飼草打包機(jī)設(shè)計(jì)及其三維造型【牧草打捆機(jī)】【牧草打包機(jī)】【說(shuō)明書(shū)+CAD+SOLIDWORKS】

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600萬(wàn)公頃，其中苜蓿種植面積近360萬(wàn)公頃，苜蓿產(chǎn)量約為2540萬(wàn)噸，但商品草僅為15萬(wàn)噸；我國(guó)的畜牧業(yè)，特別是草食畜牧業(yè)已發(fā)展到相當(dāng)大的規(guī)模，對(duì)苜蓿的需求量快速增加，苜蓿進(jìn)口量迅速提高。2010年我國(guó)進(jìn)口牧草產(chǎn)品23.06萬(wàn)噸，比上年增加了200.46%[1]。制約我國(guó)牧草業(yè)發(fā)展的一個(gè)主要因素是牧草收割、貯存等手段的落后，因?yàn)槟敛菔斋@具有很強(qiáng)的季節(jié)性，即到了收獲季節(jié)必須在盡可能短的時(shí)間內(nèi)收割，這樣才能保證牧草養(yǎng)分不致太多損失；另一方面，手工收割一般要比機(jī)械收獲損失更多。目前種植牧草的地區(qū)大多為經(jīng)濟(jì)落后地區(qū)，牧草的產(chǎn)后收儲(chǔ)大多采用傳統(tǒng)的手工方式，導(dǎo)致牧草收割不及時(shí)、霉變、發(fā)黃的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，失去了其應(yīng)有的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。研究開(kāi)發(fā)牧草打捆機(jī)是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)化的前提之一。 本課題旨在以國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀的打包機(jī)為模型，運(yùn)用三維建模技術(shù)建立打包機(jī)的虛擬樣機(jī)并對(duì)關(guān)鍵部件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析，為設(shè)計(jì)研究提供依據(jù)。飼草打包機(jī)根據(jù)其打包的形狀可以分為方捆打包機(jī)和圓捆打包機(jī)，經(jīng)過(guò)兩者比較發(fā)現(xiàn)圓捆打包機(jī)相對(duì)于方捆打包機(jī)有以下特點(diǎn)： (1) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便，使用中不易出故障； (2) 生產(chǎn)率高，生產(chǎn)率可達(dá)； (3) 草捆便于飼喂，散食時(shí)很容易鋪開(kāi)，架飼時(shí)又可圍欄而食，損失較少； (4) 長(zhǎng)期露天存放放，不怕風(fēng)吹雨淋，收獲季節(jié)便于安排生產(chǎn)環(huán)節(jié)； (5) 對(duì)捆繩要求低，用量較少，與方捆撿拾器打捆機(jī)比較可節(jié)省以上。 所以本課題選用圓捆打包機(jī)為原型進(jìn)行設(shè)計(jì)。 1.2 本課題所涉及的問(wèn)題在國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及其分析 1.2.1國(guó)外研究現(xiàn)狀 圓捆打包機(jī)于20世紀(jì)60年代問(wèn)世，由德國(guó)Vermeer公司率先在北美市場(chǎng)推出了第一臺(tái)圓捆機(jī)，屬于長(zhǎng)皮帶內(nèi)纏繞式圓捆機(jī)打包機(jī)。該機(jī)問(wèn)世后，與小方草捆機(jī)相比較，具有生產(chǎn)率高、勞動(dòng)強(qiáng)度低、使用操作方便等優(yōu)點(diǎn)。因此，歐美許多制造商購(gòu)買(mǎi)了Vermeer公司的技術(shù)，大批的產(chǎn)品投放市場(chǎng)，并由此原理派生出鏈桿是圓捆打包機(jī)和固定作業(yè)圓捆打包機(jī)。內(nèi)纏繞式圓捆打包機(jī)卷制的草捆直徑在一定的范圍內(nèi)可調(diào)，可以滿足用戶對(duì)不同草捆外徑尺寸的需要。 1974年，德國(guó)的Welger公司登記了一項(xiàng)圓捆打捆機(jī)的專利，其成形原理與Vermeer公司截然不同，即所謂外纏繞式。成捆室腔體外徑固定，卷制的草捆外松內(nèi)松，成捆后透氣性好，利用通風(fēng)干燥，耐候性好。其結(jié)構(gòu)形式經(jīng)過(guò)不斷的發(fā)展和演變，目前有輥筒式、短皮帶式和輥杠式的需要。 1977年，德國(guó)Class公司率先推出了第一臺(tái)Rollant85型輥筒外卷式圓捆打捆機(jī)。1980—1982年，該公司將其發(fā)展完善成85、62、44和34型系列產(chǎn)品，分別由20、18、14和11個(gè)鋼棍組成成捆室，按圓周排列成直徑為1.8m、1.6m、1.2m和0.9m的定直徑成捆室。 1981年，德國(guó)Welger公司研制成RP15和RP12型2種新機(jī)型。其特點(diǎn)是鋼棍直徑小，數(shù)量多。 20世紀(jì)80年代中期，各公司為了使用原有的圓捆打包機(jī)具有對(duì)物料的適應(yīng)性更廣泛和提高生產(chǎn)率，先后對(duì)機(jī)具進(jìn)行了進(jìn)一步的改進(jìn)和完善。這一期間的所用的新技術(shù)： Class公司的“螺旋線形卷壓室”技術(shù)，并將該技術(shù)應(yīng)用于Rollant62、44和34機(jī)型上； 為提高圓形機(jī)的效率，減少捆繩的效率，減少捆繩纏繞草捆的時(shí)間，許多公司采用了“繩網(wǎng)包卷草捆”技術(shù)。New Holland公司首先將該技術(shù)應(yīng)用于變直徑圓形打包機(jī)中； 另一項(xiàng)技術(shù)提高圓捆機(jī)具有生產(chǎn)效率的技術(shù)是不停機(jī)型圓行打捆機(jī)。1986年，Class、New Holland、John Deere和Vermeer公司等均投入該類(lèi)機(jī)具的研究。并生產(chǎn)出了樣機(jī)。 繼20世紀(jì)80年代中期以后，圓捆打包機(jī)仍然繼續(xù)發(fā)展和完善。如包卷草捆技術(shù)方面，繼繩網(wǎng)包卷草捆技術(shù)以后，為了實(shí)現(xiàn)圓捆的青貯作業(yè)又出現(xiàn)了塑料模包卷草捆技術(shù)。在卷制草捆的物料種類(lèi)上，德國(guó)Vermeer公司最初目的僅僅使用于牧草或農(nóng)作物秸稈的收獲作業(yè)，而英國(guó)人將其用于青貯作業(yè)中。因此，隨著物料種類(lèi)的增加，圓捆記得結(jié)構(gòu)和性能也在不斷的改進(jìn)和完善[2]。 圓捆打包機(jī)歷經(jīng)近40年的發(fā)展和演變，目前技術(shù)已經(jīng)比較成熟，結(jié)構(gòu)日趨完善。特別是近幾年，自動(dòng)控制技術(shù)在圓捆打捆機(jī)上得到了廣泛的應(yīng)用，在駕駛室內(nèi)安裝的電控面板可以全程監(jiān)測(cè)圓捆打捆機(jī)草捆的形成過(guò)程；可以采集和記錄圓草捆形成過(guò)程中的壓力、重量和密度等成捆參數(shù)；也可以預(yù)先設(shè)定圓草捆的重量、密度等參數(shù)，使圓捆機(jī)的操作和使用更簡(jiǎn)單方便，更人性化。 