玉米摘穗-茎秆切碎复合型收获装置比较分析研究

通过对玉米摘穗-茎秆切碎一体化技术进行研究,对甩刀式、拉茎刀辊式和圆盘刀辊式3种玉米摘穗-茎秆切碎复合型收获装置进行技术性能数据分析,比较其优缺点,提出我国需要大力发展玉米摘穗-茎秆切碎一体化技术,并重点研制推广拉茎刀辊式和圆盘刀辊式玉米摘穗-茎秆切碎复合型玉米收获机。     

玉米摘穗机构低断茎拉茎刀辊设计与试验

拉茎辊与摘穗板组合式摘穗机构收获时效率高、损失小,但是容易引起茎秆折断导致收获含杂率升高,针对此问题,分析了含杂产生的原因,对拉茎刀辊式结构进行了改进,在刀辊之间添加一个L型凸棱辅助下拉茎秆,保证工作过程中对茎秆的连续竖直下拉。通过理论分析计算和计算机模拟的方法,确定了改进后结构的基本参数并进行了试制加工。选取3种不同型式的摘穗机构（4刀片式拉茎辊和固定式摘穗板、4刀片式拉茎辊和间隙可调式摘穗板及新型低断茎拉茎刀辊和间隙可调式摘穗板）为试验因素进行了台架试验。试验结果表明,不同型式的摘穗机构对收获含杂率的影响不显著,但是不同型式拉茎刀辊对收获含杂率影响显著;结合间隙可调式摘穗板和低断茎拉茎刀辊,收获含杂率相比传统机构能够降低1.85个百分点;其中间隙可调式摘穗板和低断茎拉茎刀辊对含杂率降低的贡献分别为67.0%和33.0%;采用低断茎拉茎刀辊和间隙可调式摘穗板摘穗机构收获含杂率最小,仅为1.45%,满足国标规定要求。     

穗茎兼收型玉米收获机对刀式拉茎辊的设计

为解决南疆农作物茎秆饲料收获时高果穗含杂和籽粒破碎的问题,设计了一种四棱刀对刀拉茎辊.以茎秆喂入摘穗板-拉茎辊组合摘穗装置的方式,选取刀片式拉茎辊,基于刀片式拉茎辊的工作原理,对拉茎辊进行结构设计.为验证刀对刀拉茎辊的设计合理性,以果穗含杂率和籽粒破碎率为试验指标,进行田间试验,结果表明:果穗含杂率为0.5％,籽粒破碎...     

穗茎兼收型玉米联合收获机的设计与试验

通过对现有玉米联合收获机的研究分析,确定了立辊式摘穗、立式切刀和立式灭茬的方案。此方案能完成玉米茎秆切断和夹持喂入摘穗辊摘穗,再经切碎辊刀切碎茎秆,茎秆切碎后由抛送装置抛送入车,留茬由灭茬装置粉碎还田。     

摘穗与秸秆粉碎复式作业机构设计与试验

设计了一种摘穗与秸秆粉碎复式作业机构.该机构主要由摘穗板、一对拉茎辊和一个切割刀辊组成.拉茎辊带有凸棱,凸棱上按一定间隔设有开口,切割刀辊上装有缺口圆盘刀片,刀片与拉茎辊凸棱的开口配合,茎秆下拉时,切割刀辊将茎秆切碎,一套机构实现摘穗和秸秆切碎2个功能.建立了茎秆下拉运动方程,分析了茎秆在机构间的运动规律,理论上证明了茎秆下拉的运动轨迹具有较好的直线度.初步试验表明,该机构的摘穗效果良好,籽粒损伤率和果穗损失率低、茎秆折断减少,功耗是摘穗机构与秸秆切碎机构分置时的35％,节能效果显著.     

新型穗茎兼收玉米联合收获机割台的研究

为改善玉米收获机的秸秆切碎效果和果穗收集效果,对保有量相对较多的两行卧辊式玉米割台进行改造。在左右摘穗辊的正下方各安装旋转方向相反的切碎刀。采用下刮板式果穗升运器使得果穗升运器整体上移．其正下方有足够空间安装秸秆升运器。两行摘穗辊共用一个果穗升运器,同时两个切碎刀也共用一个秸秆升运器。切碎的秸秆在旋转形成的旋风作用下,吹落到下刮式升运器上,并通过它将切碎秸秆输送到玉米割台后部的横向搅龙,再将秸秆输送到抛送器将秸秆回收,实现了穗茎兼收功能。     

卧式切碎装置切碎效果的试验研究

为了提高玉米收获过程中茎秆切碎合格率,采用正交试验、因素互作试验相结合的方式,对其影响因素进行了分析和优选,研究了因素间相互作用关系。试验表明,切碎效果较佳时各项参数为:割刀开始切碎位置位于强制拉茎段起始前端,喂入位置偏向摘穗辊高辊一侧,行进速度为1~1.2m/s,割刀的转速为2 000r/min,摘穗辊转速为700r/min;摘穗辊转速分别与喂入速度和割刀转速存在交互作用。     

