可变压捆室打捆机结构设计与仿真分析

针对传统秸秆打捆机收获农作物秸秆时形成圆草捆直径单一的问题，设计一种由捡拾机构、喂入机构、压捆机构和草捆卸载装置等组成的可变压捆室圆捆机。在Solidworks中建立可变压捆室圆捆机三维模型，简述其工作原理和关键部件的结构设计，并对整机动力传动系统进行分析；分析草芯在压捆室内累积过程，得出物料在压捆室内运动的规律，并通过计算得出钢辊线速度为2.29 m/s；运用ADAMS软件对打捆机进行运动学仿真，验证打捆机作业时不会发生物料堵塞和堆积现象，得到钢辊线速度为2.3 m/s，与计算结果基本一致；利用ANSYS Workbench软件对打捆机机架进行模态分析，得出打捆机正常作业时机架不会发生共振现象。为后续秸秆打捆机的创新设计和结构改进提供理论支持。     

小型圆捆机捆草-卸捆自动操纵与报警装置研究

针对小型圆捆机捆草与卸捆过程依赖机手频繁回头观察并手动操纵的问题,设计了由行程开关、单片机、电动缸操纵机构和蜂鸣器组成的捆草-卸捆自动操纵与报警装置。通过分析捆草与卸捆工作过程,采用3个行程开关分别感知成捆室满仓、草捆捆扎结束和草捆落地,设计了捆草-卸捆控制流程,确定了控制系统的捆扎时间、卸捆时间等控制参数。室内工况模拟试验表明单片机能处理行程开关的触发信号,使电动缸伸缩实现液压阀手柄自动操作卸捆,蜂鸣器在捆草-卸捆过程发出不同节奏的报警提示音,并有效感知行程开关误触发和器件故障,提高了系统可靠性。样机的秸秆捡拾打捆试验表明,该装置可提高小型圆捆机作业效率22.5%~32.2%,捆草-卸捆成功率100%。     

国内外圆捆机械研究与发展趋势

阐述国内外圆捆机械的研究与发展现状,重点介绍了国外像克拉斯、约翰迪尔、库恩、纽荷兰等大型农机生产商现有的典型的圆捆机械产品,介绍了国内上海世达尔、中机美诺、海拉尔牧业等公司的圆捆机产品,通过从技术原理和功能特点方面对不同圆捆机产品进行分析和总结,得出国内圆捆机的未来发展趋势,为今后我国圆捆机械的发展指出方向。     

钢辊外卷式圆捆打捆机设计与试验

设计了由传动系统、牵引装置、捡拾器、喂入机构、成捆室、捆绳机构、液压系统以及卸草器等组成的钢辊外卷式圆捆打捆机,简述了圆捆打捆机的工作原理以及关键部件的结构设计等。对圆捆打捆机的运动参数进行了设计计算,对喂入机构的运动轨迹进行了描述,分析了螺线型成捆室的特点。为检验圆捆打捆机的可靠性和适应性,在不同的作业环境和条件下进行了性能试验和生产考核,结果证明该机结构能够适应各种不同的作业环境。     

碎饲草圆捆打捆机设计

悬挂式、牵引式、自走式饲草打捆机的加工对象为较长秸秆或饲草,其工作方式为行进过程中捡拾饲草并打捆。碎饲草打捆机的结构和工作原理均不同于以上几种饲草打捆机。本文就碎饲草圆捆打捆机的成捆室选择、工作原理和打捆单元结构进行详细介绍。     

钢辊预压式圆捆机设计

设计了钢辊预压式圆捆机的整机结构以及关键部件的结构等。整机主要由传动系统、捡拾器、喂入机构、成捆室、缠网及捆绳机构、液压系统、自动控制系统以及卸草器等组成。分析了预压式成捆室的技术特点,设计了整机的传动系统,对自动控制系统的作业流程进行了描述,阐述了捡拾器、喂入装置、缠网机构、捆绳机构以及活动辊组等主要工作部件的功能。      

