輪式小型甘蔗收割機(jī)臺(tái)架部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析及試驗(yàn)研究.pdf

1、甘蔗收獲機(jī)械技術(shù)一直是制約我國甘蔗生產(chǎn)全程機(jī)械化的一個(gè)瓶頸。小型甘蔗收割機(jī)的研制對(duì)于改善我國甘蔗收割的落后局面、增強(qiáng)糖業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力、提高蔗農(nóng)的收入水平等都具有極其重要的作用。 臺(tái)架部件主要包括小型甘蔗收割機(jī)的前置支架、扶蔗器、切割器等重要的收割工具，該部件還可安裝甘蔗輸送等輔助裝置，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣，直接關(guān)系到收割效率和來年甘蔗的生長(zhǎng)質(zhì)量，因此，一直是甘蔗收割機(jī)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)。本課題以國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、廣西科技廳攻關(guān)項(xiàng)目和廣西

2、制造系統(tǒng)與先進(jìn)站制造技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目為依托，具體工作如下： 一、針對(duì)以往將切割器固定在扶蔗支架上同時(shí)斜推提升的臺(tái)架設(shè)計(jì)方案中的不足，提出了新型的切割器和扶蔗器的分離式抬升方案，可將切割器垂直提升330mm，滿足最大壟高的通過性要求；同時(shí)降低整個(gè)臺(tái)架的重量，使結(jié)構(gòu)更加緊湊；扶蔗器安裝時(shí)向外偏轉(zhuǎn)，與水平方向成7°夾角，對(duì)收割時(shí)的甘蔗具有收攏作用；同時(shí)設(shè)計(jì)在臺(tái)架上安裝一到兩個(gè)支撐桿，可提高切割質(zhì)量。最后結(jié)合經(jīng)驗(yàn)分析和理論計(jì)算，對(duì)臺(tái)架

3、裝置整體進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 二、利用有限元分析方法，結(jié)合軸承的預(yù)緊理論，對(duì)切割器旋轉(zhuǎn)主軸的支撐部件一軸承進(jìn)行優(yōu)化研究，并設(shè)計(jì)刀軸剛性的測(cè)試試驗(yàn)作對(duì)比分析，結(jié)果表明當(dāng)一對(duì)軸承作支撐時(shí)，軸承間距設(shè)置為200nm為佳。在驗(yàn)證虛擬分析的方法行之有效后，將主軸改為三軸承作彈性支撐的結(jié)構(gòu)，并得出此結(jié)構(gòu)更有利于剛性的提高的結(jié)論。 三、將砍蔗刀盤在高速旋轉(zhuǎn)情況下的離心力作為預(yù)應(yīng)力，對(duì)刀盤的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析，避開了刀盤的激振頻率

4、，提高了切割器的動(dòng)剛度。 四、在對(duì)支撐桿的理論研究的基礎(chǔ)上，在試驗(yàn)中設(shè)置支撐桿，并對(duì)不同的安裝位置對(duì)比甘蔗的切割效果。單因素方差分析表明安裝支撐桿對(duì)甘蔗的切割效果影響顯著，正交試驗(yàn)分析結(jié)果則表明將支撐桿與甘蔗根部距離設(shè)置為650mm時(shí)，甘蔗表面的綜合評(píng)分值較小，即切割質(zhì)量較好。同時(shí)利用正交試驗(yàn)方差分析的方法確定了進(jìn)給速度、刀盤轉(zhuǎn)速、軸承間距和支撐桿的距離四個(gè)因素對(duì)切割器剛性和甘蔗切割質(zhì)量的影響主次順序，得到比較好的工作參數(shù)組合。