玉米收获机拉茎辊的改进设计

针对摘穗板-拉茎辊组合式摘穗装置在玉米收获过程中存在的问题,对拉茎辊进行改进设计。改进后的拉茎辊叶片轴采用无缝钢管经模具拉伸成型,整个叶片轴是一体的,叶片棱面为圆弧结构,并且将叶片轴后端与销轴连接的卡槽尺寸加大,加装金属耐磨套。该改进方案解决了传统拉茎辊易开焊、振动大、寿命短等问题。利用Solid Works软件对改进后拉茎辊进行有限元分析得知:应力和最大应变主要分布在拉茎辊后端的U型槽内,最大位移分布在叶片棱上,都在材料的变化范围内,改进方案合理。     

4LZ-3型自走式玉米联合收获机摘穗台工作参数的确定

介绍了在4LZ型自走式玉米联合收割机的设计中摘穗台工作参数的确定。经计算拉茎辊长度为658m m,拉茎辊工作倾角为22°,拨禾链线速度为1.369m/s,拉茎辊圆周线速度为4.87m/s,拉茎辊同时拉茎秆株数为2株,上述参数满足了生产要求。     

中小型穗茎兼收玉米联合收获机的设计与试验

为满足我国中小地块玉米种植区和丘陵地区畜牧业发展对玉米茎秆饲料的需求,依据该区域玉米种植地块特点和当地既对玉米果穗要求收获作为粮食、又要求收获茎秆作为青黄贮饲料的需要,设计开发了三行自走式穗茎兼收玉米联合收获机.该机创新实现了摘穗辊式摘穗割台与往复式切割器和组合式拨轮的配合、茎秆搅龙的集中输送和防缠绕、多个单辊组合式喂入机构浮动可调、切碎机与抛掷器的大角度衔接、抛掷器自动调节等多项先进技术,整机采用双层割台结构,分别独立可调,辊式摘穗,上层割台收获玉米果穗,下层割台采用往复式割刀组合拨轮机构收获玉米秸秆,在一台机器上实现玉米果穗收获、集箱,玉米秸秆切碎回收为饲料和工业用原料的不同功能.通过试验表明,该机满足了市场对玉米果穗收获和玉米秸秆回收青黄贮作为饲料和工业用原料以及生物发电原料收集的需要,大大提高了玉米联合收获机的跨区作业适应能力,促进了玉米秸秆资源的有效利用.     

玉米收获机割台砍劈式茎秆粉碎装置设计与试验

在保证玉米秸秆粉碎长度合格率的前提下,为了增加茎秆的破碎程度、加快秸秆还田后的分解速率,基于玉米茎秆的力学特性,设计了一种可以安装在玉米收获机割台下方的茎秆粉碎装置。通过理论分析得到影响粉碎效果的作业参数和结构参数,选取茎秆粉碎装置的刀轴转速、安装角、刀尖倾角为试验因素,以秸秆粉碎长度合格率和秸秆破碎率作为评价指标,进行了单因素及二次正交旋转组合试验。采用响应曲面法对试验结果进行分析,运用Design-Expert软件的多目标优化算法进行参数优化。结果表明:各因素对秸秆粉碎长度合格率的影响程度由大到小依次为:刀轴转速、刀尖倾角、安装角,各因素对秸秆破碎率的影响程度由大到小依次为:刀轴转速、安装角、刀尖倾角;该装置最优参数组合为:刀轴转速1 090 r/min、安装角41°、刀尖倾角83°。田间验证试验表明,秸秆粉碎长度合格率和秸秆破碎率分别达到90.21%和85.78%,远高于目前甩刀式茎秆粉碎装置的作业效果。     

立辊式玉米摘穗与茎秆切碎装置的设计

为了满足玉米联合收获机穗茎兼收的要求,提出立辊式玉米摘穗与茎秆切碎装置以及3段式摘穗辊结构和摘穗辊各段长度的计算公式,确定了主要参数选择的依据及应用范围。经试验和应用,证明结构设计合理,效果良好。     

玉米收获机板式摘穗割台损失率和断茎秆率优化试验

基于有效降低玉米收获机板式摘穗割台的损失率和断茎秆率,寻找拉茎辊转速、割台高度和机器前进速度3个作业参数的最优匹配值,应用SAS软件对3因素进行了响应面设计和分析,并结合ANSYS软件分析玉米秸秆在拉茎辊中径向压缩和弯曲变形。研究结果表明:在搜索半径为1时,损失率岭脊分析的最大和最小响应值为5.19%和2.36%,损失率和断茎秆率的回归模型决定系数分别为0.84和0.9;断茎秆率岭脊分析的最大和最小值分别为14.3%和10.3%。与长轴方向相比,短轴方向的压缩极容易把玉米秸秆掐断,导致秸秆堵塞在割台上的概率增大。试验结果为玉米机械化收获技术的发展提供了理论基础。      

