【摘 要】
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圆捆打捆机是收获农作物秸秆的机具之一,但目前市场上的圆捆打捆机多为牵引式,存在结构不紧凑、操作不便和圆草捆直径不可变等问题。针对上述问题,本文设计了一种自驱式圆捆打捆机,采用了驾驶室代替牵引机具,且实现了圆草捆直径可变,提高了打捆机作业时的适应性、安全性和可靠性。首先,运用TRIZ理论创新设计得到打捆机喂料和压捆装置的多种方案,经评估后确定最佳方案。完成对液压马达、液压泵等关键元器件的选型,对打捆
【基金项目】
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王成军老师的2019年安徽省高校协同创新项目“新型自驱式秸秆打捆机的研发与应用”,项目编号为GXXT-2019-021,主要承担子课题二“新型自驱式秸秆打捆机喂料打捆系统研发”
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圆捆打捆机是收获农作物秸秆的机具之一,但目前市场上的圆捆打捆机多为牵引式,存在结构不紧凑、操作不便和圆草捆直径不可变等问题。针对上述问题,本文设计了一种自驱式圆捆打捆机,采用了驾驶室代替牵引机具,且实现了圆草捆直径可变,提高了打捆机作业时的适应性、安全性和可靠性。首先,运用TRIZ理论创新设计得到打捆机喂料和压捆装置的多种方案,经评估后确定最佳方案。完成对液压马达、液压泵等关键元器件的选型,对打捆机关键装置进行参数设计和结构布置,完成打捆机的整体结构设计。其次,利用ANSYS Workbench对打捆机的拨料板、机架、钢辊等部件进行静力学分析,对比仿真结果优选性能更好的拨料板、机架和钢辊;对组合式机架进行模态和谐响应分析,找出机架易发生破坏的频率和位置;对嵌合式钢辊进行疲劳分析,验证了钢辊的强度可满足工作要求。然后,分析秸秆在压捆室内形成草芯的过程,得到草芯成型的动力主要是钢辊对秸秆的摩擦力和后续秸秆的推力,阻力主要是秸秆自身重力;通过分析计算得出弹齿捡拾器端点线速度、拨料板端点线速度和钢辊边缘线速度;运用Adams对整机进行动力学分析,得到各端点线速度与计算的线速度基本一致,验证了计算的正确性和该部分设计的可行性。最后,对捡拾喂料装置进行动力学分析,得出捡拾装置转速不变时,打捆机前进速度越小,捡拾损失率越低;打捆机前进速度不变时,捡拾装置转速越大,捡拾损失率越高;运用Adams和离散元软件进行耦合分析模拟打捆机在田间实际作业情况,得到影响捡拾损失率的因素与动力学分析相同。对变直径装置和卸捆装置分别进行运动学分析,经计算后得出钢辊沿腰型孔的位移与设计的基本一致;后捆室开启时Marker点水平方向最大位移和竖直方向最大位移均大于草捆最大直径,且卸捆时机架最大受力小于材料许用应力,二者均满足设计要求。图 [76] 表 [19] 参 [95]
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