1.2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 我國(guó)牧草打包機(jī)起步較晚, 有關(guān)打捆機(jī)結(jié)構(gòu)、液壓系統(tǒng)以及配套動(dòng)力等方面的研究報(bào)道都很少,很多問(wèn)題有待在生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)和解決[3]。打捆機(jī)的研制處于仿制階段，仿制生產(chǎn)打捆機(jī)的廠家大都是一些技術(shù)力量相對(duì)薄弱的小廠。在生產(chǎn)時(shí)基本上是從結(jié)構(gòu)上仿制, 而涉及到理論計(jì)算方面的內(nèi)容則往往被忽略。隨著畜牧業(yè)的發(fā)展, 飼草打捆機(jī)的市場(chǎng)需求量會(huì)越來(lái)越多, 而對(duì)其性能等方面的要求也會(huì)越來(lái)越高, 所以我們?cè)诖蚶C(jī)的研究方面要有所提高,使國(guó)產(chǎn)打捆機(jī)在性能上盡快達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。 總體看來(lái), 我國(guó)在牧草打捆機(jī)的研究上還和發(fā)達(dá)國(guó)家存在很大差距, 國(guó)內(nèi)目前的打捆機(jī)無(wú)論在數(shù)量上還是在質(zhì)量上都遠(yuǎn)不能滿足畜牧業(yè)發(fā)展的需要。在解決飼料產(chǎn)業(yè)化問(wèn)題上, 飼草打捆機(jī)是非常重要的工藝設(shè)備, 提高國(guó)產(chǎn)打捆機(jī)的質(zhì)量, 無(wú)疑會(huì)對(duì)飼料業(yè)的發(fā)展起到革命性作用, 因此對(duì)打捆機(jī)性能方面的研究開(kāi)發(fā)意義重大。目前, 國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上未見(jiàn)性價(jià)比較好的國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品, 而進(jìn)口產(chǎn)品價(jià)格都比較高􀀁所以, 開(kāi)發(fā)性能良好、自動(dòng)化程度高且價(jià)格適中的國(guó)產(chǎn)打捆機(jī)將是我國(guó)飼草商品生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備之一, 對(duì)促進(jìn)飼草產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程會(huì)起到舉足輕重的作用。 1.3圓捆機(jī)的特點(diǎn)及在飼草收獲中的作用 圓草捆打捆機(jī)是一種農(nóng)村牧區(qū)均適用的收獲機(jī)具，主要用于切割晾曬后的牧草或田間稻、麥等農(nóng)作物秸稈的收獲作業(yè)。它能將田間鋪放的草條自動(dòng)撿拾起來(lái)，通過(guò)喂入、旋轉(zhuǎn)壓縮成行、纏繞捆繩包卷的繩網(wǎng)等作業(yè)工序，把散狀秸稈或牧草捆扎成外形整齊、規(guī)則的圓柱形草捆。 圓捆打包機(jī)由拖拉機(jī)駕駛員1人操作，適合于在各類(lèi)天然草場(chǎng)、種植草場(chǎng)以及農(nóng)田進(jìn)行作業(yè)。圓捆打包機(jī)與割草機(jī)、摟草機(jī)、圓捆裝卸機(jī)及運(yùn)輸車(chē)配送套，可以實(shí)現(xiàn)牧草或稻、麥等農(nóng)作物秸稈收獲的全部機(jī)械化作業(yè)。 1.4圓捆的分類(lèi) 圓捆打包機(jī)從成形原理上分為外纏繞式和內(nèi)纏繞式。從結(jié)構(gòu)形式上，外纏繞式又可分為輥筒式、短皮帶式、輥杠式，內(nèi)纏繞式又可分為長(zhǎng)皮帶式和鏈桿式。 內(nèi)卷纏繞式撿拾打包機(jī)，其卷壓室由幾根長(zhǎng)皮帶和兩側(cè)壁圍成。巻捆時(shí)卷壓室容積由小變大，對(duì)牧草始終保持壓力。所以也叫可變?nèi)莘e撿拾打包機(jī)。它是以所謂的Vermeer系統(tǒng)原理工作。這種打包機(jī)的特點(diǎn)是，牧草以卷氈方式形成草捆，芯部堅(jiān)硬，外層松軟。草捆直徑可根據(jù)需要任意調(diào)整。 外卷繞是撿拾打包機(jī)，卷壓室由幾組短皮帶或若干鋼制卷輥加上兩側(cè)壁所組成。卷壓室尺寸固定不變，開(kāi)始巻捆時(shí)對(duì)牧草沒(méi)有壓力，等到牧草充滿卷壓室后開(kāi)始加壓。所以也叫不變?nèi)莘e撿拾打包機(jī)。它是以Welger系統(tǒng)原理工作的。其特點(diǎn)是草捆的壓實(shí)從外到里逐漸進(jìn)行，草芯疏松，外部緊實(shí)，草捆直徑不能任意改變，較之內(nèi)卷繞式打包機(jī)草捆密度較高，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，制出的草捆適用于制作袋裝青貯食料。 1.5本課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析 牧草業(yè)作為朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)正在迅速發(fā)展，然而在牧草、秸稈等纖維料商品化的生產(chǎn)過(guò)程中，由于其物料松散，給這一資源的儲(chǔ)存和運(yùn)輸造成巨大的成本壓力，給它的有效利用帶來(lái)了障礙。因此，把牧草壓成高密度的草捆是降低牧草成本的重要步驟，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)成套設(shè)備所用的實(shí)驗(yàn)表明:飼草打捆平均密度增大10倍左右運(yùn)輸成本則可降低70%左右，于是出現(xiàn)了各種打捆機(jī)。然而國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有各種農(nóng)業(yè)纖維物料壓縮設(shè)備的設(shè)計(jì)很少涉及壓縮過(guò)程中被壓縮物料自身的生物特性和壓縮規(guī)律,從而導(dǎo)致壓縮設(shè)備在結(jié)構(gòu)參數(shù)、工作性能、功耗以及壓縮后產(chǎn)品的質(zhì)量等方面存在某些缺陷。 由于農(nóng)業(yè)機(jī)械的工作對(duì)象和環(huán)境的隨機(jī)性、復(fù)雜性，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法已不能滿足現(xiàn)代農(nóng)機(jī)具的設(shè)計(jì)需求，因此采用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，在現(xiàn)有牧草壓縮理論基礎(chǔ)上，先采用solidworks三維軟件國(guó)際上先進(jìn)的同類(lèi)機(jī)械進(jìn)行建模，然后進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真分析，可為重要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定提供理論依據(jù)，從而縮短設(shè)計(jì)周期，降低物理樣機(jī)的成本，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力[4]。 