锥辊式玉米秸秆揉搓装置的设计

分析了玉米秸秆特性和揉搓机理,利用三维设计软件开发了锥辊式玉米秸秆揉搓装置。该装置主要由集料斗、锥辊、花键轴及斜齿轮等组成,与锤片式玉米秸秆揉搓装置相比,其结构有所简化。简述了揉搓纹杆的成形原理,给出了揉搓纹杆的平面曲线方程。对玉米秸秆揉搓过程中秸秆空间运动规律及受力情况进行了分析,并建立了玉米秸秆揉搓过程的空间几何模型。通过对秸秆运动过程仿真实现算法的设计,在Matlab环境下进行了虚拟试验,进一步优化了样机的结构参数和运动参数。经样机试制与试验,对其作业性能进行了测试,证明了其工作有效性。     

不对行玉米收获机割台扶禾装置的分析与仿真

为解决玉米收获机不对行收获问题,研发一种新型玉米收获机不对行割台。本割台主要由分禾器、茎秆切割装置、摘穗装置和扶禾装置组成。扶禾装置能有效避免因行距不适所造成的推倒拉断等现象。茎秆喂入过程分为聚拢和脱出两个过程,通过ADAMS对脱出过程进行仿真分析确定了关键参数,为割台的设计提供了依据。     

秸秆铺放式玉米收获机设计

阐述了秸秆铺放式玉米收获机的设计思想和设计原理,介绍了整机、传动系统及主要工作部件的结构设计及技术特点。设计了秸秆铺放器,给出其二级传动方案,最大限度地简化了传动路线,降低了功耗,提高了传动的可靠性。该机可一次性完成摘穗、果穗输送、剥皮、集箱和秸秆切碎成条铺放等工作。田间试验和检测证明,该机符合国家相关标准,并通过了山东省农机试验鉴定站和科技成果鉴定。      

基于超声波传感器的割台高度控制系统设计

传统联合收割机割台利用机械仿形机构或人工方法来调整工作高度,其实时性和准确性较差,且不能进行割台高度数据的获取和分析.为了适应联合收割机智能化的发展要求,设计了基于超声波传感器的割台高度控制系统.该系统以AT89C52单片机为控制中心,通过液晶显示模块LCM1602动态显示割台高度.采用此系统可在工作过程中全程监控联合收割机的割台变化情况,并能简化联合收割机的机构,提高其自动化程度.     

穗状玉米测产系统设计与试验

设计了由产量监视器、速度传感器、产量传感器、差分全球定位系统(DGPS)、割台高度传感器、升运器转速传感器和玉米果穗导向装置组成的穗状玉米测产系统,并应用该系统进行田间测产试验。收获作业前抽样测量玉米果穗的粒穗比和含水率;玉米收获机工作时,以割台高度传感器作为逻辑开关,割台收获玉米果穗,通过导向装置使玉米果穗以相同速度冲击产量传感器;产量传感器将冲量转化为电信号,并传给产量监视器;产量监视器融合产量、速度、升运器转速及DGPS信息计算出当前小区产量并存储在扩展名为.vld的文件中,应用自行研制的农业空间信息采集与应用系统(DCAS)可绘制收获产量图。2009年秋季应用该系统进行田间玉米收获实时测产,田间试验数据表明该系统测产平均相对误差为18.11%。     

牧神4YZB-1800型自走式玉米联合收获机的研制

针对中原地区玉米种植采收特点,设计了牧神4YZB-1800型自走式玉米联合收获机。该机采用全幅式割台,解决了玉米不对行收获的难题,并进一步优化剥皮机参数设置,同时应用电子监测装置,确保整机的稳定运行。      

油葵收获割台工作性能仿真及试验研究

为研究油葵收获割台在工作过程中的性能与可靠性,得到该割台正常工作时的关键参数,利用SOLIDWORKS对割台进行三维参数化建模并导入ADAMS中进行运动学仿真,得到收获时茎秆受力和摆动程度的仿真结果并进行正交组合分析,仿真和分析结果表明:割台正常工作最优参数的组合是拉茎辊转速800 r/min、机器的行驶速度2.12 km/h、拉茎间隙10 mm、拉茎辊的倾角20°,同时往复切割刀的切割速度2 m/s时茎秆的受力最小,通过田间试验发现整个收获过程籽粒损失率≤3%,喂入输送绞龙的茎秆较短,收获可靠性较好,结果表明该割台适合油葵的机械化收获。