卡扣式方草捆打结器的设计

利用食品包装打卡机标准的U形铝质卡扣,设计了一种由气压缸提供动力的卡扣式方草捆打结器。打结器的2个抓绳机构并列安装在出草口的上方,通过气压活塞上、下运动,可完成抓绳、放绳、挤压卡扣和辅助割绳等动作。扎结机构对应抓绳机构安装在出草口下方,在挤压卡扣过程中用于支撑卡扣并将捆绳锁紧。割绳刀固定在扎结机构上,捆绳锁紧以后在卡扣和夹绳机构之间将捆绳割断。卡扣输送机构将成排的U形卡扣输送到扎结机构的卡扣箱中。捆绳采用包装用的细麻绳,由捆绳匣进入扎结机构上的夹绳板。在分析卡扣受压变形以及对捆绳锁紧情况的基础上,确定了气压缸的选型,经打捆机样机试验,成结率在96％以上。     

D型打结器及其辅助机构运动仿真与时序分析

以苜邦9KF-8042型方草捆压捆机为研究对象,采用SolidWorks建立D型打结器及其辅助机构的3D装配模型,导入ADAMS软件后对送绳、拨绳、搭绳、夹绳、绕绳、咬绳、割绳、脱扣等捆扎打结过程进行运动学仿真和时序分析,揭示了D型打结器的成结原理.样机试验表明,反求的D型打结器及其辅助机构模型准确,运动仿真正确再现了捆扎打结要求的预定动作过程,根据运动仿真结果确定了各构件耦合动作时序关系.     

方草捆捡拾压捆机打结器穿针机构最优设计

本文介绍了方草捆捡拾压捆机打结器穿针机构的运动原理,并采用了机械最优化设计的方法。对其四杆机构参数进行了设计。     

打结器试验台的模拟设计

打结器试验台是进行打结器部件试验研究的基础设备。研制该设备的技术关键是如何模拟田间工况,本文从设计和试验两方面加以介绍。 一、模拟设计分析 1.试验台模拟装置的设计要求     

方草捆压捆机打结器空间参数研究

以D型打结器为对象,在打结器时序研究的基础上对打结器空间结构布局进行了研究。通过打结器工作原理分析,确定了保证D型打结器成结八大动作顺利实现的各关键空间结构参数关系,建立了打结器参数化模型。以mathematica 8.0为工具对空间关键轴参数进行设计,最终确定了具有不同空间参数的机架Ⅰ和机架Ⅱ。两机架配合New Holland其他零件后进行了打结试验。结果表明,在室内,机架Ⅰ的成结率比机架Ⅱ低1.0%,但相同预紧力下,其所成绳结平均可承受拉力比机架Ⅱ所成绳结提高了13.9%;在田间,机架Ⅰ成结率比机架Ⅱ低4.0%,但其所成绳结可承受拉力比机架Ⅱ高2.5%。田间所成绳结的平均可承受拉力比室内成结高94.2%~115.9%,表明预紧力及成结过程外界对捆绳的附加拉力会影响最终绳结可承受拉力。     

方草捆捡拾压捆机打结器控制系统运动分析

通过对方草捆捡拾压捆机上实现自动打结的控制系统进行研究,详细地分析了9JK-1.7型捡拾压捆机实现控制自动打结的动作过程,并利用Pro/E软件分析了穿针四杆机构的运动过程,不仅为打结器的调节和使用提供了理论指导,也为打结器的后续试验分析及研究打结器与穿针的运动关系进行了前期工作.     

D型打结器的结构及运动分析

D型打结器是将方草捆自动打成死结的装置,是方草捆捡拾压捆机上非常关键的部件.为此,对D型打结器主要零件及结构进行了描述,分析了其实现自动打结的动作过程,同时也计算了打结器3条传动路线平面自由度,为更好的使用打结器提供了理论指导,也为国内设计制造D型打结器及打结器后续试验作了前期工作.     