2飼草打包機(jī)工作原理 由于本課題以德國(guó)克勞恩公司的Comprima F 125圓捆打包機(jī)為原型進(jìn)行建模仿真，其簡(jiǎn)單構(gòu)造和工作原理如下 該機(jī)屬于皮帶外卷繞式打包機(jī)。主要由撿拾器、螺旋輸送器、滾筒式切碎喂入裝置和打包室組成。 打包機(jī)的第一個(gè)任務(wù)是要將草從地上拾起，需要設(shè)計(jì)撿拾器，一般來(lái)說(shuō)為了提高工作效率，撿拾器的撿拾寬度（2.15m）將大于草捆的寬度（1.2m），這就需要設(shè)計(jì)螺旋輸送器，其工作原理是利用螺旋機(jī)構(gòu)將撿拾器兩側(cè)飼草往中間輸送。 經(jīng)研究表明飼草的長(zhǎng)度對(duì)草捆的密度影響很大，圓捆打包機(jī)相對(duì)于方捆打包機(jī)而言普遍密度低，為了改善其性能，新型的打包機(jī)開(kāi)始采用滾筒式切割喂入機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)不僅可以將牧草切碎，而且同時(shí)還有喂入機(jī)構(gòu)的功能。打包室由滾筒、液壓機(jī)構(gòu)和長(zhǎng)皮帶等構(gòu)成。 經(jīng)滾筒喂入機(jī)構(gòu)將飼草切碎并送入由輥筒和長(zhǎng)皮帶組成的打包室。在重力的共同作用下，物料旋轉(zhuǎn)形成草芯。隨著越來(lái)越多的物料進(jìn)入打包室，并在輥筒和長(zhǎng)皮帶的共同作用下不斷的旋逐漸形成圓捆，繼續(xù)撿拾，圓捆的直徑不斷增大，密度也越來(lái)越大，當(dāng)直徑增大到控制臂的設(shè)定值時(shí)即形成草捆。開(kāi)啟后門(mén)將草捆彈出落到地面，合上后門(mén)繼續(xù)前進(jìn)，進(jìn)行下一個(gè)草捆的卷制作業(yè)。 下面就圓捆打包機(jī)的各個(gè)部分分別進(jìn)行設(shè)計(jì)，建立三維模型，并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析。 圖2-1 飼草打包機(jī)工作原理簡(jiǎn)圖 3撿拾器 3.1設(shè)計(jì)要求 撿拾器用于撿拾田間或牧草地面割倒的、或用摟草機(jī)集成條鋪的植株莖葉（牧草、青飼料或聯(lián)合收獲機(jī)排出的莖桿）。簡(jiǎn)而言之，撿拾器收集鋪成條的物料，并把它們送入機(jī)器或拖車(chē)內(nèi)[5]。 對(duì)撿拾器工作的要求如下： （1）應(yīng)該把留茬上的所有草料和莖稈撿拾干凈。在留茬上沒(méi)有遺留的草料和莖稈。 （2）在撿拾過(guò)程中，不要撕破豆科草料最有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的細(xì)嫩葉片。 （3）撿拾的物料應(yīng)該無(wú)阻礙的輸送到機(jī)器的下一個(gè)部件。 3.2工作原理 撿拾器的工作部件是旋轉(zhuǎn)的、排成幾排的彈性扒桿。下面分析對(duì)輻射狀的撿拾器的工作原理（如下圖3-1）。 被直扒桿撿拾和向上提升的物料，到達(dá)合理配置并待有許多平行窄縫的罩殼上，扒桿從這些窄縫縮進(jìn)罩殼內(nèi)，于是使它們自身與撿拾的物料脫離。物料在監(jiān)視器罩殼表面上移動(dòng)的必要條件為 此處 ——物料在罩殼表面上移動(dòng)的摩擦阻力； ——物料對(duì)罩殼表面摩擦系數(shù)。 由圖顯而易見(jiàn) （3.1） 式中——物料沿扒桿移動(dòng)的摩擦角； ——物料沿罩殼表面移動(dòng)的摩擦角。 代入公式（2.1）后可得 圖3-1 直扒桿撿拾器的外形 1—直扒桿 2—罩殼 3—窄縫 N—正壓力 W—由摩擦角引起方向偏斜后的壓力 若，則 由于角隨直扒桿的進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)而減小，這樣，為了便于扒桿從物料中脫出，此角度必須加大。 選擇撿拾器罩殼上的窄縫的寬度時(shí)，應(yīng)該注意不讓物料扒桿帶進(jìn)去。 使用彈性扒桿，當(dāng)遇到障礙物（如卵石）時(shí)，它們可以向后偏轉(zhuǎn)。而徑向安裝的直扒桿和條鋪接觸時(shí)，其端部以較高的圓周速度打擊物料。此速度的水平分量為為物料沿機(jī)器運(yùn)動(dòng)方向移動(dòng)的速度，而此速度的垂直分量把物料擠壓向下。這兩個(gè)分速度引起條鋪在于它們工作方向一致方向上的初步擠壓。 由上述可知，設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)式撿拾器的每一個(gè)努力，都是為了使扒桿在于物料接觸時(shí)，對(duì)物料的打擊應(yīng)該盡量小。并且當(dāng)扒桿從撿拾器罩殼上面的物料中脫離時(shí)，所產(chǎn)生的壓力應(yīng)盡可能的低。換言之，當(dāng)扒桿從撿拾器罩時(shí)，其水平分速度為零。 考慮到撿拾器相鄰兩排扒桿的位置，可以應(yīng)用像拔禾輪中那樣的運(yùn)動(dòng)因數(shù)，即 上式中的為扒桿端運(yùn)動(dòng)圓弧的最大半徑，為角速度，為打包機(jī)前進(jìn)速度。值總是大于1的。否者，扒桿將使物料向前移動(dòng)；在這種情況下，只有一部分物料被撿拾，而其余的物料被遺留下來(lái)積聚在田間。用緊接的下一排扒桿撿拾這些積聚的物料是很困難的。因此實(shí)際上采用的，公里/小時(shí)。扒桿一般為排。 能否連續(xù)地?fù)焓拔锪希Q于相鄰扒桿端所化軌跡間的距離。如果相鄰兩扒桿間的夾角為，那么，撿拾器扒桿轉(zhuǎn)過(guò)此角度的時(shí)間為 （3.2） 式中 ——扒桿末端的角速度； ——扒桿排的數(shù)目。 式中——扒桿的轉(zhuǎn)速。 將上式代入（2.2）式后 （3.3a） 式中 ——撿拾器轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速。 （3.3b） 將式（2.3a）的值代入上式 （3.3c） 此式指出，值隨的增大、隨和的減小而增大。 最佳的值由被撿拾的物料種類(lèi)和它的含水量而定。例如，在收獲短莖稈和干牧草時(shí)，其值要比撿拾長(zhǎng)莖稈和較濕的作物要小些。 在進(jìn)行了一系列試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，一般推薦 米 有公式（2.3a）、（2.3b）和（2.3c）可得 取0.35m， 3.3新型撿拾器介紹 下面介紹克勞恩公司研發(fā)生產(chǎn)的新型撿拾器。如圖3-2為克勞恩公司配置在Comprima型圓形打包機(jī)上的撿拾器示意圖，。他主要由撿拾器軸，固定盤(pán)，彈齒梁，彈齒，撿拾器護(hù)板等組成。 從圖中可以看出，新型撿拾器取消了傳統(tǒng)撿拾器用來(lái)控制彈齒運(yùn)動(dòng)軌跡的定向滾輪機(jī)構(gòu)。在撿拾器運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，彈齒的齒端始終與撿拾器軸軸線為圓心作圓周運(yùn)動(dòng)。撿拾器的主要功能是將地面鋪放的草條撿拾提升，并推送至壓捆機(jī)的輸送喂入機(jī)構(gòu)。為此傳統(tǒng)的撿拾器在工作流程中應(yīng)完成撿拾，提升和卸草3個(gè)工序。