联合收获机割台拨禾装置的设计与运动学仿真

以某联合收获机割台的拨禾装置为研究对象,基于Pro/E软件建立其几何模型并导入ADAMS进行合理简化,添加约束、载荷和驱动得到其虚拟样机模型,并在此基础上进行运动学仿真。通过建立不同驱动,对不同工况下的拨禾装置进行仿真分析,获得拨禾装置的作用范围等相关参数。结果表明,只有当拨禾轮的拨禾速比λ1时,运动轨迹才为余摆线,形成闭合扣环从而使弹齿能够向后推送作物茎秆;当拨禾轮的拨禾速比为1.55时,拨禾轮作用程度最接近最佳作用程度,此时可以避免不必要的落粒损失且满足正常工作要求;拨禾轮的最大和最小前移距离都随拨禾速比的增大而增大,禾轮的前移范围为0.00～0.38 m。     

小型稻麦联合收割机谷物回弹问题的研究计算机模拟

在小型稻麦联合收获机的研制和试验基础上，对收割机收获谷物茎杆回弹问题进行定量分析。通过对回弹机理的分析，建立数学模型，并利用计算机模拟试验和田间试验的数据对比作进一步论证。试验证明，谷物回弹是造成拨禾轮拨禾损失的重要因素，为进一步解决茎杆回弹问题，研究了拨禾轮的速比、转速及回弹时间对拨禾轮性能的影响。并以此确定了小型稻麦联合收获机的性能参数与其结构参数的关系。为进一步的稻麦联合收割机结构参数的优化提供了基础。     

4LL-1.5Y型履带式油菜联合收获机割台振动分析

针对油菜联合收获机振动剧烈,整机稳定性、工作可靠性和驾驶舒适性较差等问题,以4LL-1.5Y型履带式油菜联合收获机的割台为研究对象,在道路运输（仅发动机工作）、道路运输（发动机与工作部件同时工作）以及田间收获作业 3 种典型工况下,在割台上选择3个测点,利用DHDAS动态信号采集分析系统对油菜联合收获机割台振动进行了测试,并基于时域分析、小波分析和频域分析对试验数据进行了处理。研究表明：发动机、拨禾轮、割刀的振动是整机主要激振源,但作物喂入割台后,吸收了部分振动,使得拨禾轮和割刀的振动总量分别下降了23.5％和68.7％;振动信号主要集中在0~125 Hz内,油菜联合收获机割台上各激振力的激振频率以低频为主;油菜联合收获机工作时发动机引起的一阶惯性振动频率为29.18 Hz;研究结果对提高油菜联合收获机工作的可靠性、降低收获损失、减轻驾驶员的疲劳具有重要意义。     

基于模态及谐响应的谷物联合收获机割台振动分析

一台谷物联合收获机在工作时割台振动强烈,强烈的割台振动导致收获割损和机械疲劳失效。强烈的割台振动主要由割台结构的固有频率和固有振型决定,当结构的固有频率和激励频率相近时,就会引起结构的共振。基于ANSYS有限元软件对割台进行模态及谐响应分析,计算割台的前8阶固有频率和振型。结果表明,割台的第1、第2阶模态接近于收获机发动机的主轴转速和收获机的二次清选转速。来自路面不平度的激励载荷在车速为20~40 km/h时所产生的激励频率为17.36~34.72 Hz,接近割台框架的前2阶固有频率,会引起割台的共振。同时考虑到割刀对割台的作用力和振型分析,对割台进行谐响应分析,发现割刀的往复运动对割台局部的最大位移为0.418 9 mm,因此割刀的往复运动对割台的振动较小。综合模态和谐响应分析的结果,割台振动主要来自发动机和传动部件等简谐激励频率,和来自路面的不平衡激励。研究结果为联合收获机割台框架的设计与研究提供了参考和依据。     

谷物收获机割台的发展现状及趋势

【目的】随着我国农业机械化水平的不断提高,谷物收获机的应用也越来越广泛。充分分析谷物收获机割台发展现状有利于保证收割质量,减少收获时的损失,并适应国际上谷物收获机的发展趋势。【方法】通过查阅国内外文献以及报道,综述了谷物收获机割台主要部件拨禾轮、切割装置、割台螺旋推运器的原理和特点,主要说明了谷物收获机各部分高度和速度对于收割的影响,并进行分析,并介绍了一些国内对于割台振动情况的研究以及国内外谷物收获机的发展现状。【结果】国外谷物联合收割机械起步比较早,一些发达国家已经基本实现了利用自走式谷物联合收割机来完成农产品的收割,而我国收割机起步时间很短,所以需要着重创新型发展。【结论】通过对比我国与国外先进收获机的差距,并对当前我国收获机的发展情况和国外收获机的发展情况展开分析,指出当前谷物收获机的主要发展方向为大功率、多功能、智能化、节能化,并对我国以后的谷物收获机割台发展提出相应的建议。     