打结嘴缠绳故障分析与曲面形态改进设计

针对打结嘴绕扣过程出现的缠绳故障问题,应用虚拟打结方法,分析夹绳盘搭绳点位置与打结嘴凸台倾角对绕扣与钳咬动作的影响,得出夹绳盘搭绳点偏差是打结嘴发生缠绳故障的主要因素,减小打结嘴凸台倾角有利于避免打结嘴缠绳故障。通过受力分析建立捆绳不沿打结嘴凸台曲面向上滑动的临界条件,获得改进的打结嘴凸台倾角。基于边界相似与B样条曲面造型方法重构打结嘴凸台曲面,获得改进的打结嘴模型。600次打结试验表明,凸台倾角50°的打结嘴模型具有更好限制捆绳沿打结嘴凸台曲面上滑的效果,能有效防止打结嘴缠绳故障发生,提高打结器的打结可靠性,可为打结嘴的改进设计提供参考。60°凸台倾角的打结嘴绕扣,夹绳盘搭绳点偏差应控制在±3°之内,而50°凸台倾角的打结嘴允许夹绳盘搭绳点偏差范围在[-4.5°,3°],可为夹绳盘搭绳点位置控制提供参考。     

打结器咬绳机构线接触凸轮设计与载荷分析

针对打结器咬绳机构钩钳受载大、滚子磨损严重的问题,通过对咬绳机构的运动学分析建立了圆柱凸轮轮廓曲面的计算模型,使滚子与凸轮保持线接触的同时钩钳以正弦加速度规律张合。对咬绳机构进行力学分析并结合压簧压缩量和捆绳拉力测试,解析求解钩钳在咬合位置的静力学模型,得出钩钳咬合力的最佳变化范围为300.64~329.89 N。解析求解钳咬机构的动力学模型得出,当钩钳咬合力处于最佳变化范围时,圆柱凸轮的接触力介于240~330 N之间,其峰值可以用于检验滚子的接触疲劳强度,指导钩钳和滚子的材料选择。打结器样机捆扎5 000捆稻麦秸秆的田间试验发现,按预设的压簧压缩量7.5 mm和捆绳初始拉力35 N,钩钳尾部的滚子没有明显磨损,表明钩钳的咬合力控制合适,线接触凸轮改善了滚子的接触受载情况,达到了抗冲击和耐磨的设计要求。     

基于刚柔接触动力学的打结器虚拟打结方法研究

针对打结器结构改进或参数调整后在设计阶段难以评判优劣而增加制造投入成本的问题,以打结器能否打出绳结为评判准则,提出了一种基于刚柔接触动力学的打结器虚拟打结方法。该方法利用ADAMS的Bushing连接建立大变形柔性捆绳的动力学模型,通过对捆绳和刚性构件之间设置多接触约束和载荷施加,实现了完整的打结器虚拟打结仿真过程,研究了捆绳在拉力作用下成结的刚柔交互力学行为。通过对打结器样机的成结动作与虚拟打结的仿真结果进行对比分析,验证了捆绳动力学模型与刚柔接触动力学仿真模型的正确性,可作为评价设计优劣、保证打结器一次性制造成功的有效方法。利用该虚拟打结方法分析了打结嘴与夹绳盘动作时序差φ对打结器成结的影响,对判定打结器参数匹配后能否成结或成结优劣起到了直观验证作用。     

打结器连续打结试验方法与疲劳试验台设计

针对国内缺乏打结器连续打结的性能测试与疲劳试验系统,模拟方捆机捆草作业过程,提出了一种打结器连续打结试验方法与疲劳试验台设计方案。通过设计可模拟草捆回弹特性的拉绳装置使其在水平面按矩形轨迹拉绳,在绳针送绳动作配合下在垂直面形成矩形绳环,使受测试的打结器完成打结。试验台循环实现拉绳-送绳-打结动作,同时测试打结过程中的捆绳张力、主轴转矩和主轴转角。按此方案在Solidworks下建立了试验台机械系统三维模型,并对关键部件进行选型。构建了试验台参数测量与运动控制系统,基于拉绳-送绳-打结动作逻辑设计了试验台控制流程,采用Lab VIEW图形化编程语言编写了测试与控制程序。打结器疲劳试验台的运行试验结果表明,该试验台机械系统与测控系统运行可靠,连续打结效率为3个/min,可为打结器研发及短时疲劳寿命考核提供试验平台。     

