履帶式再生稻收割機(jī)底盤(pán)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn).pdf

1、再生稻是在收獲時(shí)割取其稻株穗頭和莖稈，留下1/3稻樁和地下根系，讓其抽穗二次成熟的一季水稻。再生稻能夠提高稻田單位面積的產(chǎn)量，增加農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入，故近年來(lái)在中國(guó)水稻種植區(qū)得到廣泛推廣。但由于再生稻頭季收割有低碾壓、高留茬及濕泥腳田作業(yè)等農(nóng)藝要求，現(xiàn)有水稻收割機(jī)技術(shù)難以滿(mǎn)足，致使其推廣受到限制。針對(duì)上述研究背景及再生稻收獲要求，本文以減少底盤(pán)對(duì)留茬碾壓率及增強(qiáng)再生稻收割機(jī)田間通過(guò)性為目的，基于履帶式車(chē)輛設(shè)計(jì)理論，設(shè)計(jì)了一臺(tái)全履帶式再生稻收割

2、機(jī)底盤(pán)，并對(duì)其進(jìn)行性能試驗(yàn)及功率測(cè)試，主要研究?jī)?nèi)容及成果如下:
　　(1)全履帶式再生稻收割機(jī)碾壓率計(jì)算分析。基于履帶式車(chē)輛設(shè)計(jì)理論，以割幅Z、軌距B、履帶接地長(zhǎng)度L、履帶寬度b、轉(zhuǎn)向半徑R0、底盤(pán)中心軸線(xiàn)與割臺(tái)割刀縱向距離X為影響因素，建立了全履帶式再生稻收割機(jī)行走底盤(pán)結(jié)構(gòu)模型及其田間直行轉(zhuǎn)彎碾壓模型，以種植行距i、株距c、穴徑br的水稻為對(duì)象，對(duì)上述各參數(shù)對(duì)碾壓率的影響規(guī)律進(jìn)行了分析，結(jié)果表明:其他參數(shù)相同條件下，直行時(shí)，碾壓

3、率δ1與隨割幅Z與履帶寬度b的比值增加而減小;轉(zhuǎn)彎時(shí)，全履帶式再生稻收割機(jī)碾壓率δ2隨轉(zhuǎn)向角度θ增大而減小，隨轉(zhuǎn)向半徑R0的增大而減小;碾壓率不受底盤(pán)中心軸線(xiàn)與割臺(tái)割刀縱向距離X的影響;軌距B以及割幅Z與軌距B之差為行距和株距的公倍數(shù)時(shí)有利于減少碾壓率;在相同接地比壓條件下，割幅Z增加有利于減少碾壓率。為減少碾壓率，全履帶式再生稻收割機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，在滿(mǎn)足接地比壓前提下，應(yīng)減少履帶寬度b和接地長(zhǎng)度厶增大割幅Z，軌距B取行距和株距的公倍數(shù)，

4、割幅Z與軌距B之差為行距和株距的最小公倍數(shù)，采用回轉(zhuǎn)式行走路徑;結(jié)合田塊形狀與面積，優(yōu)先選用較大轉(zhuǎn)向半徑R0;在農(nóng)藝上，建議水稻種植行距與株距有整數(shù)倍關(guān)系。該研究為全履帶式再生稻收割機(jī)行走底盤(pán)的設(shè)計(jì)與田間行走方案的確定提供了參考依據(jù)。
　　(2)全履帶式再生稻收割機(jī)機(jī)動(dòng)性能分析。對(duì)全履帶式機(jī)車(chē)行駛原理進(jìn)行分析，并分析其行駛速度與履帶式行走裝置參數(shù)及運(yùn)動(dòng)參數(shù)之間的關(guān)系;其次，對(duì)全履帶式機(jī)車(chē)轉(zhuǎn)向原理、轉(zhuǎn)向力學(xué)及轉(zhuǎn)向條件進(jìn)行分析;最后，

5、對(duì)全履帶式機(jī)車(chē)越溝過(guò)坎能力進(jìn)行分析。該分析研究結(jié)論能對(duì)全履帶式再生稻收割機(jī)底盤(pán)行走裝置設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
　　(3)全履帶式再生稻收割機(jī)底盤(pán)總體設(shè)計(jì)?；谀雺郝史治黾叭膸降妆P(pán)機(jī)動(dòng)性能分析結(jié)果，以履帶式車(chē)輛設(shè)計(jì)理論及機(jī)械設(shè)計(jì)理論為基礎(chǔ)，結(jié)合再生稻收獲作業(yè)田間作業(yè)環(huán)境與特點(diǎn)，以Pro/E、CAD等軟件為工具，對(duì)履帶式再生稻收割機(jī)底盤(pán)行走系，操縱系、傳動(dòng)系進(jìn)行設(shè)計(jì)，并加工試制樣機(jī)。
　　(4)全履帶式再生稻收割機(jī)底盤(pán)測(cè)試平臺(tái)搭建。

6、本文基于扭矩傳感器建立功率測(cè)試平臺(tái)。在電源提供方面，該測(cè)試平臺(tái)以12V直流電瓶為電源，并以12-220V逆變器將12V直流電變?yōu)?20V交流電，用以為扭矩功率儀提供電力，扭矩功率儀外供電壓給扭矩傳感器供電。在測(cè)試方法方面，該測(cè)試平臺(tái)由扭矩功率儀將扭矩與轉(zhuǎn)速信號(hào)傳遞給扭矩功率儀，扭矩功率儀實(shí)時(shí)顯示扭矩、功率及轉(zhuǎn)速值，并將該值通過(guò)M400數(shù)據(jù)采集軟件傳遞給計(jì)算機(jī)保存。所采取的測(cè)試方法能較為準(zhǔn)確地獲取全履帶式再生稻收割機(jī)底盤(pán)平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)的功率數(shù)

7、據(jù)，測(cè)試方案能直接獲取驅(qū)動(dòng)履帶底盤(pán)所需驅(qū)動(dòng)功率。
　　(5)選取水泥地面及田間對(duì)全履帶式再生稻收割機(jī)底盤(pán)進(jìn)行性能試驗(yàn)。主要為水泥地面上測(cè)試行駛速度及直行偏駛率，田間測(cè)試以不同速度及不同質(zhì)量為影響因素下的底盤(pán)行駛功耗，并測(cè)試其轉(zhuǎn)向功耗及轉(zhuǎn)向角速度。試驗(yàn)結(jié)果顯示:1)水泥地面上測(cè)試不同檔位下實(shí)際最高行駛速度分別為Ⅰ檔1.120m/s、Ⅱ檔1.403m/s、Ⅲ檔1.957m/s，且均小于理論最高行駛速度;水泥路面上測(cè)試其直行偏駛率為4.

8、93％，小于國(guó)標(biāo)GB/T15370.4-2012《農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)通用技術(shù)條件第4部分:履帶拖拉機(jī)》中規(guī)定的6％。2）在平均土壤堅(jiān)實(shí)度為383kPa(深度150mm)，平均土壤濕基含水率為25.98％（深度100-150mm）的田間進(jìn)行試驗(yàn)。測(cè)試底盤(pán)質(zhì)量一定（2200kg），不同速度水平(0.6、0.8和1.0m/s)下的直行功耗;測(cè)試直行速度一定（1m/s），不同質(zhì)量水平（1400kg、1600kg、1800kg、2000kg和2200kg