彈齒滾筒式棉桃采摘裝置的設(shè)計(jì)研究.pdf

1、棉花是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物和戰(zhàn)略物資，在國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中占有重要地位。新疆作為我國主要三大棉花產(chǎn)區(qū)之一，已成為我國最大的國家級(jí)商品棉基地和最重要的優(yōu)質(zhì)棉產(chǎn)區(qū)。但是，由于成本的原因，未能吐絮的棉桃大多廢棄不收，尤其是棉花機(jī)械化采收后廢棄的棉桃浪費(fèi)十分嚴(yán)重。本文在分析棉桃收獲機(jī)械國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的情況下，借鑒國外成熟機(jī)型，根據(jù)新疆的棉花種植特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了彈齒滾筒式棉桃采摘裝置，并對(duì)采摘裝置進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真分析，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，通過采摘試驗(yàn)，得

2、到采摘裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)的最優(yōu)組合。主要研究內(nèi)容如下：
　　（1）對(duì)棉桃的物理機(jī)械特性進(jìn)行測定。
　　實(shí)地測量了棉花的種植模式以及棉桃的形狀、直徑、質(zhì)量、含水率等特性；通過電子萬能試驗(yàn)機(jī)測得棉桃果柄與莖稈的連接力以及棉桃與果柄的連接力；通過試驗(yàn)測得棉桃的碰撞恢復(fù)系數(shù)、靜摩擦系數(shù)、滾動(dòng)摩擦系數(shù)、棉桃的彈性模量等參數(shù)。
　?。?）對(duì)采摘裝置的采摘原理和運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行了分析，得到彈齒端點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡方程；針對(duì)棉桃采摘裝置工

3、作狀態(tài)和非工作狀態(tài)兩種情況進(jìn)行了受力分析，為后文采摘裝置的仿真分析提供力學(xué)基礎(chǔ)；依據(jù)第二章得到測量數(shù)據(jù)，對(duì)采摘裝置的關(guān)鍵部件如機(jī)架、滾筒、彈齒、過橋、液壓缸、傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
　?。?）通過Adams運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真軟件模擬了彈齒與棉桃采摘碰撞過程，得出隨著滾筒轉(zhuǎn)速增大，碰撞力隨之增大，并得出滾筒轉(zhuǎn)速的合理范圍在150r/min-230r/min；通過ANSYS有限元分析軟件分析了采摘裝置在彎曲工況下機(jī)架最大應(yīng)力為52.11MPa

4、，最大位移值為0.998mm，在極限扭轉(zhuǎn)工況下機(jī)架最大應(yīng)力為102.5MPa，最大形變量為3.14mm，皆滿足設(shè)計(jì)要求；分析采摘時(shí)彈齒的最大應(yīng)力??105 Mpa，最大位移為1.58mm，滿足設(shè)計(jì)要求；通過EDEM離散元仿真軟件的仿真分析，得到了采摘過程中任意一顆棉桃的運(yùn)動(dòng)軌跡及運(yùn)動(dòng)過程中的速度大小變化，并根據(jù)棉桃的運(yùn)動(dòng)軌跡優(yōu)化護(hù)板。
　?。?）通過單因素試驗(yàn)確定了棉桃采摘裝置的較優(yōu)參數(shù)，并通過正交試驗(yàn)的極差分析和方差分析得到采摘