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花生联合收获机挖掘装置的设计研究.pdf

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花生联合收获机挖掘装置的设计研究.pdf

第期摘要通过对比分析确定了花生联合收获机的挖掘装置结构形式从理论上推导出满足生产要求的挖掘铲主要参数的求取方法和公式现场试验表明该挖掘装置工作可靠性能优良关键词花生联合收获机挖掘铲设计中图分类号文献标识码文章编号,,.,/,,0,.,,1.,,.,/01.2,3456.77234567.89.ABC5DAB.E69FGHI9JHKLJM9IAB9A9NLGGH6O8I9OPIQ8RBBABM9IHG8MO9A7HJFAO69ISOGHOI69GFOOAROJRORTK9GORAH6OJARHAH69HRBBABG6SONGJMOHOAH8IMIR7JABIOU7IOOAHG8I7N9G8IH6OMIAJM9NM9I9OHOIG8RBBABG6SON69SOFOOARISOA7HH6OIOHJ9NNLTV6OHOGHIOG7NHGG6PH6ORBBABG6SONGJIORFNOPH6G9HG89JHILMOI8I9AJOT89,FAO69ISOGHOIRBBABG6SONROGBA引言我国现有花生收获机械无论是技术性能还是总体水平都不能满足农业生产的现时需要因此研究开发出适合我国国情的且技术先进经济实用的花生联合收获机必将带动全国花生收获机械化的发展极大地促进我国农业机械化现代化和农村经济的全面发展以及农民生活水平的提高花生联合收获机可依次完成花生的挖掘分离泥土输送摘果清选等项作业本文主要对13,型花生联合收获机挖掘装置的设计理论进行初步的探讨挖掘装置结构形式的确定挖掘部件的作用是把花生作物和土壤一起挖出并且把它传送到分离部件上去对挖掘部件的要求是在尽量少挖取泥土的情况下挖净花生作物挖掘深度稳定并且能根据需要进行调节保证土垡能沿铲面顺利通过对用于粘重土壤的挖掘铲应有较强的碎土能力为分离花生作物中的泥土提供有利条件为了避免工作时出现缠草和壅土要求挖掘部件能够自动进行清理牵引阻力小刃口的耐磨性要好花生收获机挖掘部件上采用的挖掘铲有平面铲曲面铲和槽形铲等本设计采用平面多铲平面铲的铲面为平面结构简单制造容易为了保证铲刃的自动清理和良好的入土性能带斜刃的三角形铲得到广泛应用平面铲按铲的数量可分为单铲双铲和多铲三种平面单铲常用在单行收获机上根据挖掘段面和滑切性能的要求铲刃夹角可取不同的值平面双铲由左右两个铲组成常用在双行收获机上铲的固定方式有两种一种是铲直接固定在横梁上另一种是将左右两铲分别通过托架悬臂固定在机架上并在两铲之间留有滑草间隙有时在两铲之间放置一个小铲以减少主铲的宽度和保证铲的滑草能力平面多铲是由个或个以上的相同或相似的铲组成由于铲的个数较多每个铲的铲刃斜角有可能取得小些从而使铲具有良好的滑切性能可用在单行或双行收获机上铲的固定方式有两种一种是铲直接固定在横梁上另一种是每个铲分别通过自己的铲柄悬臂固定在升运链从动边底部的横梁上并且在各铲之间留有滑草间隙前一种固定方式结构简单但在工作时横梁上容易挂草通过分析对比国内外现有挖掘铲的结构形式结合中粘壤土花生种植特性收获要求和土壤性质考虑到经济性本产品挖掘装置采用带斜刃的三角形平面多铲以保证铲刃的自动清理和良好的入土性能及碎土能力挖掘铲主要参数的确定如图所示三角形平面铲的主要参数有入土角铲面长度铲刃斜角铲面宽度和铲后端高度等图挖掘铲的结构参数花生联合收获机挖掘装置的设计研究陈书法李耀明孙星钊年入土角挖掘铲入土角较小时其入土性能差铲面上土壤后移速度较快漏土较少当入土角较大时入士性能好但阻力增大土壤后移速度减慢易雍土机器前进作业时位于铲面上的土壤受力情况如图所示图铲面受力分析利用达朗伯原理为使土壤能够后移应满足,,./式中沿着挖掘铲移动的掘起物所需的力铲对土壤的反作用力铲面与土壤的摩擦力掘起物的重力挖掘铲的入土角土壤对铲的摩擦系数,01为掘起物与铲面之间的摩擦角化简式.