窄幅低损伤摘穗割台设计与试验

针对西南地区玉米-大豆带状复合种植模式缺乏配套玉米收获机具,且常规玉米联合收获机作业时存在果穗损伤大、效率低等问题,利用计算机辅助设计与有限元方法设计两行窄幅低损伤摘穗割台.割台利用弹性缓冲原理实现柔性低损伤摘穗,可一次完成摘穗、秸秆粉碎还田等联合作业.文章结合玉米-大豆带状复合种植模式农艺特点和力学原理确定割台结构参数;对割台关键部件开展结构设计和理论分析;割台机架模态分析结果表明割台机架不会与发动机产生共振.通过二次回归正交试验探究拉茎刀辊转速、喂入速度、果穗距摘穗板高度对落粒损失率和籽粒破损率影响,利用Design-Expert软件作二次回归响应分析,得到割台较优参数组合.试验表明,拉茎刀辊转速800 r·min-1,喂入速度0.700 m·s-1,果穗距摘穗板高度370 mm时,落粒损失率0.05％,籽粒破损率0.01％,满足玉米-大豆带状复合种植模式下玉米机械化收获要求.     

基于ADAMS的刚柔耦合玉米摘穗力学仿真试验

传统摘穗板-拉茎辊组合式摘穗装置作业效率高,但仍存在果穗损伤和掉粒损失,而造成玉米果穗损伤的主要原因是果穗与摘穗板碰撞时冲击力过大。为此,拟通过增大果穗与摘穗板的接触面积和作用时间来减小果穗所受冲击力,降低果穗损伤。在Solid Works中建立玉米果穗和摘穗装置模型,利用ADAMS对果穗碰撞摘穗板过程进行模拟仿真,选择摘穗板形式、接触材料和弹簧刚度为试验因素,果穗与摘穗板接触力为试验指标,进行三因素三水平正交试验。试验结果表明:摘穗板形式、接触材料和弹簧刚度均对果穗受力有显著影响;摘穗板形式为弧板、接触材料为EPDM、弹簧刚度为15N·mm/deg时,玉米果穗平均最小受力为531.147N。研究可为柔性摘穗装置关键部件设计提供理论参考。