穗茎兼收型玉米收获机茎秆收获装置的研制.doc

穗茎兼收型玉米收获机茎秆收获装置的研制玉米作为我国的主要粮食作物之一,其种植面积逐渐增加,同时产生大量的玉米秸秆有待于处理,因此玉米秸秆处理技术成为今后玉米收获机的研发重点。目前玉米秸秆处理方式主要有两种:一种是还田,一种是回收之后用作畜牧业饲料或工业原料等。目前玉米秸秆回收技术的研究稍落后于秸秆还田技术的研究,尤其是在玉米穗茎兼收技术上还很不成熟。本文研究了穗茎兼收型玉米收获机秸秆回收技术,收获机采用复式割台,其中秸秆收获割台采用往复式切割器切断,秸秆收集搅龙收集,单排多辊装置与过桥底板挤压喂入,滚筒式切碎器切碎和抛送筒抛送的设计方案,本研究的主要目标是研制出能够同时完成果穗和秸秆收获的穗茎兼收型玉米收获机。其具体研究工作如下:1、秸秆切断装置的研究首先,通过对比分析现有的四种茎秆切割装置的优缺点,决定采用结构简单,工作可靠,且具有自磨刃功能的往复式切割器切割茎秆,并建立了其三维模型。其次,对往复式切割器进行了理论分析,分析了往复式切割器的切割原理、运动参数和切割功率等,确定了往复式切割器的各技术参数范围。最后,运用ANSYS有限元分析软件对往复式切割器动刀进行了静力仿真分析,得出了往复式切断刀在正常切割状态和极限切割状态下的结构和应力变形云图,从云图可以看出,往复式切断刀能够承受各种玉米切割状态下的受力和变形,适合用来切割玉米秸秆。2、链耙式升运器的设计对秸秆由往复式切割器到秸秆收集搅龙的运动过程进行了分析,分析发现两者之间存在盲区,秸秆在运输过程中容易在秸秆收集搅龙处发生堵塞。为解决这一问题,在两者之间设计了链耙式升运器,并建立了三维模型进行干涉检测。整机制造完成以后进行了田间试验,试验发现,链耙式升运器的设计消除了往复式切割器和秸秆收集搅龙之间的盲区,达到了设计要求。3、单排喂入辊装置的研究首先分析比较了双层喂入辊结构和单层喂入辊结构的优缺点,采用结构简单、消耗功率少、使滚筒式切碎装置布局稳定的单排喂入辊机构喂入秸秆。喂入辊结构采用棘齿式辊型,第一喂入辊辊型为三角形,后面三个喂入辊辊型为等腰梯形,且前三个喂入辊直径相同,第四个喂入辊直径略小。确定喂入辊形状以后,绘制了二维图,并进行了UG三维建模。之后通过运动分析,确定四个喂入辊的运行速度采用从前往后依次增大的设计方案,通过田间试验发现,四个喂入辊的速度分别为170r/min、190r/min、354r/min、850r/min时喂入效果最好。4、滚筒式切碎器的研究分析比较了现有几种茎秆切碎器,采用滚筒式切碎器对茎秆进行切碎。建立了滚筒式切碎器的三维模型,并对滚筒式切碎器的设计参数进行了分析和优化,最后对滚筒式切碎器进行了田间试验。试验发现,在切碎器转速不变的情况下,滚筒式切碎器采用8把动刀设计时切碎效果较好,且利于碎茎秆的抛送作业。