【摘 要】
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蓖麻是一种经济价值极高且市场需求极大的油料作物,但在实际生产加工过程中,收获一直是亟待解决的问题。随着蓖麻产业的发展,以机械代替手工收获的方式,对于提高蓖麻收获效率具有重要意义。本文根据现有农业物料收获机械收获原理并结合蓖麻植株生长特点,设计了一种斜置双弹齿滚筒式的蓖麻收获机,主要研究内容如下:(1)测量蓖麻物理特性参数,其中包括统计分析蓖麻蒴果生长规律、蓖麻主茎秆直径分布规律,测量蓖麻植株最大生
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蓖麻是一种经济价值极高且市场需求极大的油料作物,但在实际生产加工过程中,收获一直是亟待解决的问题。随着蓖麻产业的发展,以机械代替手工收获的方式,对于提高蓖麻收获效率具有重要意义。本文根据现有农业物料收获机械收获原理并结合蓖麻植株生长特点,设计了一种斜置双弹齿滚筒式的蓖麻收获机,主要研究内容如下:(1)测量蓖麻物理特性参数,其中包括统计分析蓖麻蒴果生长规律、蓖麻主茎秆直径分布规律,测量蓖麻植株最大生长范围,明确蓖麻植株种植模式;利用电子万能材料物理试验机研究蓖麻力学特性,其中包括测量蓖麻蒴果-果柄、果柄-枝干的连接力,研究蓖麻茎秆在静态加载下的剪切特性。研究结果为收获装置和切割装置的设计提供理论依据。(2)根据蓖麻物理机械特性,确定梳刷式的收获原理,并对收获装置和切割装置的结构进行设计;在此基础上,根据收获机工作特点确定了各工作部件的整体布置,并设计了整机的传动系统;根据实际工况,确定了整机基本参数;对各工作部件进行动力分配,确定各级传动的传动比。(3)对割刀结构进行了设计,其中包括确定割刀有效工作长度、副切削刃长度、割刀刃角和割刀分布数量以及割刀转速和机器前进速度的理论取值范围;建立斜置弹齿滚筒运动学模型,通过分析茎秆在双滚筒工作区域内的运动状态,确定了弹齿滚筒最佳倾角;根据蓖麻植株与滚筒的几何关系,确定了弹齿滚筒长度、滚筒间距和弹齿的排列规律,并对弹齿结构进行了设计。(4)建立蓖麻茎秆切割有限元模型,对梯形刀、弧形刀和矩形刀的切割过程进行了仿真分析;以梯形刀作为研究对象,研究了割刀切入茎秆阶段和撕裂茎秆阶段时茎秆的应力分布状态;在切割仿真过程中,建立茎秆切口体积评价指标,并研究了不同滑切角和刀刃角对茎秆切口体积的影响;设计虚拟中心组合试验,研究了割刀刃角、滑切角和刀盘倾角对切割力和茎秆切口体积的影响,并确定了一组最佳的割刀结构参数;利用Adams对割刀切割茎秆过程进行参数化建模,并建立切割效率评价指标。研究了割刀转速和前进速度对切割效率的影响,得出了割刀转速与切割效率和前进速度与切割效率间的数学模型,最终确定了最佳的割刀运行参数。课题研究结果可为其它农业物料收获机械的研制提供理论依据
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