辊盘式圆捆机卷捆机理分析与试验

针对国产中小型钢辊式圆捆机收获完整稻秆时易于堵塞问题,设计了侧圆盘与钢辊组合式(简称辊盘式)卷捆机构,并利用自制辊盘式圆捆机试验装置对其卷捆过程进行了试验研究。通过高速摄像与运动学分析可知:完整稻秆刚进入卷捆室后在钢辊及侧圆盘共同作用下沿钢辊做整周运动,稻秆在卷捆室内运转一周重新到达卷捆室底部位置时,两侧壁摩擦力会使其停止旋转,而在卷捆室底部产生持续累积过程,由侧圆盘对稻秆产生的摩擦带动力可缩短累积稻秆形成旋转草芯进程,进而避免堵塞现象发生。据此以影响辊盘式圆捆机形成旋转草芯的主要因素——圆盘直径、圆盘转速、长宽比(稻秆长度与卷捆室宽度的比值)为试验因素,将旋转草芯形成时的稻秆质量作为评价指标进行试验。试验表明各因素影响评价指标的主次顺序为圆盘直径、长宽比、圆盘转速;取圆盘直径380 mm、圆盘转速135 r/min,当长宽比为1.00时,旋转草芯形成时的稻秆质量为1.21 kg,当长宽比为1.26时,旋转草芯形成时的稻秆质量为3.44 kg,并且无堵塞现象发生。研究结果可为辊盘式圆捆机的设计及其作业参数优化提供理论及技术依据。     

国外圆捆机发展概况

该文介绍了国外圆捆机的研究现状，并列举了一些具有代表性的机型，从技术原理和功能特点方面对不同圆捆机产品进行了分析和总结，提出了圆捆机的发展应在满足设备可靠性和适应性的同时，降低生产成本，提高操作性能。      

9YY-550型小型秸秆捡拾圆捆机的设计

简述了9YY-550型小型秸秆捡拾圆捆机的工作原理、主要部件的设计及结构特点。根据秸秆捡拾圆捆的具体要求,在满足行走作业的基础上,设计了动力输入装置等结构,以适用于固定作业。经试验并得出结论：对9YY-550型小型秸秆捡拾圆捆机的设计,可以实现多功能作业要求,具有广阔的推广应用前景。     

青饲圆捆机对数螺线式成形装置设计与试验

为提高青贮饲料的打捆作业效率和作业质量,在现有青贮饲料打捆技术的基础上,设计了一种用于青贮作业,由喂料预压机构、对数螺线式二次压捆机构组成的对数螺线式圆草捆成捆装置。对不同含水率的玉米秸秆进行了不同压力角的试验,试验结果表明:取压力角小于20°的对数螺线式喂料压捆过程,解决了圆形内腔的成捆室在喂入粗大、湿润、坚硬物料时的堵塞问题;对含水率为50%~70%的玉米秸秆,装置压力角α值取15°时,喂入速度和压捆速度匹配较好;装置对高含水率的玉米秸秆具有较好的适应性。     

4YF-1300型大方捆打捆机设计与试验

针对玉米秸秆的打捆压缩特性和直燃发电对秸秆燃料规则捆型上料系统的要求,对打捆机的传动系统、物料捡拾和喂入系统、机械式预压缩室、压缩机构以及液压密度控制系统进行了设计和参数计算.采用合理的捡拾喂入参数、二级预压缩原理和双液压油缸及其反馈控制系统保证了机器作业的可靠性.试验结果表明:4YF-1300型大方捆打捆机样机的打捆率达到了97.2%,规则捆包率为94.4%,捆包密度达到了190～210 kg/m~3.     

浅析一种圆捆机的工作原理

圆捆打捆机能够完成稻草、麦草、玉米秆、油菜秆、花生藤、豆秆等秸秆、牧草的捡拾打捆作业。介绍了一种圆捆打捆机的工作原理,阐述了圆捆打捆机捡拾器、喂入机构、打捆室、卸载机构等的设计原理,为进一步研究和开发秸秆打捆机具提供了参考。     

草捆稳定性的影响因素试验研究*

针对玉米秸秆成捆后,收集搬运过程中易散捆的问题,从玉米秸秆草捆受力分析入手,分别研究了草捆静置、移位和变形过程中载荷的变化规律,以及影响草捆稳定性的因素;利用本团队开发的打捆试验台,开展了草捆密度、草捆长度和捆绳数量对草捆抗摔率影响的试验,确定了满足草捆质量稳定性的参数取值范围;通过响应面分析试验,确定了适合草捆收集搬运的最优参数组合为草捆密度为175 kg/m³,草捆长度为88 cm,捆绳数量为3根,草捆抗摔率为93.5%。草捆稳定性完全满足生产要求,为方捆打捆机的研究提供了理论指导。     

