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。     

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。     

方草捆压捆机捡拾器参数设计

对方草捆压捆机捡拾器的工作幅宽及滚筒转速进行了设计,并对3组弹齿的捡拾器和4组弹齿的捡拾器的运动参数和漏捡率进行了对比分析。结果表明,3组弹齿捡拾器的漏捡率小于2%,可以避免牧草在地面堆积和漏捡;4组弹齿捡拾器的漏捡率小于     

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。     

自带传动动力恒频方草捆捡拾压捆机设计与试验

阐述了自带传动动力恒频方草捆捡拾压捆机的基本结构及工作原理,对压捆机的总体结构、捡拾器、输送喂入机构和压缩机构进行了结构设计和参数分析。试验结果表明：本机结构合理、自动化程度高,其成捆率达到了99.1%,规则草捆率为98%,草捆密度达到了130～230kg/m3,可对牧草、农作物秸秆进行捡拾、压缩和打捆联合作业。     

4道捆绳大方捆捡拾压捆机压缩机构设计及运动仿真

在4道捆绳大方捆捡拾压捆机设计过程中,以其压缩机构关键工作部件活塞为研究对象,采用SolidWorks软件建立活塞零件与装配体的3维模型,利用ADAMS软件对活塞进行运动仿真,仿真时间5 s,活塞压缩频率42 rmin,得到活塞的行程为710 mm,活塞压缩推程速度最大值为0.85 ms,回程速度最大值为0.91 ms,活塞加速度为－1.58 ms2≤a≤2.21 ms2,活塞与连杆铰接点X方向的受力最大值是2 788 kN,曲柄匀速转动驱动力矩－264.4 N·m≤T≤174.4 N·m。仿真结果为4道捆绳大方捆捡拾压捆机压缩机构的优化设计提供了理论依据,缩短了设计周期,提高了设计效率。      

9YFG-2400大方捆压捆机捡拾系统的研制

本文通过对9YFG-2400大方捆压捆机捡拾系统结构及主要参数进行设计分析,确定了系统的关键参数,并对工况下的弹齿捡拾倾角、捡拾量以及喂入量进行复核。田间试验结果表明,在行进速度5km/h,弹齿转速128r/min,向心搅龙转速210r/min,强力喂入搅龙转速285r/min,转子切刀转速121r/min条件下,捡拾系统可以满足大方捆压捆机的物料处理和切碎要求。并对转子切刀的结构进行了静力学分析,得出该结构在极限载荷下仍具有较高的安全系数,能够满足大方捆作业要求。结合现有研究成果,可为进一步优化大方捆压捆机的捡拾系统提供参考。     

方草捆捡拾压捆机打结器架体的反求工程设计

本文对D型打结器的结构进行了简介,利用反求工程技术对打结器的架体进行了三维重构设计,并利用三坐标测量仪对重构的打结器架体进行了修正。     

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.     

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.     

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.     

打结器支架精铸毛坯误差分析与五轴数控加工方法

针对打结器支架铸造毛坯存在误差、支架结构复杂、难以加工成型等问题,为了减小支架毛坯铸造误差对加工质量的影响,基于三维扫描技术对打结器支架毛坯进行逆向检测与分析,得到同一批次铸造支架毛坯的误差分布规律。通过推导不同空间坐标系下的轴孔中心坐标变换规律,提出一种支架轴孔加工位置偏离理想位置的调整方法。针对打结器支架的5个空间交错轴孔和1个凸轮曲面,设计了打结器支架的专用夹具,制定了五轴数控加工工序,通过一次装夹可完成5个空间交错的轴孔和凸轮曲面的加工。将加工成型的支架和其他零部件组装成打结器,进行了方草捆打结试验,结果表明,打结器支架上各轴孔的相对位置与角度关系准确,打结动作精准、可靠,支架加工成品率为99%,方草捆成结率为100%。     

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。     

基于TRIZ理论的D型打结器设计与试验

发明问题解决理论（TRIZ）是指导人们进行发明创新、解决工程问题的系统化的方法学体系。打结器是捡拾打捆机的核心部件,它的主要功能是将包络草捆的捆绳打成牢固可靠的绳结。针对捡拾压捆机打结器架体在损坏后拆装麻烦、难于维修更换,生产率急剧下降的问题,应用TRIZ理论对打结器进行了分析。通过对存在问题的描述,利用鱼骨图进行因果分析,找到问题发生的原因;通过功能分析法找到初步解决问题的思路,进一步应用矛盾分析法得到问题的最终解决方案。试验证明,新型打结器平均每11.5万捆损坏一次,超出了国家标准和设计要求。     

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。     

基于数据融合技术的牧草打捆机控制系统设计

针对现有的牧草打捆机普遍存在的生产效率较低、工作可靠性一般及核心零部件缺乏创新等问题,设计研发了基于多传感器数据融合技术的牧草打捆机控制系统.系统以西门子PLC为核心控制器,安装有重量传感器、转速传感器、压力传感器,通过A/D转换模块将传感器采集的信号转换为modbus通讯协议的RS-485数据形式,由无线GPRS数传...     

大方草捆压捆机喂入机构运动分析与优化

以9YFD-2.0型大方草捆压捆机为例,探索其喂入机构的运动规律。通过初步确定的喂入机构基本参数,获得了两个喂入拨叉的机构简图,建立了位置、速度方程,并采用Mat Lab进行编程求解,分别得到两个喂入拨叉端点的运动轨迹。将利用Solid Works软件建立的三维实体模型导入ADAMS软件中,分别对两个喂入拨叉进行运动仿真模拟和分析,得到了喂入拨叉端点的运动轨迹及速度曲线,揭示了喂入机构的运动规律。同时,通过分析,考虑在二者不发生干涉且结构不发生改变的前提下,适当提高大喂入拨叉装置的高度。完成优化后,大方草捆压捆机的喂入量在原来的基础上有所增加,从而提高了大方草捆压捆机的压捆密度和质量。     

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。     

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。