鋸盤式秸稈粉碎還田機(jī)研制與試驗(yàn)

【摘要】：目前廣泛應(yīng)用的玉米秸稈粉碎還田機(jī)主要有錘爪式、Y型甩刀式和直刀式，工作中經(jīng)常帶土粉碎，錘爪、刀片磨損嚴(yán)重，導(dǎo)致功耗增大，粉碎質(zhì)量下降。為此，在山東省小麥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系經(jīng)費(fèi)資助下，借鑒稻麥聯(lián)合收獲機(jī)鋸盤式秸稈切碎裝置的工作原理，研制了鋸盤式玉米秸稈粉碎還田機(jī)。 通過調(diào)查分析現(xiàn)有玉米秸稈粉碎還田機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)，確定了鋸盤式玉米秸稈粉碎還田機(jī)的設(shè)計(jì)方案。整機(jī)主要由莖稈切割滾刀、撿拾器、主動(dòng)鋸盤、從動(dòng)鋸盤、動(dòng)力傳遞系統(tǒng)、機(jī)架等組成。工作時(shí)，先由滾刀將玉米莖稈從根部割斷，玉米莖稈經(jīng)撿拾器喂入鋸盤刀。主、從鋸盤刀反向旋轉(zhuǎn)，將喂入的秸稈剪切、粉碎后均勻拋撒到地表，一次可粉碎3行玉米。由于秸稈離地切碎，鋸盤起到了支撐作用，所以鋸盤磨損較輕，機(jī)器功耗也有所降低。 在分析研究稻麥聯(lián)合收獲機(jī)秸稈切碎還田裝置結(jié)構(gòu)和工作參數(shù)的基礎(chǔ)上，擬定了鋸盤刀設(shè)計(jì)方案。鋸盤刀為直刃平板式，分主動(dòng)鋸盤和從動(dòng)鋸盤。主動(dòng)鋸盤共有28片，從動(dòng)圓盤刀56片，通過螺栓和間隔套管分別固定在主、從刀軸上。主動(dòng)鋸盤間隔50mm，從動(dòng)鋸盤與主動(dòng)鋸盤交錯(cuò)排列，以保證秸稈切段的均勻性。采用鋸盤式切割器，結(jié)構(gòu)簡單，維修更換方便。鋸盤的抓取能力和切碎能力強(qiáng)、工作平穩(wěn)，克服了錘爪、甩刀沖擊力大、載荷波動(dòng)、功耗高等缺點(diǎn)，且重切、漏切率低、切碎長度均勻，對(duì)不同含水量的秸稈具有較好的適應(yīng)性。 為了避免帶土切碎，在鋸盤前面設(shè)計(jì)了彈齒式撿拾器，主要由彈齒、軌道和彈齒滾筒等組成。為了優(yōu)化撿拾器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)，采用虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)方法，并使用Pro/Mechanica模塊，對(duì)彈齒進(jìn)行疲勞分析和運(yùn)動(dòng)仿真，獲得彈齒速度、加速度和軌道受力等變化曲線，分析了參數(shù)之間的關(guān)系及影響，提高了設(shè)計(jì)精度和研制效率。撿拾器工作時(shí)可隨地表浮動(dòng)，確保不帶土、不漏拾，提高秸稈還田的質(zhì)量。 在對(duì)整機(jī)和關(guān)鍵零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算和仿真分析的基礎(chǔ)上，繪制了樣機(jī)圖樣，并在山東省泰安市豐泰機(jī)械有限公司進(jìn)行了樣機(jī)試制，在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗(yàn)站對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了田間試驗(yàn)。結(jié)果表明，樣機(jī)主要性能指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。針對(duì)撿拾器彈齒、滑道的制作以及整體裝配質(zhì)量差、試驗(yàn)中經(jīng)常出現(xiàn)故障的問題，設(shè)計(jì)了定齒對(duì)輥式撿拾器，并結(jié)合現(xiàn)有還田機(jī)秸稈粉碎機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，完成了樣機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì)。 【關(guān)鍵詞】：玉米秸稈 還田機(jī) 撿拾器 鋸盤刀
【學(xué)位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：S224.29
【目錄】：

