錘片式棉秸稈粉碎還田與膜稈分離機理的研究.pdf

1、作物收獲后當(dāng)年使用的地膜的強度相對較高,且在地表連成一片,是機械化回收殘膜的理想時期,但作物收獲后殘留的秸稈對殘膜回收有較大影響,需作秸稈粉碎或秸稈與待收殘膜分離。針對上述問題,設(shè)計了錘片式棉秸稈粉碎與膜稈分離裝置,制作出樣機。采用理論分析、虛擬仿真、模態(tài)分析和實驗等方法對秸稈粉碎還田與膜稈分離裝置分析和研究,通過田間試驗檢驗了機具的整機工作性能,工作參數(shù)確定的合理性,找出樣機在膜稈分離過程中存在的問題,并對樣機進行優(yōu)化改進。
　

2、　首先,通過田間實地調(diào)研,得到秋后棉稈的田間分布狀況,測得棉稈高度、直徑及空間體征;通過對棉稈剪切試驗,得出了不同含水率、不同木質(zhì)化程度和不同剪切模量對棉稈剪切性能的影響;棉稈含水率在17.69％-28.14%范圍內(nèi),剪切強度相對較低,最低為6.1MPa,但當(dāng)含水率超過30.16%或低于12.8%時,剪切強度隨之變大,最大為35.1MPa;木質(zhì)化程度、剪切模量與剪切強度呈正相關(guān),含水率和切割位置對剪切功的影響較大。
　　其次,對秸

3、稈粉碎還田與膜稈分離裝置進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計及參數(shù)確定:
　　1)刀軸的直徑為152 mm,刀軸轉(zhuǎn)速n1=1800-2000 r/min;
　　2)在θ=45°和90°的位置安裝了兩排定刀,定刀的高度為40 mm,定刀之間的排列間距為35 mm;
　　3)秸稈粉碎裝置喂入口高度H=180-220 mm、留茬高度h=55-80 mm時秸稈喂入性能最好,且根茬較低;
　　4)刮板的高度為h=60 mm,兩刮板間的排列間距d

4、=450 mm,刮板個數(shù)n=9;5)秸稈輸送部分的工作傾角為40°,刮板轉(zhuǎn)速n2=125-150 r/min,刮板的卸料開口長度l=300 mm。
　　再次,運用Slidworks軟件對錘片式棉秸稈粉碎與膜稈分離裝置進行了三維建模,完成了整機的虛擬裝配;運用Adams軟件對刀輥軸端力、甩刀的軌跡進行仿真,運用solidworks simulation對動刀片的強度、刀軸模態(tài)進行了分析;得出甩刀工作時其最大應(yīng)力發(fā)生在刀片彎折處,當(dāng)載

5、荷加載于刀片邊緣處時應(yīng)力比根部較大,但其最大應(yīng)力遠小于其屈服強度;刀輥皮帶輪對轉(zhuǎn)軸部件有較大的影響,在實際應(yīng)用中應(yīng)對此加以考慮,刀輥的工作頻率和皮帶傳動引起的振動頻率都遠離其第1階固有頻率,以上兩因素不會對刀輥的共振產(chǎn)生影響。
　　最后,通過正交試驗確定了機具工作參數(shù)的最優(yōu)組合,在留茬高度小于100mm的情況下,機具前進速度vm=1.39 m/s,刀輥轉(zhuǎn)速n1=2000 r/min,刮板轉(zhuǎn)速n2=125-150 r/min時,膜稈