甘蔗收割机柔性夹持输送装置驱动马达负载的分析

了解执行机构驱动负载是设计液压驱动系统的前提。为此,以华南农业大学自主研制的4ZZX-48型侧后悬挂式整秆甘蔗收割机的无轨道柔性夹持输送装置为研究对象,根据其结构及工作原理,采用逐点张力法,分析了夹持输送链条的张紧力及其影响因素,建立了该装置的驱动负载模型,并进行了试验验证。结果表明,在纵向和横向输送链条的张紧力分别为409~751N和389~721N、工作转速为250~350r/min时,内外侧链条的启动负载分别为103~134N·m和68~107N·m,稳定工作时的负载分别为50~60N·m和68~72N·m。当链条的参数选定后,链条的张紧力对夹持装置的驱动负载影响最大。     

整秆式甘蔗收割机集堆装置重力自卸机构设计与仿真

甘蔗集堆是整秆式甘蔗收割的重要环节,其集堆的效率及集堆效果影响整秆式甘蔗收割机的工作速度。为此,提出一种基于重力自卸的甘蔗集堆机构,运用三维软件Creo对集蔗装置重力自卸机构进行三维建模,并运用Adams对自卸机构进行运动学仿真分析,验证机构设计的正确性与可行性。     

整秆式甘蔗收割机组合式扶起装置运动学分析

为改进整秆式甘蔗收割机对倒伏甘蔗的扶起能力,设计了一种组合式扶起装置,这种装置能把倒伏的甘蔗扶起到夹持输送口的高度.通过分析计算得出了组合式扶起装置中弧形拨指链的导轨与地面的角度、最佳转速和弧形拨指间距,推出了装置在扶起甘蔗的运动过程中的基本方程,并得出了各参数之间的关系.通过对组合式扶起装置的关键部件-圆锥形螺旋滚筒的运动分析,得出了螺旋滚筒合理的螺旋角.     

整秆式甘蔗收获机输送调控系统设计与试验

针对甘蔗生长的随机性使收获机喂入量随时变化,易导致整秆式甘蔗收获机输送堵塞或工作效率低下的问题,设计了一种整秆式甘蔗收获机输送调控系统。该系统由动态扭矩传感器、PLC控制系统、液压系统、伺服电机系统组成,通过实时调节输送辊转速与喂入速度使得甘蔗收获机输送能力与喂入量相匹配,减少甘蔗堵塞情况。通过搭建甘蔗收获机试验平台,开展甘蔗输送调控试验。甘蔗输送调控试验结果表明,安装了输送调控系统后,各试验水平下的甘蔗平均输送速度为4.06、3.42、3.04、2.42m/s,相比无调控系统有了明显提升,并且收获机输送能力在喂入量峰值过后恢复到初始值,保证了工作效率;调控试验的平均堵塞率降低到5%,输送调控系统对缓解输送堵塞有显著作用。     

肩背式甘蔗收割机的设计

针对甘蔗产区蔗农种植和收割甘蔗的特点，设计出一种肩背式甘蔗收割机，重点分析了刀盘、割刀和软轴部件等重要组成部分的设计。     

小型整杆式甘蔗收割机剥叶系统功耗试验研究

剥叶系统是整杆式甘蔗收割机的核心部分。为研究剥叶系统功耗的影响因素,通过在自制的小型整杆式甘蔗收割机上进行单因素试验,分别研究甘蔗喂入量、甘蔗弯曲程度、甘蔗直径等3个因素对剥叶系统功耗的影响,并进行田间验证试验。结果表明:甘蔗喂入量及甘蔗直径对剥叶系统的功耗有显著影响,应综合蔗地实际种植密度、蔗杆直径等因素来匹配剥叶系统的功率。此试验为小型整杆式甘蔗收割机剥叶系统的机械设计提供了参考依据。     

甘蔗收割机旋转刀盘减振装置设计研究

目前甘蔗收获机的切割机构都采用圆盘切割器,为了减少甘蔗的破头率和提高工作效率,需要提高甘蔗器刀盘工作速度和增加刀盘上刀片数目,然而由此将导致的负面影响是:(1)甘蔗切割器的阻力矩加大;(2)切割器轴的扭振幅值加大;(3)减小了刀盘系统工作寿命。为了消除这种负面影响,提出了设计含阻尼弹性减振器的甘蔗切割器旋转刀盘的解决方案。建立普通旋转刀盘力学模型和含阻尼弹性减振器旋转刀盘力学模型,通过数值方法计算了阻尼弹性减振器的减振效果。研究结果表明:安装减振装置后,轴的最大扭振幅值由4.5°减少为0.8°,减振效果明显。并且根据数值计算的结果设计了结构简单、加工方便的含橡胶减振器甘蔗切割器旋转刀盘。     

甘蔗收割机发展现状与前景展望

简要介绍了甘蔗收割机械的发展简史,阐述了国内外甘蔗收割机的发展现状,指出了甘蔗收割机存在的主要问题,展望了其发展趋势。     

植物茎秆柔性夹持装置刚柔耦合仿真与试验

针对现有植物茎秆夹持装置存在夹伤茎秆、夹持行程及夹持力不可调等问题,设计一种植物茎秆柔性夹持装置,夹持手内置弹簧可实现植物茎秆柔性夹持,能进行夹持力与夹持行程双调节,更好适应植物茎秆在力学试验、嫁接、茎秆切割试验等领域夹持需求。基于所建立夹持装置刚柔耦合仿真模型,进行夹持力、夹持行程、弹簧刚度等多因素动力学对比仿真与试验分析,以弹簧刚度为设计变量进行灵敏度及稳定性分析,研究不同弹簧刚度对柔性夹持装置夹持性能的影响。仿真与试验结果表明：装置最大夹持直径为68.8 mm,基于所构建夹持装置精准夹持力模型,可平稳调控夹持行程、速度及夹持力;随着弹簧刚度的增加,夹持力逐渐变大,夹持稳定性增加,综合比较发现当弹簧刚度为10 N/mm时,可满足装置施加400 N切割力时植物茎秆稳定夹持需求,柔性夹持力波动较小,能有效避免损伤植物茎秆。     