• 中文摘要7-8
• Abstract8-10
• 1 引言10-17
• 1.1 研究目的和意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 國內(nèi)秸稈還田機(jī)現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 國外秸稈還田機(jī)現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 我國秸稈還田機(jī)的發(fā)展方向14-15
• 1.3 課題的主要研究內(nèi)容15
• 1.4 研究方法與技術(shù)路線15-17
• 1.4.1 研究方法15
• 1.4.2 技術(shù)路線15-17
• 2 鋸盤式玉米秸稈還田機(jī)的設(shè)計(jì)17-46
• 2.1 總體方案17-18
• 2.1.1 整機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理17-18
• 2.1.2 主要工作參數(shù)18
• 2.2 滾刀的設(shè)計(jì)18-22
• 2.2.1 滾刀的結(jié)構(gòu)18-19
• 2.2.2 滾刀工作原理19-22
• 2.3 撿拾器設(shè)計(jì)22-32
• 2.3.1 撿拾器的研究現(xiàn)狀22-23
• 2.3.2 撿拾器設(shè)計(jì)方法23-24
• 2.3.3 撿拾器的結(jié)構(gòu)與工作原理24-25
• 2.3.4 軌道的設(shè)計(jì)25-26
• 2.3.4.1 軌道的設(shè)計(jì)參數(shù)25-26
• 2.3.4.2 軌道內(nèi)彈齒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)26
• 2.3.5 彈齒的設(shè)計(jì)26-29
• 2.3.5.1 彈齒的計(jì)算26-27
• 2.3.5.2 彈齒的疲勞分析27-29
• 2.3.6 撿拾器運(yùn)動(dòng)仿真29-32
• 2.3.6.1 撿拾器仿真目的29
• 2.3.6.2 仿真軟件簡介29-30
• 2.3.6.3 撿拾器仿真分析30-32
• 2.4 切碎裝置的設(shè)計(jì)32-44
• 2.4.1 切割原理33
• 2.4.2 鋸盤刀33-40
• 2.4.3 鋸盤刀刀軸的設(shè)計(jì)與分析40-44
• 2.4.3.1 鋸盤刀軸的參數(shù)40-41
• 2.4.3.2 鋸盤刀軸的強(qiáng)度計(jì)算41-42
• 2.4.3.3 鋸盤刀軸固有頻率分析42-44
• 2.5 動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)44-46
• 2.5.1 傳動(dòng)方案確定44
• 2.5.2 皮帶輪的選擇及傳動(dòng)比計(jì)算44-46
• 3 樣機(jī)試制與試驗(yàn)46-53
• 3.1 樣機(jī)試制46
• 3.2 樣機(jī)田間試驗(yàn)46-53
• 3.2.1 田間試驗(yàn)?zāi)康?/span>46-47
• 3.2.2 樣機(jī)田間試驗(yàn)條件47
• 3.2.3 剪切長度合格率試驗(yàn)47-49
• 3.2.3.1 試驗(yàn)方法47-48
• 3.2.3.2 試驗(yàn)結(jié)果48
• 3.2.3.3 試驗(yàn)結(jié)果分析48-49
• 3.2.4 留茬高度試驗(yàn)49-50
• 3.2.4.1 留茬高度試驗(yàn)方法49
• 3.2.4.2 試驗(yàn)結(jié)果49-50
• 3.2.5 剪切長度均勻性試驗(yàn)50-53
• 3.2.5.1 試驗(yàn)測定方法50-51
• 3.2.5.2 田間試驗(yàn)測試數(shù)據(jù)51-53
• 4 樣機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì)53-61
• 4.1 總體方案53-54
• 4.2 喂入裝置的設(shè)計(jì)54-56
• 4.2.1 喂入裝置結(jié)構(gòu)與工作原理54-56
• 4.2.1.1 喂入裝置計(jì)算54-56
• 4.3 粉碎裝置的設(shè)計(jì)56-61
• 4.3.1 粉碎裝置結(jié)構(gòu)56
• 4.3.2 L 型甩刀仿真分析56-58
• 4.3.3 甩刀布置方案58-61
• 5 結(jié)論與展望61-62
• 5.1 結(jié)論61
• 5.2 創(chuàng)新點(diǎn)61
• 5.3 展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-66
• 附錄66-68
• 致謝68-69
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文情況69

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