双齿盘驱动打结器设计与成结试验分析

通过对D型打结器空间传动方案改进提出了双齿盘驱动打结器,将驱动夹绳器的空间传动布置在打结器支架的另一侧,将进口打结器支架一组空间交错轴角度关系简化为平面相交轴角度关系,降低了打结器支架的加工难度,克服了进口打结器空间交错轴锥齿轮齿廓设计与制造难的问题,便于批量化生产。通过将蜗杆与斜齿轮的传动比调整为1∶3使原四槽口夹绳盘改进为三槽口夹绳盘,并匹配设计了夹绳盘、打结嘴和刀臂的运动时序,建立了双齿盘驱动打结器的结构模型。与进口打结器的成结动作对比试验表明双齿盘驱动打结器的空间传动方案改进合理,驱动夹绳器、打结嘴和刀臂的运动时序匹配设计正确,夹绳和割绳动作比进口打结器更优,夹绳时捆绳直接入夹绳盘槽口,割绳时捆绳靠近刀片中间位置。室内台架的打结试验表明双齿盘驱动打结器的成结率为100%。     

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...     

基于TRIZ理论的打捆机捡拾喂入系统改善

针对打捆机捡拾喂入系统在捡拾喂入牧草时,由于牧草缠绕、堆积导致捡拾喂入系统堵塞,机器无法正常打捆作业的问题,运用TRIZ理论中裁剪原理和技术矛盾分析,提出了两种改善方案可以有效防止牧草缠绕及堆积,避免系统堵塞,进而改善打捆机捡拾喂入效率。通过对比分析,择优选择空心螺旋输送器方案。对打捆机样机改进设计后进行田间试验验证,结果表明防止捡拾喂入系统堵塞效果明显,充分证明了TRIZ理论运用于改善打捆机捡拾喂入系统的合理性和可行性。     

基于TRIZ理论的杨树苗扦插装备的设计

介绍了发明问题解决理论(TRIZ)的一些基本原理以及应用方法.同时,对其中阿奇舒勒矛盾解决矩阵、物质-场分析进行了说明,并全面地应用该理论进行了杨树扦插作业装备的创新设计.在对实际问题分析的基础上,进行了系统功能分析以及矛盾的根本原因分析,通过技术矛盾定义和创新原理应用、阿奇舒勒矛盾矩阵的应用、物-场模型建立和标准解法应用,确定了装备中分苗机构和扶苗机构等主要机构的创新设计方案.     

基于TRIZ进化理论的产品创新设计

提出了基于不同视角的产品创新设计过程统一模型,并将TRIZ进化理论集成到产品创新解的产生环节.利用TRIZ进化理论,确定产品进化较差的进化路线,预测未来技术的可能结构状态,指导设计者沿着正确的方向产生创新解,实现了产品的快速创新设计.通过实例分析,表明该方法在实际产品设计过程中的可操作性和有效性.     

基于TRIZ理论的刺梨自动采摘机设计研究

当前,刺梨采摘环节存在采摘效率低、劳动强度大等问题,为了提高刺梨采摘的整体作业效率,运用TRIZ理论设计了一款集自动采摘、输送、收集为一体的刺梨自动采摘机。运用TRIZ识别工具功能分析构建了采摘装置的系统功能模型图,分析矛盾冲突,选用合适的发明原理设计出最优解决方案。运用UG软件建立刺梨自动采摘机三维模型,并对主要部件进行了有限元分析,结果表明,仿真分析结果满足设计要求。将TRIZ理论运用到刺梨自动采摘机设计过程中,验证了创新设计构思的可行性,为农业装备设计研究提供了重要参考。