不同辊齿对甘蔗收割机辊轮输送影响仿真分析

甘蔗收割机辊轮输送结构输送能力的大小直接关系到整个物流系统的通畅性能,是评价甘蔗收割机整机性能优劣的关键因素。为此,对不同辊齿做了比较分析,并进行了仿真与试验研究,结果表明,梯形软齿型辊齿能有效提高辊轮的甘蔗输送能力。由此为小型甘蔗收割机整机完善的物流输送系统的研制提供了方案。     

整秆式甘蔗联合收获机断蔗尾机构

利用甘蔗茎秆尾部机械强度显著低于中部和基部的特点,设计了一种断尾机构。甘蔗通过该机构时5～6片青叶及其紧密包裹着的尾部可以被折断。分析了其工作原理并通过四因素三水平正交试验研究输入输出滚筒转速、断尾滚筒转速、断尾滚筒中心距和断尾滚筒上、下弹性条相对安装位置等因素对甘蔗断尾效果的影响。试验结果表明,试验条件下最优的断尾参数组合为:输入、输出滚筒转速250 r/min,断尾滚筒转速550 r/min,断尾滚筒中心距300 mm,断尾滚筒上、下弹性条相对安装位置角-20°。该断尾机构在蔗茎生长点以下4～6节位置断尾的最佳断尾率为63.3%,断尾平均长度为212 mm,标准差为57 mm,符合农艺的要求。     

侧悬挂推倒式整秆甘蔗收获机设计与试验

为了解决严重倒伏甘蔗的收获,设计了一种侧悬挂推倒式整秆甘蔗收获机。该机可连续完成分蔗、推倒、切割、输送和集堆铺放等工序的作业。前进速度0.5m/s时,其生产率为0.2hm2/h。田间试验表明：甘蔗宿根破头率为11.3%,甘蔗出现表皮破损和折断,折断率为33.33%。     

整秆式甘蔗收获机液压驱动系统的研究分析

原有的侧悬挂式整秆甘蔗收割机存在着液压驱动系统的动力性能差,运行效果不理想,以及采用机械传动的甘蔗根部切割器由于蔗地的杂草和蔗叶的影响而造成堵塞,切割刀盘的转速慢,离合器打滑以至发热过烧,传动失效,链条在受到冲击时容易发生断裂,发生安全事故等问题。为此,通过测试出收获机各执行机构的功耗及受力情况等工作参数,根据多支路同时工作和负载大小相差很大的要求,采用多路阀和减压调速回路,设计出了收获机的全液压驱动系统,在不需提高拖拉机功率的前提下,满足了系统不同支路在同时工作时压力和功率不同的要求,简化了收获机的整机机构设计,提高了动力驱动系统的稳定性。实验表明,该传动系统能够满足收割机各执行机构的动力性能要求,操作简便,效果良好。     

液压技术在整杆式甘蔗联合收获机上的应用与研究

分析了我国甘蔗收获机应用液压技术的现状。在4ZL―150型整杆式甘蔗联合收割机分析的基础上,对应用的液压系统和主要工作部件进行详细说明。通过广西农机鉴定站的检测,结果表明:液压系统应用于甘蔗联合收割机上能更好地实现作业工序,整机性能运行平稳;切割装置和液压系统支路设计合理;含杂率4%和总损失率2.0%都低于糖厂对机械化收获的甘蔗要求,液压系统应用于甘蔗联合收获机上是方便可行。     

浅析降低整杆式甘蔗联合收获机含杂率的途径

分析了整杆式甘蔗收获机含杂率的原因及现状,从整杆式甘蔗收获机作业过程的切尾、切割、输送、剥叶、断尾等工序出发,介绍了降低整杆式甘蔗收获机含杂率的各工序主要技术途径和甘蔗种植农艺.     

甘蔗收获机组合式扶起装置设计与试验

设计了一种由锥形螺旋滚筒和拨指链组成的组合式扶起装置,并在土槽中进行了试验研究。以扶起合格率为试验指标,对甘蔗倒伏状态、螺旋滚筒转速、甘蔗与滚筒中心距离和前进速度为因素进行正交试验。在得出优化组合后,再分别进行滚筒轴线与地面夹角、滚筒叶片螺距和滚筒转速等因素的单因素试验,以及滚筒转速和前进速度的双因素试验。通过高速摄影分析了扶起过程。试验结果表明,在最优参数组合下,组合式扶起装置对严重倒伏甘蔗的扶起合格率达到90%。     

连续回转式甘蔗收割机集堆机构设计与试验

集堆是整秆式甘蔗收割机的重要作业工序之一,集堆性能影响到收割机作业质量。本文在分析现有的几种甘蔗收割机集堆机构的基础上,设计了一种连续回转式集堆机构,并试制了样机。田间试验结果表明,该机构能够有效实现甘蔗集堆功能,达到了设计要求。