油菜聯(lián)合收獲機梳脫式割臺設計與試驗.pdf

1、油菜是僅次于大豆的第二大世界性油料作物，2014年我國油菜種植面積達758.79萬公頃，占我國油料作物種植總面積的54.03％，油菜籽產量超過1477萬噸，約占我國油料作物總產量的42.12％。人工收獲油菜效率低、成本高，2014年我國油菜機械化收獲水平僅為25.32％，因此研制高效低耗低損的聯(lián)合收獲機對促進油菜產業(yè)發(fā)展具有重要的應用價值。本課題針對油菜植株生物學特性和成熟期果莢易炸裂的特點，探索性地研制了一種油菜聯(lián)合收獲機梳脫式割臺，

2、以期減少喂入量、提高適應性、降低油菜聯(lián)合收獲機功耗，為油菜聯(lián)合收獲機的結構設計提供新思路。主要研究內容包括:
　　(1)梳脫式割臺結構設計。在對國內外傳統(tǒng)聯(lián)合收獲機、梳脫式聯(lián)合收獲機研究現狀進行系統(tǒng)分析的基礎上，提出了梳脫滾筒與撥禾輪配合梳脫，以切割裝置、防飛濺罩殼等作為輔助的梳脫式收獲方式，確定了梳脫式割臺的工作原理和工作過程。
　　(2)開展了果莢機械物理特性試驗與分析。通過油菜果莢與莖稈連接處的拉伸試驗得到了該位置拉力

3、-位移曲線。試驗表明，油菜果莢在與植株脫離過程中存在明顯的預拉伸、彈性拉伸、屈服、斷裂四個階段;油菜果莢與莖稈連接處存在明顯的屈服力，屈服力最大值為16.0N，平均值為11.7N。
　　(3)提出了梳脫元件運動軌跡的地面投影對作物全覆蓋的設計原則。以重梳率、漏梳率為評價指標進行研究，得出了梳脫元件尺寸、排列方式、間距和傾斜角度對重梳率、漏梳率影響的變化規(guī)律。
　　(4)開展了關鍵部件結構設計和參數分析，確定了撥禾輪、梳脫滾筒

4、、切割裝置和防飛濺罩殼的結構參數和運動參數，明確了合理的參數組合，提出了根據不同油菜生長狀況調整主要工作部件相對位置和運動參數的約束方程。梳脫元件采用彈指式梳脫元件，彈指間距70mm，軸向彈指數量12根，彈指彎折角度160°，軸向傾角80°，有效伸出長度280mm;梳脫滾筒半徑355mm，轉速為240～340r/min。根據梳脫作業(yè)要求調整了撥禾輪結構參數和運動參數，撥禾輪軸心與梳脫滾筒軸心水平距離375mm，撥禾輪離地高度1300mm

5、，半徑310mm，轉速20～30r/min。確定了防飛濺罩殼的覆蓋范圍，后擋板與梳脫滾筒縱向距離650mm，相對高度450mm，上罩殼縱向覆蓋1000mm。
　　(5)提出了梳脫式割臺的油菜聯(lián)合收獲機整體設計，確定了整機結構、空間布局、工作過程和技術參數。梳脫式割臺的油菜聯(lián)合收獲機割幅0.9m，喂入量0.21～0.95kg/s，作業(yè)速度0.4～1.8m/s，作業(yè)效率0.13～0.58hm2/h，發(fā)動機功率7.5kW，采用履帶式行走

6、裝置，滿載時接地壓強為9.2kPa。
　　(6)開展了梳脫滾筒、撥禾輪與割臺氣流場特性的仿真分析。仿真結果表明，梳脫滾筒與撥禾輪的運動參數匹配合理，理論上可以實現撥禾、撥倒、梳脫、抽離等工序;梳脫滾筒結構設計、參數選擇、材料選擇合理，可以滿足梳脫式收獲工作需要。氣流場仿真結果表明，弧形罩殼比方形罩殼具有更好的氣流場特性，主要體現在:弧形罩殼割臺內部氣壓略低于標準大氣壓，有利于抓取作物、滯留脫下物，可有效減少回帶損失、飛濺損失;弧形