圆草捆捡拾机的设计方法探讨

圆草捆的捡拾装运是秸秆、牧草等收获环节的重要组成部分.对圆草捆捡拾机的作业工况进行分析,确定其使用要求,并以此为基础,提出了一种圆草捆捡拾机的设计方法,对捡拾机各部分的设计思路及关键点进行了分析探讨,可为圆草捆捡拾机的设计生产提供参考.     

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。     

小型秸秆圆捆机喂入机构的设计与试验

针对传统小型秸秆圆捆机打捆作业时经常会出现堵塞的问题,结合打捆要求,设计一种由前置喂入对辊、后置挤压对辊和护板组成的新型喂入机构,并以稻秆为试验原料,采用3因素5水平正交旋转设计方法进行试验研究,分析前置喂入对辊的间距、后置挤压对辊的间距以及挤压倾角对秸秆喂入性能的影响,试验表明当前置喂入对辊的间距为50 mm、后置挤压对辊的间距为22 mm、挤压倾角为19°时,喂入机构可有效减少小型秸秆圆捆机出现堵塞的问题,满足日常打捆需求。该研究可为圆捆机的结构设计提供参考。     

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。     

小型方捆机草捆动态称量系统设计与试验

针对小方捆机作业过程中草捆连续、单捆动态分离称量难、捡拾器升降频繁、地面起伏大等问题,基于多传感器融合技术设计了一套方捆机草捆动态称量系统。提出了一种草捆动态分离、识别方法,构建了基于称量台实时下压力和俯仰角的双参数草捆动态称量系统,实现了单草捆动态独立称量。该系统由机械部分、传感器部分、数据采集模块、卫星定位模块、显示终端及上位机软件组成,传感器部分包括4个压力式称量传感器、称量台俯仰角传感器和草捆状态识别传感器。系统可以实时显示称量台下压力、称量台俯仰角、草捆质量、草捆状态和经纬度等信息。进行了草捆动态称量系统性能试验,结果表明,静态模式下系统的草捆质量预测值最大相对误差为0.38%;动态模式下草捆质量预测值和真实值决定系数R2达到0.996,系统预测的相对误差为-4.40%~4.30%。说明系统具有较高的准确性及较好的鲁棒性,满足田间草捆称量的实际需要,为打捆机作业质量评价提供了一种快速测量手段。     

圆草捆缠膜机设计与试验

针对我国传统牧草收贮工艺落后、营养成分损失严重等问题,研制出适应市场需求的新型圆草捆缠膜机,对秸秆、牧草圆草捆进行缠膜青贮。为此,阐述了9YM-1.5型圆草捆缠膜机的总体结构及工作原理,对缠膜平台、旋转臂系统、切膜机构、薄膜卷退卷装置穿膜方案、膜卷拉伸薄膜的预拉伸量及缠膜重叠系数进行了结构设计和参数确定。试验结果表明:本机结构设计合理,缠膜平台转速与旋转臂转速的转速比接近1,缠膜机缠绕草捆的薄膜重叠率是基本均匀的;草捆缠膜时间约为1min,成包率为100%,纯工作小时生产率为60捆/h,各项指标均达到设计要求。     

利用TRIZ理论对圆捆机成捆系统创新设计

圆捆打捆机结构简单、故障率低且便于维修,不足之处在于圆捆机作业时,当成捆室物料增多,成捆室压力逐渐增大,在压力作用下后仓出现一定的打开现象,从而导致草捆密度下降,成捆效果不好.该文结合圆捆机的结构,分析物料在圆捆机成捆室的成捆原理,运用TRIZ矛盾矩阵和创新原理对圆捆机成捆室结构和液压控制方式进行改进,提出两种提高物料...     