在撿拾器的提升階段，對(duì)彈齒的齒端的運(yùn)動(dòng)軌跡基本上沒(méi)有特殊要求，只要沿著規(guī)定的半徑作圓周勻速運(yùn)動(dòng)，即可將物料撿拾提升到護(hù)板上方。在斜草階段，彈齒在沿著護(hù)板上方推送物料過(guò)程中，其齒端與護(hù)板的相對(duì)速度明顯降低，運(yùn)行方向應(yīng)幾乎垂直向下，以便將物料卸放在護(hù)板末端。在新型撿拾器中，為了完成斜草功能，將撿拾器上方護(hù)板設(shè)計(jì)成微微向上翹起的曲面形狀，并在護(hù)板的上方，設(shè)置了除草板，而且，彈齒沿滾輪周向相對(duì)于滾筒徑向向后傾斜一定的角度。因此，在卸草階段，當(dāng)彈齒運(yùn)行到護(hù)板上方時(shí)，彈齒與護(hù)板的夾角將接近180°，并從護(hù)板間隙指那個(gè)縮到護(hù)板內(nèi)側(cè)，物料不會(huì)被彈齒拖帶而堵塞在護(hù)板縫隙。 新型撿拾器取消了傳統(tǒng)撿拾器中結(jié)構(gòu)復(fù)雜的定向滾輪機(jī)構(gòu)，從而減少了撿拾器運(yùn)動(dòng)件的數(shù)量和部件的故障率，降低了維修和服務(wù)的費(fèi)用，顯著提高了撿拾器的性能。 3.4撿拾器仿真結(jié)果及分析 打包機(jī)前進(jìn)的速度為350mm/s，撿拾器的轉(zhuǎn)速為900r/min，方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?，取彈齒頂點(diǎn)為參考點(diǎn)，運(yùn)用Solidworks進(jìn)行仿真分析，得到的軌跡為余擺線，如圖3-3。 彈齒頂端在撿拾器軸徑向的速度曲線如圖3-4。以打包機(jī)前進(jìn)的方向?yàn)檎较虍?dāng)彈齒頂端運(yùn)動(dòng)方向與打包機(jī)前進(jìn)速度相同時(shí)，速度大小為21521mm/s即圖表的下邊線，當(dāng)彈齒頂端運(yùn)動(dòng)方向與打包機(jī)前進(jìn)速度相反時(shí)，速度大小為20821mm/s即圖表的上邊線，當(dāng)彈齒頂端運(yùn)動(dòng)方向與打包機(jī)前進(jìn)速度垂直時(shí)，速度大小為350mm/s即打包機(jī)前進(jìn)的速度。 2 1 6 7 9 8 4 2 5 3 圖3-2 新型撿拾器結(jié)構(gòu)示意圖 1.撿拾器軸 2.軸承 3.輸送器鏈輪 4.固定盤(pán) 5.彈齒 6.彈齒梁 7.導(dǎo)向器 8.彈齒護(hù)板 9.支撐架 Vm 圖3-3 彈齒頂端運(yùn)動(dòng)軌跡圖 4螺旋輸送器 4.1設(shè)計(jì)要求 由于撿拾器的撿拾寬度為2.15m，而草捆寬度只有1.2m，需要設(shè)計(jì)輸送器裝置將兩邊的草料往中間運(yùn)送。農(nóng)作物輸送器有斜面，帶式輸送器，鏈板式輸送器，回轉(zhuǎn)式輸送器，割臺(tái)螺旋輸送器，斗士升運(yùn)器和擊輪式拋送器等。 在各機(jī)器上，作為常用工作部件的螺旋輸送器，具有以下優(yōu)點(diǎn)： （1）尺寸比較?。? （2）它不僅可以用于物料的水平輸送，而且也能夠在垂直方向以任意給定的角度輸送物料； （3）當(dāng)制造精確，裝配仔細(xì)時(shí)，它的工作是可靠的； （4）制造成本低； （5）操作簡(jiǎn)便； （6）便于驅(qū)動(dòng)。 圖3-4 彈齒頂端運(yùn)動(dòng)軌跡圖 螺旋輸送器有整體葉片盤(pán)旋式、條帶葉片盤(pán)旋式、以及裝有按螺旋線排列的葉片等三種。在飼草收獲機(jī)上，一般使用整體盤(pán)旋式螺旋輸送器。 圖4-1 制造螺旋葉片開(kāi)有切口的金屬板 螺旋面（或螺旋葉片）是由一個(gè)具有適當(dāng)內(nèi)徑和外徑的金屬圓環(huán)制成，如圖4-1。每個(gè)圓環(huán)的外部邊緣沿螺旋線彎曲后的長(zhǎng)度，應(yīng)該等于螺旋葉片邊緣螺距的長(zhǎng)度；此外，圓環(huán)內(nèi)緣彎曲后的長(zhǎng)度，應(yīng)該等于螺旋葉片內(nèi)緣螺距的長(zhǎng)度。葉片的內(nèi)緣焊接在一個(gè)圓筒上（或螺旋輸送器的管軸上），管軸的兩端裝有軸承。圓環(huán)的側(cè)緣和相鄰葉片圓環(huán)的相應(yīng)側(cè)緣焊接在一起，這樣就形成了一個(gè)任意長(zhǎng)度得連續(xù)的螺旋面。 4.2工作原理 用螺旋輸送莖桿的過(guò)程中與前述的輸送松散物料的過(guò)程不同，這種螺旋輸送器的設(shè)計(jì)也是根本不同的。它的底槽取代了螺旋輸送器的管狀外殼，莖桿類(lèi)物料通過(guò)螺旋葉片外邊緣與底槽間形成 的入口間隙，沿著整個(gè)螺旋的長(zhǎng)度方向輸送。其螺旋葉片的直徑毫米，盤(pán)旋在直徑為毫米的管軸上。拾起下的物料由于螺旋輸送器的推移被送進(jìn)螺旋與底槽形成的間隙中，并受到螺旋葉片邊緣的推壓，按其旋轉(zhuǎn)方向向側(cè)面輸送。 在有些機(jī)器里，莖桿通過(guò)撿拾器和連接板輸送器在送入螺旋輸送器里。 雖然使用螺旋輸送器輸送莖稈已有許多年了，但是對(duì)于他們的工作過(guò)程，至今還沒(méi)有完善的闡明，這是由于在單位時(shí)間內(nèi)物料喂入的不均勻，以及植株的莖稈或者葉片被螺旋抓取時(shí)的起始位置有著顯著的差異，因而，其輸送過(guò)程非常復(fù)雜。 如圖4-2所示，我們假定輸送厚度，并假設(shè)螺旋葉片邊緣在A點(diǎn)處抓取物料并對(duì)物料生產(chǎn)擠壓，使之轉(zhuǎn)向側(cè)面。當(dāng)這些轉(zhuǎn)向側(cè)面的物料被拉進(jìn)螺旋與底槽之間的間隙時(shí)被擠壓的越緊，最大擠壓發(fā)生在物料厚度為的B點(diǎn)。此后由于間隙顯著變大，假設(shè)C點(diǎn)處門(mén)螺旋對(duì)物料壓力低到不能移動(dòng)在垂直投影面上，物料移動(dòng)的路程可以表示為 理論上說(shuō)，物料層的最大擠壓發(fā)生在B點(diǎn)，壓力N由于摩擦角的偏移，產(chǎn)生的摩擦分為。底槽的反作用也由于底槽與輸送物料間的摩擦角被偏轉(zhuǎn)，產(chǎn)生分力。并且在被擠壓的莖稈之間也產(chǎn)生摩擦阻力。這些阻力與力的方向相同。 圖4-2 螺旋輸送器的工作情況 1—螺旋輸送器軸 2—螺旋葉片 3—底槽 若，同時(shí)，那么物料移動(dòng)時(shí)，會(huì)同時(shí)出現(xiàn)物料層的錯(cuò)動(dòng)。若，或者當(dāng)物料與螺旋葉片邊緣之間沒(méi)有打滑發(fā)生時(shí)，物料沿直線AC移過(guò)底槽，再次情況下，物料沒(méi)有平行于螺旋軸方向的移動(dòng)，螺旋輸送器的生產(chǎn)率為零。 因此，雖然實(shí)際上 在軌跡AC上，螺旋葉片邊緣相對(duì)于物料層或多或少地存在著滑動(dòng)。當(dāng)發(fā)生滑移時(shí)，物料將沿螺旋面向側(cè)面移動(dòng)。 用簡(jiǎn)化的推理方法，可由連續(xù)的區(qū)段Aa,ab,bc,cd,de和來(lái)表示物料瞬時(shí)的移動(dòng)路程。與AC方向一致的那些區(qū)段，表示沒(méi)有滑移時(shí)的移動(dòng)軌跡，而與螺旋葉片傾斜方向一致的那些區(qū)段，表示有滑移時(shí)的移動(dòng)軌跡。此外，物料總的移動(dòng)方向可以近似地用直線（實(shí)際上是一條螺旋線）表示。