秸秆切割揉碎卷制成型机设计与试验研究

针对我国农牧业生产中农作物秸秆产量不断增加，秸秆收储难、利用率低的现状，以及现有秸秆卷制成型机功能单一、可靠性差等问题，研制了一种新型秸秆切割揉碎卷制成型机具。设计了切割揉碎装置、强制喂入装置、成捆室和缠网机构等主要工作部件，并对机具进行了田间性能试验。试验结果表明:捡拾幅宽为2.2 m，成捆率为100%，草捆密度为150.8 kg/m3，牧草总损失率为1.95%。该机工作性能可靠，各项性能指标均达到了国家标准规定的要求，对研究秸秆高效、高质量收获具有重要的指导意义。      

点刹递进式棉包缠膜系统设计与试验

针对国产圆包式采棉机棉包缠膜技术理论研究不足,存在送膜不畅、包边效果不好等问题,设计了一种点刹递进式棉包缠膜系统,主要由送膜机构、点刹拉紧机构和控制单元组成。通过研究棉包点刹拉紧缠膜机理,理论分析了送膜的必要条件、导向器上膜成功的有效区域、以及棉包端部包边形成的边界条件,确定了影响点刹递进式棉包缠膜系统作业性能的主要因素为打包带速度、点刹周期、制动时间与进膜时间比值(制动比),以平均棉包包边宽度、平均棉包密度为试验指标开展了三因素三水平二次回归响应面试验,建立了回归模型,分析各因素对棉包缠膜系统作业性能的影响,得到了点刹递进式棉包缠膜系统最佳工作参数为：打包带速度156 r/min,点刹周期1 200 ms,制动比为1.2,以此参数组合进行验证试验,得到棉包的平均包边宽度为160 mm,平均棉包密度193 kg/m³,试验结果与理论优化值相差不超过5%。     

基于小型秸秆圆捆机的秸秆摩擦特性研究

针对水稻与甘蔗秸秆利用小型秸秆圆捆机收集打捆效率低的现状,研究了圆捆机卷捆室内打捆的情况,为圆捆机的结构改进提供必要的理论和技术依据。秸秆能否在卷捆室顺利形成草芯主要涉及辊子与秸秆的摩擦因数的问题。为此,利用自制的滑动摩擦因数测试装置,对秸秆进行摩擦特性试验研究,采用三因素三水平的正交旋转组合试验设计方案,探究秸秆含水率、取样部位以及滑板材料3个变量因素对摩擦因数的影响规律。结果表明:含水率对稻秆影响最大,滑板材料对甘蔗叶影响最大,3种滑板材料都是与橡胶的摩擦因数最大。由此得出:小型圆捆机卷捆室内下半部分辊子可以考虑选用橡胶沿着钢辊锯齿形凸起表面贴紧的方式,这种胶辊对快速形成草芯更有利。     

钢辊式圆捆机旋转草芯形成影响因素分析与优化

针对国产的中小型钢辊式圆捆机收获完整稻秆易产生堵塞的问题,利用自行设计的钢辊式圆捆机(草捆直径约500 mm)试验装置对其打捆过程进行了研究。通过高速摄像分析可知:旋转草芯形成过程实质上是稻秆在卷压室内连续卷绕累积的过程,形成的旋转草芯可对后续喂入的稻秆产生较大的牵带作用,进而消除打捆堵塞。通过试验分析可知,旋转草芯形成过程主要依靠钢辊对稻秆的摩擦牵引及后续喂入稻秆的持续推动完成的,据此,针对影响钢辊式圆捆机形成旋转草芯的主要因素——钢辊对稻秆的摩擦作用、捡拾器弹齿端点线速度以及稻秆喂入量为试验因素,以旋转草芯形成时的干物质质量为评价指标,进行了试验研究。结果表明:各因素对旋转草芯形成时的干物质质量贡献率从大到小依次为:钢辊对稻秆的摩擦作用、捡拾器弹齿端点线速度、稻秆喂入量。当因素参数组合为钢辊与稻秆间的滑动摩擦因数约0.65、捡拾器弹齿端点线速度2.23 m/s、稻秆喂入量1.5 kg/s时,旋转草芯形成时的干物质质量为1.58 kg。研究结果可为钢辊式圆捆机的设计及其作业参数优化提供理论及技术依据。     

中型方捆打捆机打结系统研究

针对小型方捆打捆机捆包密度低,大型方捆打捆机机型笨重、作业不灵活的问题,研发了中型方捆打捆机。中型方捆打捆机捆包密度高达150 kg/m3,可与大型方捆打捆机媲美,但是能耗远远低于大型方捆打捆机。打结系统是中型方捆打捆机的关键部件,运动关系和相位关系复杂,打结过程中要求各部件的运动相位关系高度协调,打结轴的强度满足打结工作的需要。