油菜聯(lián)合收獲機(jī)梳脫式割臺設(shè)計與試驗.pdf

1、油菜是僅次于大豆的第二大世界性油料作物，2014年我國油菜種植面積達(dá)758.79萬公頃，占我國油料作物種植總面積的54.03％，油菜籽產(chǎn)量超過1477萬噸，約占我國油料作物總產(chǎn)量的42.12％。人工收獲油菜效率低、成本高，2014年我國油菜機(jī)械化收獲水平僅為25.32％，因此研制高效低耗低損的聯(lián)合收獲機(jī)對促進(jìn)油菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要的應(yīng)用價值。本課題針對油菜植株生物學(xué)特性和成熟期果莢易炸裂的特點，探索性地研制了一種油菜聯(lián)合收獲機(jī)梳脫式割臺，

2、以期減少喂入量、提高適應(yīng)性、降低油菜聯(lián)合收獲機(jī)功耗，為油菜聯(lián)合收獲機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計提供新思路。主要研究內(nèi)容包括:
　　(1)梳脫式割臺結(jié)構(gòu)設(shè)計。在對國內(nèi)外傳統(tǒng)聯(lián)合收獲機(jī)、梳脫式聯(lián)合收獲機(jī)研究現(xiàn)狀進(jìn)行系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，提出了梳脫滾筒與撥禾輪配合梳脫，以切割裝置、防飛濺罩殼等作為輔助的梳脫式收獲方式，確定了梳脫式割臺的工作原理和工作過程。
　　(2)開展了果莢機(jī)械物理特性試驗與分析。通過油菜果莢與莖稈連接處的拉伸試驗得到了該位置拉力

3、-位移曲線。試驗表明，油菜果莢在與植株脫離過程中存在明顯的預(yù)拉伸、彈性拉伸、屈服、斷裂四個階段;油菜果莢與莖稈連接處存在明顯的屈服力，屈服力最大值為16.0N，平均值為11.7N。
　　(3)提出了梳脫元件運(yùn)動軌跡的地面投影對作物全覆蓋的設(shè)計原則。以重梳率、漏梳率為評價指標(biāo)進(jìn)行研究，得出了梳脫元件尺寸、排列方式、間距和傾斜角度對重梳率、漏梳率影響的變化規(guī)律。
　　(4)開展了關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)設(shè)計和參數(shù)分析，確定了撥禾輪、梳脫滾筒

4、、切割裝置和防飛濺罩殼的結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)動參數(shù)，明確了合理的參數(shù)組合，提出了根據(jù)不同油菜生長狀況調(diào)整主要工作部件相對位置和運(yùn)動參數(shù)的約束方程。梳脫元件采用彈指式梳脫元件，彈指間距70mm，軸向彈指數(shù)量12根，彈指彎折角度160°，軸向傾角80°，有效伸出長度280mm;梳脫滾筒半徑355mm，轉(zhuǎn)速為240～340r/min。根據(jù)梳脫作業(yè)要求調(diào)整了撥禾輪結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)動參數(shù)，撥禾輪軸心與梳脫滾筒軸心水平距離375mm，撥禾輪離地高度1300mm

5、，半徑310mm，轉(zhuǎn)速20～30r/min。確定了防飛濺罩殼的覆蓋范圍，后擋板與梳脫滾筒縱向距離650mm，相對高度450mm，上罩殼縱向覆蓋1000mm。
　　(5)提出了梳脫式割臺的油菜聯(lián)合收獲機(jī)整體設(shè)計，確定了整機(jī)結(jié)構(gòu)、空間布局、工作過程和技術(shù)參數(shù)。梳脫式割臺的油菜聯(lián)合收獲機(jī)割幅0.9m，喂入量0.21～0.95kg/s，作業(yè)速度0.4～1.8m/s，作業(yè)效率0.13～0.58hm2/h，發(fā)動機(jī)功率7.5kW，采用履帶式行走

6、裝置，滿載時接地壓強(qiáng)為9.2kPa。
　　(6)開展了梳脫滾筒、撥禾輪與割臺氣流場特性的仿真分析。仿真結(jié)果表明，梳脫滾筒與撥禾輪的運(yùn)動參數(shù)匹配合理，理論上可以實現(xiàn)撥禾、撥倒、梳脫、抽離等工序;梳脫滾筒結(jié)構(gòu)設(shè)計、參數(shù)選擇、材料選擇合理，可以滿足梳脫式收獲工作需要。氣流場仿真結(jié)果表明，弧形罩殼比方形罩殼具有更好的氣流場特性，主要體現(xiàn)在:弧形罩殼割臺內(nèi)部氣壓略低于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，有利于抓取作物、滯留脫下物，可有效減少回帶損失、飛濺損失;弧形