段位一定時(shí)間內(nèi)物料平行于螺旋軸移動(dòng)的距離。因此，此數(shù)值的可以象征地表示螺旋輸送器的生產(chǎn)率。 隨著壓力N和螺旋葉片邊緣與物料摩擦系數(shù)的增大，以及物料與槽底面摩擦系數(shù)的減小，物料的橫向滑移量減小。但是壓力N隨物料喂入量增大而增大，這不僅使物料沿軸向的移動(dòng)減小，而且也增大了螺旋輸送器軸和軸承的負(fù)荷，從而加速他們的磨損。 除了上述的橫向滑移外，由于物料與底槽的摩擦，在被移動(dòng)的物料和螺旋葉片之間還有滑移產(chǎn)生。這種滑移可稱為縱向滑移，它使物料移動(dòng)的距離減小，因此，螺旋輸送器的生產(chǎn)率也隨之降低?？傊覀兛梢躁U述下面的原理：當(dāng)橫向滑移越大而縱向滑移越小時(shí)，物料的輸送情況越好（并且螺旋輸送器的生產(chǎn)率也越高）。為了達(dá)到使物料沿螺旋軸向的移動(dòng)最大，而沿其旋轉(zhuǎn)方向的移動(dòng)較小，螺旋的邊緣應(yīng)盡可能地銳利和光滑。此外，底槽的表面可以安裝一些與螺旋軸方向平行的凸筋或焊條。 4.3 仿真及分析 螺旋輸送器安裝在撿拾器后方的機(jī)架上，左右對(duì)稱布置，并由鏈傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)，其裝配體如圖4-3。左右螺旋輸送器螺旋葉片的旋轉(zhuǎn)方向相反，葉片外徑200mm，螺距400mm，長(zhǎng)度400mm，螺旋軸轉(zhuǎn)速300r/min,y葉片與外殼的間隙5mm。 圖4-3 螺旋輸送器裝配體 取螺旋葉片邊緣點(diǎn)為參考點(diǎn)，運(yùn)用Solidworks進(jìn)行仿真分析，忽略打包機(jī)前進(jìn)的速度，參考點(diǎn)徑向的速度曲線如圖4-4。螺旋葉片上任一點(diǎn)繞軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，速度大小為9446mm/s。 圖4-4 螺旋輸送器葉片邊緣的徑向速度曲線圖 5滾筒式切碎喂入裝置 5.1設(shè)計(jì)要求 （1）滾筒承受載荷平穩(wěn)； （2）切得草料長(zhǎng)度適中，盡量減少營(yíng)養(yǎng)損失； （3）切割刀片要方便檢查、維修和更換； （4）當(dāng)切割堅(jiān)硬的物體時(shí)自動(dòng)讓刀，以免損傷刀片。 5.2工作原理 如圖5-1所示，水平面上回轉(zhuǎn)刀盤(pán)，在它上面鎦裝刀片，圓盤(pán)一面繞O軸旋轉(zhuǎn)一面沿軸前進(jìn)。假設(shè)圓盤(pán)工作時(shí)整個(gè)刀刃均參與切割，則刀刃掃過(guò)的面積為兩個(gè)平行余擺線所封閉。下一個(gè)相鄰刀刃掃過(guò)的面積又由下兩個(gè)平行余擺線封閉。這兩個(gè)刀刃通過(guò)的面積交叉區(qū)為重割去，第二刀片在重割區(qū)（雙陰影區(qū)），該區(qū)內(nèi)的作物全部漏割。 圖5-1 回轉(zhuǎn)式割刀運(yùn)動(dòng)軌跡圖 刀刃上點(diǎn)a的軌跡方程為 （5.1） 式中 —機(jī)器前進(jìn)速度。 對(duì)于b點(diǎn) （5.2） 如果 （5.3） 則漏割區(qū)消失。 式中 —刀刃的有效長(zhǎng)度（毫米） 第一刀片刀刃在或轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，它將切割軸處的作物。把此值代入式（5.1）得 （5.4） 相鄰第二刀片刀刃在轉(zhuǎn)角時(shí)也切割軸上的作物，算出時(shí)間之后，代入式（5.2）得 （5.5） 把式（5.4）、（5.5）代入式（5.3）后得 所以 如果在刀盤(pán)互成直角地配置四把刀片，則， （5.6） 所以 （5.7） 或 （5.8） 式（5.6）表示切割角速度（刀盤(pán)轉(zhuǎn)速）與（切割進(jìn)展）之間關(guān)系。若比值較大——即刀刃工作長(zhǎng)度一定，機(jī)器前進(jìn)速度較高或機(jī)器速度不變、刀刃工作長(zhǎng)度較小，則圓盤(pán)的轉(zhuǎn)速較高。對(duì)于給定的圓盤(pán)轉(zhuǎn)速和刀刃有效長(zhǎng)度，式（5.7）可計(jì)算機(jī)器的許可前進(jìn)速度。由該式可知，當(dāng)增大刀片有效長(zhǎng)度和適當(dāng)增大刀盤(pán)轉(zhuǎn)速，則可大大提高機(jī)器的前進(jìn)速度，因而機(jī)器的工作效率也可大大提高。最后，式（5.8）表示刀刃有效長(zhǎng)度與機(jī)器前進(jìn)速度和刀盤(pán)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。 相鄰二刀片（安裝四把刀片時(shí)）的時(shí)間間隔可用下式表示 在同一時(shí)間里機(jī)器前進(jìn)的距離為所以 為了是整個(gè)刀刃進(jìn)行切割，必須滿足下列條件 或 在（刀刃傾角為零）時(shí)， 由于回轉(zhuǎn)式切割器要利用作物的慣性，為了達(dá)到一定的慣性及避免產(chǎn)生漏割，割刀要求適當(dāng)高的圓周速度。需要注意，回轉(zhuǎn)割刀的滑切速度是相當(dāng)?shù)偷?，例如其滑切速度比人工用鐮刀的滑切速度還要低得多。按照前蘇練得數(shù)據(jù)，回轉(zhuǎn)式切割器收割大麻的圓周速度為6米/秒，而收割柔軟牧草的圓周則高達(dá)30米/秒時(shí)甚至跟高。 5.3仿真及分析 滾筒切碎喂入裝置 按物料在喂入預(yù)壓縮室前是否被切碎，底喂入式輸送喂入預(yù)壓縮系統(tǒng)可分為滾筒式切碎喂入預(yù)壓縮系統(tǒng)和旋轉(zhuǎn)式輸送喂入預(yù)壓縮系統(tǒng)。兩者的區(qū)別在與前者將物料切碎后輸送到預(yù)壓縮室，而后者不對(duì)物料進(jìn)行切碎，直接輸送喂入到預(yù)壓縮室內(nèi)。 德國(guó)Krone公司生產(chǎn)的Comprima F 125型圓草捆壓縮機(jī)切碎喂入系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，它主要由旋轉(zhuǎn)式動(dòng)刀片和鋸齒形定刀組成。如圖5-2所示，裝配時(shí)，每把定位刀置于每副雙聯(lián)動(dòng)刀片之間，使定刀片兩側(cè)刀刃與動(dòng)刀片組成切割副，隨著動(dòng)刀片的旋轉(zhuǎn)，物料被切碎后連續(xù)喂入預(yù)壓縮室。 如圖5-3為滾筒式動(dòng)刀片示意圖，如圖所示，每把刀片具有周向均布的4個(gè)切割刃。安裝時(shí)，每2把刀片為一組固定在滾筒體上，構(gòu)成1副雙聯(lián)動(dòng)刀片。沿著滾筒縱向動(dòng)刀片被劃分為4個(gè)單元，每個(gè)單元中的相鄰2副雙聯(lián)動(dòng)刀片錯(cuò)開(kāi)一定角度，使刀刃行程一條螺旋線。其中，第一，第三單元刀片的刀刃以右螺旋線方式排列，第二，第四單元刀片的刀刃以左螺旋線方式排列動(dòng)刀片數(shù)量因產(chǎn)生廠家的產(chǎn)品及其產(chǎn)品型號(hào)不同而有所不同，若裝上全部的動(dòng)刀片，物料切碎長(zhǎng)度50-60mm，用戶在打捆時(shí)，可以根據(jù)各自需求適當(dāng)增減刀片數(shù)量，滾筒直徑通常為550mm左右。 