切割厚度可調(diào)甜菜切頂機構(gòu)的機理分析與優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、甜菜是制糖工業(yè)中僅次于甘蔗的重要糖料來源。甜菜露出土壤外的青頂中含有較多的氮元素，對制糖工藝產(chǎn)生有害的影響，因此切頂是甜菜收獲過程中的重要環(huán)節(jié)。甜菜切頂機構(gòu)是甜菜收獲機的關(guān)鍵部件，其性能好壞直接影響甜菜收獲質(zhì)量?，F(xiàn)有的甜菜切頂機構(gòu)不能在收獲機作業(yè)過程中調(diào)節(jié)青頂?shù)那懈詈穸?，易出現(xiàn)大甜菜少切、小甜菜多切現(xiàn)象，導(dǎo)致甜菜切頂不能滿足制糖工藝要求，且造成甜菜資源浪費，減少種植戶收益。為此，本文提出一種新型切割厚度可調(diào)甜菜切頂機構(gòu)，在對其工作機理進

2、行分析的基礎(chǔ)上，優(yōu)化了機構(gòu)參數(shù)，并通過ADAMS虛擬樣機進行了仿真試驗。研究結(jié)果對研制具有自主知識產(chǎn)權(quán)的甜菜收獲機、提高我國甜菜收獲的機械化水平具有一定的理論價值和現(xiàn)實意義。
　　本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　1)分析了切割厚度可調(diào)甜菜切頂機構(gòu)切割厚度調(diào)節(jié)的工作機理，建立了切頂機構(gòu)的運動學(xué)模型;根據(jù)甜菜實物建立了甜菜青頂輪廓的數(shù)學(xué)模型。
　　2)為減少切割阻力，降低機器能耗，基于滑切和削切原理提出一種切刀調(diào)節(jié)機構(gòu)

3、，建立了該機構(gòu)的運動學(xué)模型，并基于VB軟件通過編程分析其運動特性。
　　3)基于VB6.0編寫了切割厚度可調(diào)甜菜切頂機構(gòu)的運動學(xué)計算機輔助分析與優(yōu)化仿真軟件，分析甜菜切頂機構(gòu)各參數(shù)對切頂軌跡及切割厚度的影響;針對切割厚度可調(diào)甜菜切項機構(gòu)參數(shù)優(yōu)化的目標，利用該軟件的人機交互功能，尋求到切頂機構(gòu)的一組較優(yōu)參數(shù):機架離地高度H=570mm，厚度調(diào)節(jié)鏈輪傳動比k=1/2.4，仿形輪節(jié)圓半徑Rf=180mm，齒輪節(jié)圓半徑Rc=100mm，擺

4、臂長度L1=520mm，使大小甜菜青頂均能得到合理的切割。
　　4)為避免仿形輪在運動過程中打滑或仿形失真，建立了仿形輪速度與牽引速度比值的優(yōu)化模型，利用Matlab軟件基于遺傳算法對仿形輪線速度v和甜菜切頂機構(gòu)的牽引速度v1及其比值進行優(yōu)化，優(yōu)化結(jié)果為:仿形輪線速度為v=0.8984m/s，機構(gòu)牽引速度為v1=0.6134m/s，二者比值為v/v1=1.46，優(yōu)化結(jié)果精確于經(jīng)驗值。
　　5)利用優(yōu)化所得的各機構(gòu)參數(shù)，基于U