有农田面积较大的农户，且清理佣他人帮忙清理秸秆，则会增加额外的投入，降低农作收益，因此有就会偷偷焚烧秸秆，恶性循环[27-28]。秆收集打捆装置可以解决上述问题，在联合收割机收获后，利用捡相应的台数，将抛洒于地面的秸秆捡拾打捆，由捆状运送出田间[27]降低了农民的劳动强度，也节省了时间，保证了农时。但目前所存和自走式，均需要二次进地，这就照成了耕地的二次碾压，同时又市场上的秸秆打捆机价格相对较高，利用到经济价值相对较高的牧

打捆机,秸秆,基本结构

际生产应用中，国内打捆机与国外打捆机可靠性上存在较大差距，如草捆密度、成外同类产品。主要原因是我国同类设备自动化程度较低，而且关于打捆机打结理论对于秸秆收获机械的发展，仍向着压缩高密度化、收集大型化、多功能化方向发展术研究领域则需要各产业协调发展，交叉研究；机具本身仍需要新材料、新工艺等

打捆机,设计模型,秸秆,喂入机构

1.打结机构 2.喂入机构 3.压缩机构 4.机架图 2-1 打捆机设计模型图作是打捆机的第一个动作，喂入机构与联合收割机出草口直接对接，完成保证压缩机构往复运动不受秸秆的干涉。构是利用活塞的往复运动不断的把秸秆以片状压入压缩室中，完成秸秆的到预定的压缩密度和形状。考虑机器形状和运动顺畅性，此所设计的压缩机构。构是将当秸秆捆的长度达到预定长度时，用捆绳将秸秆捆约束固定，保证续运行。打结机构采用的是 D 型打结器。机的结构组成捆机由喂入机构、压缩装置、打结装置和机架、传动、外壳等组成，分别秸秆喂入、压缩、打结等动作，实现与联合收割机同步自动化将秸秆成捆牵引式或自走式秸秆打捆机的基础上将秸秆捡拾机构改成喂入机构，将联秸秆由喂入机构进入集草箱。结构简图如图 2-2 所示。

【参考文献】