如圖5-4滾筒式切碎喂入裝置定刀片裝配結(jié)構(gòu)示意圖，主要由定刀片，刀片底座，拉桿，擺臂和液壓油缸等組成。如圖所示，定刀片安裝在刀片底座上。底座通過(guò)擺臂與拉桿個(gè)液壓油缸聯(lián)接。 圖5-2 滾筒式切碎喂入機(jī)構(gòu)裝配示意圖 圖5-3 滾筒式動(dòng)刀片示意圖 圖5-4 滾筒式切碎喂入裝置定刀片裝配結(jié)構(gòu)示意圖 油缸可使擺臂上下擺動(dòng)。擺臂向上時(shí)，底座隨之上升到工作位置；而擺臂向下擺動(dòng)時(shí)，底座可降至低點(diǎn)，使定刀片完全露出，以便于快速檢查，維修和更換定刀片。 當(dāng)滾筒切碎喂入機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速為2000r/min時(shí)，動(dòng)刀片的中點(diǎn)的徑向運(yùn)動(dòng)速度曲線如圖5-5所示動(dòng)刀片中點(diǎn)的速度為。 圖5-5 滾筒切碎喂入機(jī)構(gòu)動(dòng)刀片的中點(diǎn)的徑向運(yùn)動(dòng)速度曲線 6打包室 打包室主要有輥筒，帶輪，壓包機(jī)機(jī)構(gòu)即皮帶，彈簧，液壓機(jī)構(gòu)等。輥筒主要用來(lái)為草包滾動(dòng)提供動(dòng)力；帶輪可分為固定帶輪和可動(dòng)帶輪，可動(dòng)帶輪與彈簧相連。由于皮帶的長(zhǎng)度不變，隨著草捆的增大，可動(dòng)帶輪壓縮彈簧，使外側(cè)皮帶縮短，內(nèi)側(cè)皮帶伸長(zhǎng)，并且草捆會(huì)將內(nèi)側(cè)皮帶撐起以脫離帶輪。當(dāng)草捆增大到一定大小會(huì)觸發(fā)傳感器，在液壓機(jī)構(gòu)的作用下將壓包機(jī)構(gòu)撐起，草捆彈出落到地上，完成打包。 在田間工作業(yè)過(guò)程中，隨著機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)和前進(jìn)，撿拾器彈齒將地面草條撿拾起來(lái)，經(jīng)滾筒喂入機(jī)構(gòu)將飼草切碎并送入由輥筒和長(zhǎng)皮帶組成的成捆室。在重力的共同作用下，物料旋轉(zhuǎn)形成草芯，如圖6-1。隨著越來(lái)越多的物料進(jìn)入成捆室，并在輥筒和長(zhǎng)皮帶的共同作用下不斷的旋逐漸形成圓捆，繼續(xù)撿拾，圓捆的直徑不斷增大，密度也隨之增大，當(dāng)直徑增大到控制臂的設(shè)定值時(shí)即形成草捆，如圖6-2。 開(kāi)啟后門(mén)將草捆彈出落到地面，合上后門(mén)繼續(xù)前進(jìn)，進(jìn)行下一個(gè)草捆的卷制作業(yè)。 輥筒 固定帶輪 草捆 皮帶 車(chē)輪 滾筒 切割喂入器 可動(dòng)帶輪 圖6-1 草芯形成過(guò)程簡(jiǎn)圖 輥筒 滾筒切割喂入器 草捆 固定帶輪 車(chē)輪 皮帶 可動(dòng)帶輪 圖6-2 壓緊過(guò)程簡(jiǎn)圖 7總體效果圖 圖7-1 圓形打包機(jī)前視圖 圖7-2 圓形打包機(jī)左視圖視圖 圖7-3 圓形打包機(jī)俯視圖 圖7-4 圓形打包機(jī)俯視圖 致 謝 通過(guò)半年來(lái)的忙碌和學(xué)習(xí)，本次畢業(yè)論文設(shè)計(jì)已接近尾聲，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，在這里衷心感謝指導(dǎo)老師的督促指導(dǎo)，以及一起學(xué)習(xí)的同學(xué)們的支持，讓我按時(shí)完成了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。 在這里首先要感謝我的導(dǎo)師老師。周老師在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，都給予了我悉心的指導(dǎo)。她的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)，科學(xué)研究的精神以及高尚的品格也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。其次要感謝我的專業(yè)課老師對(duì)我無(wú)私的幫助。正因如此，我才能順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。我要感謝我的母?！猉X大學(xué)，是她給了我優(yōu)良的學(xué)習(xí)環(huán)境，讓我度過(guò)了人生中最難忘的時(shí)光。感謝我的朋友們，陪我度過(guò)了大學(xué)最艱難而有意義的日子。 還有謝謝我周?chē)耐芭笥?，他們給了我無(wú)數(shù)的關(guān)心和鼓勵(lì)，也讓我的大學(xué)生活充滿了溫暖和歡樂(lè)。如果沒(méi)有他們的幫助，此次畢業(yè)論文的完成將變得困難。他們?cè)谖以O(shè)計(jì)中給了我許多寶貴的意見(jiàn)和建議。 參考文獻(xiàn) [1] 張英俊,王明利等.我國(guó)牧草產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)與技術(shù)需求.現(xiàn)代畜牧獸醫(yī),2011(10):8-11. [2] 楊世昆,蘇正范.飼草生產(chǎn)機(jī)械與設(shè)備.北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2009. [3] 李大鵬,劉向陽(yáng).飼草產(chǎn)業(yè)化與飼草打捆機(jī)的開(kāi)發(fā)[J].飼料廣角,2002(15):10-12. [4] 周桂霞,李劍等.牧草壓捆機(jī)關(guān)鍵部件的仿真分析.2011,23(3):16-18. [5] [波蘭]卡納沃依斯基.收獲機(jī)械.曹崇文,吳春江等譯,1983. [6] 李寶筏.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué).北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2003 . [7] 高玉忿.圓形大草捆撿拾壓捆機(jī).譯自蘇刊《國(guó)際農(nóng)業(yè)雜志》,1977(7). 飼草打包機(jī)模型的建立飼草打包機(jī)模型的建立 專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí)：機(jī)械班級(jí)：機(jī)械12-1 12-1 姓名：劉清平姓名：劉清平 學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)：80112081248011208124 指導(dǎo)教師：周嶺指導(dǎo)教師：周嶺 LOGOContents打包室打包室4.滾筒切碎喂入機(jī)構(gòu)滾筒切碎喂入機(jī)構(gòu)3.螺旋輸送器（攪輪）螺旋輸送器（攪輪）2.撿拾器撿拾器1.飼草打包機(jī)工作原理飼草打包機(jī)工作原理LOGO工作流程工作流程撿拾器撿拾器攪輪攪輪切碎機(jī)構(gòu)切碎機(jī)構(gòu)打包室打包室撿拾飼草撿拾飼草將兩側(cè)的草將兩側(cè)的草料往中間輸料往中間輸送送切碎飼草切碎飼草并喂入并喂入打包室打包室在滾筒和在滾筒和長(zhǎng)皮帶的長(zhǎng)皮帶的作用下完作用下完成打包成打包LOGO撿拾器拾器在撿拾過(guò)程中，不要撕破豆科類(lèi)草料最有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的細(xì)嫩葉片。