切割式红花收获机滚刀轴的应力分析

【目的】为了提高花丝采摘效率和花丝质量,设计一种切割式红花收获机,并对其关键部件滚刀轴进行分析与优化.【方法】利用Solidworks软件对滚刀轴进行三维实体建模,并导入ANSYS Workbench软件中进行有限元分析及模态分析.通过有限元分析得出不同转速下主轴与滚筒联接处的位移量,通过结构静力学分析得出主轴的最大弯曲应力、最大变形量及其发生的部位,通过模态分析提取出主轴1至6阶的固有振动频率及各阶频率所对应的振型.通过以上分析,会得到滚刀轴的优化结果,最后将优化后的红花收获机进行田间试验.【结果】利用胀紧联结套解决主轴与滚筒联结处产生的间隙,避免振动的发生;通过改变主轴转速、强化易变形的部位及增大轴肩处圆角半径来降低应力集中,提高红花收获机整机的使用寿命,提高了采摘花丝过程中的稳定性与可行性.【结论】该研究可以为红花收获机装置的设计提供依据.     

油葵割台分禾扶禾收集槽的设计与台架试验

针对国内目前缺少油葵专用割台而现有稻麦割台兼收油葵时割台损失率高的问题，设计了一种带落粒回收装置的油葵专用割台。在阐述该割台工作原理的基础上，为探索方案可行性并确定具体参数，设计了一套结构参数和工作参数均可灵活调节的试验台架，围绕割台关键部件尤其是分禾扶禾收集槽，对其结构参数和工作参数进行理论分析和台架试验研究，确定最优参数。试验结果表明，该割台可以实现对油葵植株及葵盘的分禾、扶禾、拨禾、割断和输送等功能，最优参数组合为：大翼板倾角130°，翼板间高度差30 mm，割台前进速度为0.8 m·s^-1时，拨禾轮转速为40 r·min^-1，对应的拨禾速比λ值为1.3；在该最优参数组合下，试验台架的损失率不超过1%，试验效果理想，达到了有效控制割台低损失的目的，研究结果为后续割台样机的设计试制奠定了基础。     

小区小麦育种收获机机架模态分析及结构优化

【目的】减小小区小麦育种收获机工作过程中的振动对其作业可靠性、育种试验结果测定产生干扰.【方法】利用Solidworks软件对育种收获机机架进行参数化建模,结合有限元分析软件ANSYS Workbench提取出机架的前10阶固有频率和模态振型,在对比分析外部激振频率与机架固有频率特点的基础上,找出引起机架共振的环节,并对机架进行结构优化以避免共振现象的发生.【结果】当机架横梁厚度由3.0mm减为2.6mm,竖梁厚度由3.0mm减为2.8mm,圆杆直径由25mm减为21mm,板件厚度(包括侧板和底板)由1.5mm减为1.1mm后,优化机架的固有频率均有效避开了收获机各外部激振频率范围.【结论】该研究可以为小区育种收获机机架结构的设计与优化提供参考.     

基于Ansys Workbench的脱粒滚筒模态分析及轴的拓扑优化

【目的】针对联合收割机脱粒滚筒正常负载下的振动问题,减少共振的发生.【方法】利用三维软件Solidworks对久保田688Q全喂入联合收割机脱粒滚筒进行三维实体建模,采有限元软件Ansys Workbench进行模态分析,并对振型不明显且质量较大的轴进行结构优化.【结果】前两阶固有频率为114.49、114.67 Hz,大于滚筒激振频率(11.3~13.4Hz)和发动机的激振频率(37.3~40.7Hz),不会发生共振;滚筒杆齿最大变形量为6.16mm,小于滚筒与凹板筛10~30mm的距离,不会发生干涉;通过拓扑优化,轴质量减少40.5%,前两阶固有频率分别提高12.8%、12.7%,优化效果明显且能有效的避开共振.【结论】为联合收割机脱粒滚筒结构的设计与优化提供了参考.     

油菜联合收获机分体组合式割台的设计

针对油菜联合收获机割台损失大和脱离滚筒因油菜茎秆高粗导致脱离装置出现堵塞的问题,在传统割台具有切割与推送系统的基础上增设了一种对茎秆具有初步切断和脱粒分离功能的油菜联合收获机分体组合式割台,并采用运动学和动力学方法分析确定了割台的复合式推运器和拨禾轮等关键部件参数。试验结果表明:设计的分体组合式割台集成了切割、拨禾、分禾、推送、初步切断茎秆和脱离的功能,可将油菜茎秆切断为长度小于450mm的短茎秆,能有效避免油菜茎秆堵塞脱离滚筒,提高脱离滚筒内部物料流动的通畅性,保证联合收获机的稳定性和适应性。