得02343图入土角与阻力和入土长度的关系表示与的关系表示与的关系式4表明牵引阻力与挖掘铲的入土角为正切函数关系在不同土质中作业时即分别取44567638入土角的改变对阻力的影响规律如图5中曲线所示当较小时曲线变化平缓随着增大曲线变陡说明入土角的改变对牵引阻力的影响在重质土壤中比在轻质土壤中敏感当入土角较小时牵引阻力随增长较慢当946以后牵引阻力急剧上升因此挖掘铲的入土角应取46为宜铲面长度铲的长度分为.和48.是挖掘铲的入土长度84是铲在地面以上过渡部分的长度44.入土长度.入土长度由图4可得.,的速度为8移到点时的速度为8掘起物由点向上移动到点时8其动能消耗等于克服重力摩擦力所作的功由能量守恒守律得到.44.44,44414441增大时4增加很快有利于土壤上升和后移所以在确定时4应考虑工作档位当入土角取较大值时4应减小另外4随增大而减小所以实际设计挖掘铲时为减少摩擦力避免壅土将挖掘铲入土部分的一段和过渡部分设计为栅条式以便于土壤顺利后移并使部分土壤分离中国农机化BCDEFGFHIDBJKLJIKMFBCEDNLDOE第期铲刃斜角挖掘铲工作时切断根蔓的能力主要取决于铲刃斜角过大时根蔓易缠结铲刃严重时产生堵塞过小根蔓不易被切断而发生滑脱现象图铲刃滑切受力分析如图所示设为根蔓和土壤对挖掘铲铲刃的摩擦角为作业时土壤对铲的反作用力则沿挖掘铲铲刃的分力使根蔓和土壤后移阻止根蔓和土壤向后滑移的摩擦力式中为使根蔓能滑离铲刃产生滑切的条件是,即,化简该式得./0123为使挖掘铲具有良好的切割性能4铲刃斜角的选择应满足式2越小滑切性能越好但在幅宽不变时铲刃斜角减小会增加铲刃长度使整机纵向尺寸变大对机组的提升和行走均不利因此铲刃斜角不宜过小土壤对钢的摩擦系数565674所以89676式中平均行距1综合标准差1式中行距标准差1在配置中间带小铲的双铲和多铲式挖掘部件时4两铲之间应留有滑草间隙4其值为双铲为5A854多铲为55实验及结果分析在江苏省东海县赣榆县的个地块进行花生田间收获试验4试验地块为沙壤土质挖掘铲铲刃斜角854入土角975试验结果见表94表中均为实测平均值表试验结果个试验地块的试验指标均达到设计要求试验地点与其它相比4收净率稍低4夹果破碎率机械掉果率稍高4其原因是该地块的含水率较高土壤粘性较大结论在保证铲刃的自动清理和良好的入土性能及碎土能力的前提下4从理论上推导出挖掘铲的入土角铲面长度铲刃斜角铲面宽度的计算方法4为设计挖掘铲提供了理论依据基于此理论制造的挖掘铲用于田间试验4试验各指标优于有关标准规定4为进一步进行整机的优化设计奠定基础参考文献B9C尚书旗4等6花生收获机械的研究现状与发展趋势BDC6农业工程学报4554196BCEF6卡那沃依斯基6收获机械BGC6北京中国农业机械出版社49.76BC吴守一6农业机械学1下册BGC6北京机械工业出版社49.726BC中国农业机械科学研究院6农业机械设计手册1上册BGC6北京机械工业出版社49.776B8CH6I6卢里耶6农业机械的设计和计算BGC6北京中国农业机械出版社49.76BC孙彦浩6花生生产栽培BGC6北京金盾出版社49..J6KKKKKKKKKKKKKK来稿日期55年95月99日项目来源江苏省科技攻关项目1项目编号IL55陈书法硕士研究生江苏大学959江苏镇江讲师淮海工学院558江苏连云港李耀明教授4博导江苏大学孙星钊高级工程师连云港市元天农机研究所55江苏连云港试验地点挖掘深度1收净率1M3夹果破碎率NO机械掉果率PM9698.7656.7968996.8.26.996969969.76856.9687965.769652967一般要求值.2技术研究花生联合收获机挖掘装置的设计研究

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