撿拾草條要干凈，撿拾損失率一般不應(yīng)不大于2%，撿拾起來(lái)的物料中陳草及及其他雜質(zhì)要少。設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求要求要求要求撿拾器原理?yè)焓捌髟?直扒桿撿拾器的外形1直扒桿 2罩殼 3窄縫 N正壓力 W由摩擦角引起方向偏斜后的壓力撿拾器三維實(shí)體模型撿拾器三維實(shí)體模型撿拾器仿真撿拾器仿真v打包機(jī)前進(jìn)的速度為打包機(jī)前進(jìn)的速度為350mm/s，撿拾器的轉(zhuǎn)速，撿拾器的轉(zhuǎn)速為為900r/min，方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?，取彈齒頂點(diǎn)，方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?，取彈齒頂點(diǎn)為參考點(diǎn)，運(yùn)用為參考點(diǎn)，運(yùn)用Solidworks進(jìn)行仿真分析，得進(jìn)行仿真分析，得到的軌跡為余擺線到的軌跡為余擺線 彈齒頂端運(yùn)動(dòng)該機(jī)圖彈齒頂端運(yùn)動(dòng)該機(jī)圖彈齒頂端速度曲線彈齒頂端速度曲線仿真結(jié)果分析仿真結(jié)果分析v 以打包機(jī)前進(jìn)的方向?yàn)檎较虍?dāng)彈齒頂端運(yùn)動(dòng)以打包機(jī)前進(jìn)的方向?yàn)檎较虍?dāng)彈齒頂端運(yùn)動(dòng)方向與打包機(jī)前進(jìn)速度相同時(shí)，速度大小為方向與打包機(jī)前進(jìn)速度相同時(shí)，速度大小為21521mm/s即圖表的下邊線，當(dāng)彈齒頂端運(yùn)即圖表的下邊線，當(dāng)彈齒頂端運(yùn)動(dòng)方向與打包機(jī)前進(jìn)速度相反時(shí)，速度大小為動(dòng)方向與打包機(jī)前進(jìn)速度相反時(shí)，速度大小為20821mm/s即圖表的上邊線，當(dāng)彈齒頂端運(yùn)即圖表的上邊線，當(dāng)彈齒頂端運(yùn)動(dòng)方向與打包機(jī)前進(jìn)速度垂直時(shí)，速度大小為動(dòng)方向與打包機(jī)前進(jìn)速度垂直時(shí)，速度大小為350mm/s即打包機(jī)前進(jìn)的速度。即打包機(jī)前進(jìn)的速度。螺旋輸送器螺旋輸送器三維實(shí)體圖三維實(shí)體圖LOGO滾筒式切碎喂入裝置滾筒式切碎喂入裝置 切碎飼草將切碎的飼草喂入打包將切碎的飼草喂入打包室室滾筒式動(dòng)刀片示意圖滾筒式動(dòng)刀片示意圖 滾筒式切碎喂入裝置定刀片裝配結(jié)構(gòu)示意圖滾筒式切碎喂入裝置定刀片裝配結(jié)構(gòu)示意圖 滾筒式切碎喂入機(jī)構(gòu)裝配示意圖滾筒式切碎喂入機(jī)構(gòu)裝配示意圖打包室打包室v打包室由輥筒、長(zhǎng)皮帶打包室由輥筒、長(zhǎng)皮帶、液壓機(jī)構(gòu)構(gòu)成、液壓機(jī)構(gòu)構(gòu)成草芯形成過(guò)程簡(jiǎn)圖草芯形成過(guò)程簡(jiǎn)圖 壓緊過(guò)程簡(jiǎn)圖壓緊過(guò)程簡(jiǎn)圖 圓形打包機(jī)前視圖圓形打包機(jī)前視圖 圓形打包機(jī)左視圖視圖圓形打包機(jī)左視圖視圖 圓形打包機(jī)俯視圖圓形打包機(jī)俯視圖圓形打包機(jī)俯視圖圓形打包機(jī)俯視圖 2009年第5期 農(nóng)機(jī)化 國(guó)外農(nóng)機(jī)：一 約翰迪爾7760自走式可打包棉花收獲機(jī) 約翰迪爾7760自走式可打包棉花收獲機(jī)是由 美國(guó)迪爾公司于2007年推出的世界上最先進(jìn)的新 一代自走式摘棉機(jī)，由一臺(tái)摘棉機(jī)和一臺(tái)機(jī)載的圓 形棉花打包機(jī)組成。它的誕生體現(xiàn)了迪爾公司在棉 花收獲機(jī)械技術(shù)上的世界領(lǐng)先地位，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械收 獲棉花的一次革命，即田問(wèn)采棉和機(jī)載打包一次完 成，實(shí)現(xiàn)連續(xù)不問(wèn)斷的田間采棉作業(yè)。該機(jī)具有的 主要特點(diǎn)： 1 進(jìn)行連續(xù)不停頓的田間采摘收獲作業(yè) 7760棉花收獲機(jī)柴油箱容積1 136 L，摘錠清 洗液箱容積1 363 L，采棉頭潤(rùn)滑脂箱容積303 L。 每天加注一次液體可以在田間連續(xù)采棉作業(yè)12 h 以上。 據(jù)美國(guó)農(nóng)場(chǎng)主經(jīng)過(guò)2008年棉花采摘季節(jié)的實(shí) 踐，與傳統(tǒng)的棉箱式摘棉機(jī)相比，相同作業(yè)面積時(shí)， 7760棉花收獲機(jī)在采摘作業(yè)時(shí)間上平均可以節(jié)約 20-30，大幅度提高了棉花采摘效率。當(dāng)用時(shí)間 作為衡量棉花采摘作業(yè)的要素時(shí)，這種效率的提高 無(wú)異是幫助摘棉機(jī)用戶節(jié)約了費(fèi)用。 2 節(jié)約了田間采摘作業(yè)時(shí)需要的人力和相 關(guān)配套的設(shè)備 在采摘作業(yè)中，該機(jī)只需要把機(jī)載的圓形棉花 打包機(jī)彈出的棉花包放置在機(jī)器后面的一個(gè)可升降 的托架上，繼續(xù)進(jìn)行采摘作業(yè)。等該機(jī)到地邊時(shí)，直 接把棉包卸載到地面上。僅需要配備一個(gè)拖拉機(jī)后 置式的棉包叉車(chē)和一輛棉包運(yùn)輸車(chē)。減少了傳統(tǒng)的 棉箱式摘棉機(jī)作業(yè)時(shí)必須配套的運(yùn)棉車(chē)、牽引運(yùn)棉 車(chē)的拖拉機(jī)或傳統(tǒng)的方形棉花打垛機(jī)等設(shè)備，農(nóng)場(chǎng) 棉機(jī)一樣的摘錠清洗功能，確保了最大的收獲效率。 7 底盤(pán) 5 棉花輸送系統(tǒng) 該機(jī)使用了在約翰迪爾自走式摘棉機(jī)上驗(yàn)證多 年的JETAIRTROL棉花輸送系統(tǒng)，確保收獲更干 凈的籽棉。 棉花輸送系統(tǒng)由一個(gè)風(fēng)機(jī)和兩個(gè)輸棉管組成， 每個(gè)采棉頭都有一個(gè)單獨(dú)的通向棉箱的輸棉管。即 使在最小動(dòng)力輸出時(shí)，該系統(tǒng)也能夠提供出色的籽 棉輸送效率。此外，該系統(tǒng)使采摘頭被阻塞的可能 性降為最低。棉花輸送系統(tǒng)由牽引拖拉機(jī)的后動(dòng)力 輸出軸提供動(dòng)力。 6 棉箱 棉箱容積l3 m3，最大籽棉裝載量約1 000 kg。 棉箱的升起和下降通過(guò)在拖拉機(jī)駕駛室內(nèi)操作液壓 輸出閥手柄完成的。 棉箱系統(tǒng)包含一個(gè)手動(dòng)接合的棉箱油缸鎖。當(dāng) 棉箱在升起并鎖定的情況下，這個(gè)裝置保證了可以 安全地完成各項(xiàng)維修保養(yǎng)工作。 棉箱后部有一個(gè)梯子，棉箱上有安全扶手，為清 理棉箱頂部提供了便利。 