錘片式棉秸稈粉碎還田與膜稈分離機(jī)理的研究.pdf

1、作物收獲后當(dāng)年使用的地膜的強(qiáng)度相對(duì)較高,且在地表連成一片,是機(jī)械化回收殘膜的理想時(shí)期,但作物收獲后殘留的秸稈對(duì)殘膜回收有較大影響,需作秸稈粉碎或秸稈與待收殘膜分離。針對(duì)上述問題,設(shè)計(jì)了錘片式棉秸稈粉碎與膜稈分離裝置,制作出樣機(jī)。采用理論分析、虛擬仿真、模態(tài)分析和實(shí)驗(yàn)等方法對(duì)秸稈粉碎還田與膜稈分離裝置分析和研究,通過田間試驗(yàn)檢驗(yàn)了機(jī)具的整機(jī)工作性能,工作參數(shù)確定的合理性,找出樣機(jī)在膜稈分離過程中存在的問題,并對(duì)樣機(jī)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。
　

2、　首先,通過田間實(shí)地調(diào)研,得到秋后棉稈的田間分布狀況,測得棉稈高度、直徑及空間體征;通過對(duì)棉稈剪切試驗(yàn),得出了不同含水率、不同木質(zhì)化程度和不同剪切模量對(duì)棉稈剪切性能的影響;棉稈含水率在17.69％-28.14%范圍內(nèi),剪切強(qiáng)度相對(duì)較低,最低為6.1MPa,但當(dāng)含水率超過30.16%或低于12.8%時(shí),剪切強(qiáng)度隨之變大,最大為35.1MPa;木質(zhì)化程度、剪切模量與剪切強(qiáng)度呈正相關(guān),含水率和切割位置對(duì)剪切功的影響較大。
　　其次,對(duì)秸

3、稈粉碎還田與膜稈分離裝置進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及參數(shù)確定:
　　1)刀軸的直徑為152 mm,刀軸轉(zhuǎn)速n1=1800-2000 r/min;
　　2)在θ=45°和90°的位置安裝了兩排定刀,定刀的高度為40 mm,定刀之間的排列間距為35 mm;
　　3)秸稈粉碎裝置喂入口高度H=180-220 mm、留茬高度h=55-80 mm時(shí)秸稈喂入性能最好,且根茬較低;
　　4)刮板的高度為h=60 mm,兩刮板間的排列間距d

4、=450 mm,刮板個(gè)數(shù)n=9;5)秸稈輸送部分的工作傾角為40°,刮板轉(zhuǎn)速n2=125-150 r/min,刮板的卸料開口長度l=300 mm。
　　再次,運(yùn)用Slidworks軟件對(duì)錘片式棉秸稈粉碎與膜稈分離裝置進(jìn)行了三維建模,完成了整機(jī)的虛擬裝配;運(yùn)用Adams軟件對(duì)刀輥軸端力、甩刀的軌跡進(jìn)行仿真,運(yùn)用solidworks simulation對(duì)動(dòng)刀片的強(qiáng)度、刀軸模態(tài)進(jìn)行了分析;得出甩刀工作時(shí)其最大應(yīng)力發(fā)生在刀片彎折處,當(dāng)載

5、荷加載于刀片邊緣處時(shí)應(yīng)力比根部較大,但其最大應(yīng)力遠(yuǎn)小于其屈服強(qiáng)度;刀輥皮帶輪對(duì)轉(zhuǎn)軸部件有較大的影響,在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)對(duì)此加以考慮,刀輥的工作頻率和皮帶傳動(dòng)引起的振動(dòng)頻率都遠(yuǎn)離其第1階固有頻率,以上兩因素不會(huì)對(duì)刀輥的共振產(chǎn)生影響。
　　最后,通過正交試驗(yàn)確定了機(jī)具工作參數(shù)的最優(yōu)組合,在留茬高度小于100mm的情況下,機(jī)具前進(jìn)速度vm=1.39 m/s,刀輥轉(zhuǎn)速n1=2000 r/min,刮板轉(zhuǎn)速n2=125-150 r/min時(shí),膜稈