小型方捆机草捆动态称量系统信号分析与处理

为实现小型方捆机草捆动态称量系统的准确测量,降低地面颠簸和机械传动引起的振动对草捆质量测量精度的影响,分析了打捆机作业速度、拖拉机PTO启停对草捆动态称量系统压力和角度噪声信号的作用机理。当系统采样频率为40Hz时,压力噪声信号频率主要在0.1~16Hz;角度噪声信号频率主要在3~4Hz和16~17Hz;打捆机作业速度与噪声信号强度呈正相关。在信号分析基础上,研究了信号处理方法。为提高滤波精度,首先采用基于3σ准则的双阈值动态滤波方法对信号进行预处理,消除奇异值影响,再利用分段线性插值补充空缺点,最后设计一种巴特沃斯带阻滤波器对噪声信号进行消除。田间试验结果表明,采用该方法对信号进行处理后,草捆质量预测相对误差为-4.15%~4.17%,优于均值滤波得到的结果,且该滤波方法适应性更好,更符合实际生产需要。     

方草捆集捆机设计与试验

为解决方草捆捡拾效率低、费用高,长途运输难等问题,设计了方草捆集捆机。该机由底盘、捡拾器、推草机构、举草机构、压绳器和卸草机构等部件组成,基于EPEC2024搭建了控制系统,只需单人驾驶和操作,通过变量泵、马达和油缸驱动各部件快速实现对方草捆的捡拾、挤压和捆扎。按照作业功能对各结构部件采用分模块设计,通过计算各液压回路的流量保证作业速度和作业效率,匹配硬件电路并使用Codesys编写程序控制作业流程。分别在内蒙古自治区赤峰市和辽宁省黑山县对方草捆和秸秆方捆进行了捡拾及捆扎的场地试验,结果表明:整机最大牵引车速达到20.5 km/h,作业时系统最大流量为101.6 L/min,一次能实现12个方草捆的捆扎。方草捆的集捆成捆率达到89.5%,纯工作小时内集捆生产率为12大捆/h,同等条件下与人工捡拾方式相比,捡拾效率提高了34.5%,人工费用降低了62.5%,综合费用降低了18.2%,而且增强了对自然环境的适应性,缩短了长途运输的准备周期,满足实际生产的使用要求。     

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。     

青贮秸秆圆捆打捆机的设计与试验

为适应秸秆饲料化应用需求,解决农作物秸秆长时间储存易发生霉变和腐烂的问题,设计了一种青贮秸秆圆捆打捆机,可实现对青贮秸秆的高密度缠网打捆,并配合包膜机包膜处理,形成易储存、易消化吸收的高品质秸秆发酵饲料.为此,进行了青贮秸秆圆捆打捆机的总体结构、关键部件的结构设计,并通过试验验证了设计的可行性.     

联合收获机后不落地打捆装置的设计与试验

为了解决联合收获机收后秸秆直接打捆问题,在现有的圆捆打捆机的基础上,对相应的工作单元进行了改进设计,开发了联合收获机后不落地打捆装置;同时,介绍了该机的总体结构和工作过程,并对打捆部件的选择、动力选择、传动系统的设计、联合收获配置与挂接方式以及喂料与绕绳机构进行了详细分析。田间试验表明:该机工作安全可靠,打捆率达到了98%,规则捆包率为95%,草捆密度达到172kg/m3。     

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.     

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。      

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。     

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。     

网络型圆草捆打捆机控制系统关键技术研究

以圆草捆打捆机控制系统为研究对象,提出了基于台达工业物联网平台DIACould网络型圆捆机控制系统设计思路,系统由PLC(Programmable Logic Controller)、HMI(Human Machine Interface)、传感网络、电液阀门、网络模块及GPS模块等构成。工作时,传感网络采集打捆机动静器件状态,PLC根据传感网络获取信息,按照逻辑程序发出相应控制命令,HMI人机交互,电液阀门负责输出打捆机各部件动作,网络模块完成云平台信息交互,GPS模块采集位置信息,实现了打捆机作业状态远程监控、位置定位、远程熄火、故障远程报警、工作量云存储及画面监控等。试验结果表明:系统数据实时高效传输,系统稳定运行,可为打捆机控制系统网络化、智能化提供理论支撑与技术支持。     

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。