該機(jī)在牽引拖拉機(jī)和摘棉機(jī)之間，實(shí)現(xiàn)了可轉(zhuǎn) 向的聯(lián)結(jié)。該裝置允許駕駛員在拖拉機(jī)駕駛室進(jìn)行 道路運(yùn)輸狀態(tài)(正牽引模式)和田間采摘作業(yè)(右置 側(cè)牽引模式)兩種模式下的牽引狀態(tài)轉(zhuǎn)換操作。此 外，該裝置還可以減小轉(zhuǎn)彎半徑。 在道路行走時(shí)，使用道路運(yùn)輸牽引模式。這種牽 引模式也被用來(lái)在棉田首次采摘開(kāi)路時(shí)使用。當(dāng)棉 田采摘通路被打開(kāi)后，將牽引方式轉(zhuǎn)換成田間采摘 作業(yè)模式，使兩個(gè)采摘頭始終在拖拉機(jī)的右側(cè)工作。 該機(jī)與牽引拖拉機(jī)之間的懸掛連接和分離非常 方便快捷。在從牽引拖拉機(jī)上分離摘棉機(jī)時(shí)，駕駛員 先放下停車(chē)支架，卸掉動(dòng)力輸出軸，從液壓輸出閥上 拔出液壓管，從拖拉機(jī)后部斷開(kāi)電線插頭和斷開(kāi)拖 拉機(jī)牽引桿。三個(gè)人在1 min之內(nèi)就可以完成懸掛 連接或分離。 約翰迪爾7260牽引式摘棉機(jī)在中亞地區(qū)、中國(guó) 已經(jīng)連續(xù)數(shù)年進(jìn)行了田間棉花采摘作業(yè)。實(shí)踐 證明，該機(jī)完全適合在中小規(guī)模棉花種植規(guī)模下對(duì) 棉花機(jī)械化收獲的需求。 (約翰迪爾中國(guó)市場(chǎng)部) 61 國(guó)外農(nóng)機(jī) 農(nóng)機(jī)化 2009年第5期 主明顯減少了在棉花采摘季節(jié)需要雇用的輔助勞動(dòng) 力人數(shù)，也減少了在田間需要搬運(yùn)棉花方形打垛機(jī) 的麻煩。 當(dāng)7760棉花收獲機(jī)需要從一塊棉田轉(zhuǎn)移到另 一塊棉田時(shí)，可以在1 min之內(nèi)從采摘模式轉(zhuǎn)換到 運(yùn)輸模式，允許駕駛員非常輕松地以27 kmh的速 度在道路上行駛。 不論是摘棉機(jī)在田間采摘棉花，還是從一塊棉 田轉(zhuǎn)移到另一塊棉田，7760棉花收獲機(jī)都把棉花機(jī) 械化收獲提高到了一個(gè)新的水平，創(chuàng)造了一種簡(jiǎn)單 高效的棉花機(jī)械化收獲方式。 3 動(dòng)力強(qiáng)勁，能夠保證在各種條件下棉田 的采摘作業(yè) 約翰迪爾7760自走式可打包棉花收獲機(jī)配備 了約翰迪爾POWERTECH PLu 排氣量135 L、 額定功率370 kW、符合TIER III排放標(biāo)準(zhǔn)的柴油發(fā) 動(dòng)機(jī)。ProDrive 自動(dòng)換檔的變速箱，允許駕駛員在 行進(jìn)時(shí)實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)變速。一檔采摘速度可達(dá)68 kmh， 道路運(yùn)輸速度可達(dá)274 kmh。靜液壓四輪驅(qū)動(dòng)，保 證強(qiáng)大、高效的驅(qū)動(dòng)能力。適應(yīng)各種條件下棉田的 采摘作業(yè)，甚至能夠在泥濘和有積水的棉田中進(jìn)行 采摘作業(yè)。 2008年，美國(guó)路易斯安那州颶風(fēng)災(zāi)害發(fā)生后， 當(dāng)其它型號(hào)自走式摘棉機(jī)都無(wú)法在有積水的棉田中 繼續(xù)采摘作業(yè)時(shí)，只有約翰迪爾7760自走式可打包 棉花收獲機(jī)能夠在泥濘的棉田繼續(xù)進(jìn)行采摘作業(yè)。 4 適應(yīng)全天候條件下的采摘作業(yè) 約翰迪爾7760自走式可打包棉花收獲機(jī)的機(jī) 載圓形打包機(jī)把圓形棉包包裹三層，棉包最大直徑 可達(dá)229 m(直徑可調(diào)范圍091229 113)，寬度2。43 m，每包籽棉重量2 039-2 265 kg。與傳統(tǒng)的方形棉 花垛相比，網(wǎng)形棉包改善了雨天的防水性能，具有 抗風(fēng)、運(yùn)輸過(guò)程中不易破損等特點(diǎn)，圓形棉包的高強(qiáng) 度打包膜從田間到軋花廠的過(guò)程中，很好地保護(hù)了 棉花纖維和棉花種子。 圓形棉包與地面接觸面積小，對(duì)存放場(chǎng)地沒(méi)有 特殊要求，不需要專門(mén)的運(yùn)輸車(chē)輛。具有拉運(yùn)方便、 在田問(wèn)和軋花廠存放方便的特點(diǎn)。圓形棉花包被全 部包裹，減少了在田問(wèn)和軋花廠存放場(chǎng)地上的籽棉 損失。 62 5 有利于軋花廠的加工 在棉花的收獲和加工季節(jié)，對(duì)軋花廠來(lái)說(shuō)，籽棉 的運(yùn)輸和存放是非常困難的。圓形棉包具有形狀大 小一致，內(nèi)部濕度恒定和密度均勻，運(yùn)輸和存放靈活 方便的特點(diǎn)。 使用7760棉花收獲機(jī)收獲的棉花，給軋花廠拉 運(yùn)籽棉尤其是在雨天拉運(yùn)籽棉帶來(lái)了極大的便利。 運(yùn)輸圓形棉花包時(shí)，首先使用拖拉機(jī)后置式叉 車(chē)在田間將棉花包分段運(yùn)輸，再使用標(biāo)準(zhǔn)的方形棉 花垛運(yùn)輸卡車(chē)或平板卡車(chē)將圓形棉花包運(yùn)走。一輛 標(biāo)準(zhǔn)的方形棉花垛運(yùn)輸卡車(chē)每次可以裝運(yùn)四個(gè)圓形 棉花包，長(zhǎng)1464 in的平板卡車(chē)一次可以裝載6個(gè) 圓形棉花包，1617 m的平板卡車(chē)一次可以裝載7 個(gè)圓形棉花包。 圓形棉花包被全部包裹，從田間到軋花廠包中 的籽棉幾乎不損失。在加工圓形棉花包時(shí)，由于圓形 棉花包不會(huì)在場(chǎng)地上散落棉花，軋花廠也不需要專 門(mén)派人來(lái)清理。而傳統(tǒng)的方形棉花垛堆放在軋花廠 場(chǎng)地上會(huì)吸收地上的水分并容易受雨水的侵蝕，在 喂人軋花加工線前，需要烘干處理、把臟棉花人工分 撿出來(lái)。而全包裹的圓形棉花包從田間到軋花廠的 場(chǎng)院、軋花加工線一直能保持籽棉的干燥。 圓形棉花包中的含水量恒定在大約85，因此 棉花烘干需求的爐溫低、時(shí)間短，所以軋花加工線每 小時(shí)大約平均可以增加7包的喂入量。此外，由于圓 形棉花包里的籽棉靜電減少了，所以在軋花加工線 上喂入來(lái)自圓形棉花包中的籽棉時(shí)，要比喂人方形 棉花垛中的籽棉更容易了。據(jù)美國(guó)德克薩斯州的一 個(gè)軋花廠測(cè)算，在2008年秋季發(fā)生颶風(fēng)期間，他們 在雨天加工圓形的棉花包時(shí)，節(jié)省了40的用于烘 干籽棉的燃料。另外，圓形棉花包的包裝膜完全可以 回收再利用，也成為了軋花廠的一筆額外收人。 經(jīng)過(guò)美國(guó)2008年棉花收獲季節(jié)的實(shí)踐，約翰迪 爾7760自走式可打包棉花收獲機(jī)得到了棉花農(nóng)場(chǎng) 主和軋花廠的普遍好評(píng)。該機(jī)不僅實(shí)現(xiàn)了田間連續(xù) 不停頓的采摘作業(yè)，使農(nóng)場(chǎng)主提高了棉花收獲的采 摘效率。而且，緊湊的圓形棉花包幫助軋花廠減少了 籽棉的損失和棉花等級(jí)的降低，也為軋花廠提供了 籽棉拉運(yùn)和存放的靈活性和方便性，并提高了軋花 加工線的加工效率。 (約翰迪爾中國(guó)市場(chǎng)部)