履帶式再生稻收割機底盤的設(shè)計與試驗.pdf

1、再生稻是在收獲時割取其稻株穗頭和莖稈，留下1/3稻樁和地下根系，讓其抽穗二次成熟的一季水稻。再生稻能夠提高稻田單位面積的產(chǎn)量，增加農(nóng)民經(jīng)濟收入，故近年來在中國水稻種植區(qū)得到廣泛推廣。但由于再生稻頭季收割有低碾壓、高留茬及濕泥腳田作業(yè)等農(nóng)藝要求，現(xiàn)有水稻收割機技術(shù)難以滿足，致使其推廣受到限制。針對上述研究背景及再生稻收獲要求，本文以減少底盤對留茬碾壓率及增強再生稻收割機田間通過性為目的，基于履帶式車輛設(shè)計理論，設(shè)計了一臺全履帶式再生稻收割

2、機底盤，并對其進行性能試驗及功率測試，主要研究內(nèi)容及成果如下:
　　(1)全履帶式再生稻收割機碾壓率計算分析?；诼膸杰囕v設(shè)計理論，以割幅Z、軌距B、履帶接地長度L、履帶寬度b、轉(zhuǎn)向半徑R0、底盤中心軸線與割臺割刀縱向距離X為影響因素，建立了全履帶式再生稻收割機行走底盤結(jié)構(gòu)模型及其田間直行轉(zhuǎn)彎碾壓模型，以種植行距i、株距c、穴徑br的水稻為對象，對上述各參數(shù)對碾壓率的影響規(guī)律進行了分析，結(jié)果表明:其他參數(shù)相同條件下，直行時，碾壓

3、率δ1與隨割幅Z與履帶寬度b的比值增加而減小;轉(zhuǎn)彎時，全履帶式再生稻收割機碾壓率δ2隨轉(zhuǎn)向角度θ增大而減小，隨轉(zhuǎn)向半徑R0的增大而減小;碾壓率不受底盤中心軸線與割臺割刀縱向距離X的影響;軌距B以及割幅Z與軌距B之差為行距和株距的公倍數(shù)時有利于減少碾壓率;在相同接地比壓條件下，割幅Z增加有利于減少碾壓率。為減少碾壓率，全履帶式再生稻收割機結(jié)構(gòu)設(shè)計時，在滿足接地比壓前提下，應(yīng)減少履帶寬度b和接地長度厶增大割幅Z，軌距B取行距和株距的公倍數(shù)，

4、割幅Z與軌距B之差為行距和株距的最小公倍數(shù)，采用回轉(zhuǎn)式行走路徑;結(jié)合田塊形狀與面積，優(yōu)先選用較大轉(zhuǎn)向半徑R0;在農(nóng)藝上，建議水稻種植行距與株距有整數(shù)倍關(guān)系。該研究為全履帶式再生稻收割機行走底盤的設(shè)計與田間行走方案的確定提供了參考依據(jù)。
　　(2)全履帶式再生稻收割機機動性能分析。對全履帶式機車行駛原理進行分析，并分析其行駛速度與履帶式行走裝置參數(shù)及運動參數(shù)之間的關(guān)系;其次，對全履帶式機車轉(zhuǎn)向原理、轉(zhuǎn)向力學(xué)及轉(zhuǎn)向條件進行分析;最后，

5、對全履帶式機車越溝過坎能力進行分析。該分析研究結(jié)論能對全履帶式再生稻收割機底盤行走裝置設(shè)計提供依據(jù)。
　　(3)全履帶式再生稻收割機底盤總體設(shè)計。基于碾壓率分析及全履帶式底盤機動性能分析結(jié)果，以履帶式車輛設(shè)計理論及機械設(shè)計理論為基礎(chǔ)，結(jié)合再生稻收獲作業(yè)田間作業(yè)環(huán)境與特點，以Pro/E、CAD等軟件為工具，對履帶式再生稻收割機底盤行走系，操縱系、傳動系進行設(shè)計，并加工試制樣機。
　　(4)全履帶式再生稻收割機底盤測試平臺搭建。

6、本文基于扭矩傳感器建立功率測試平臺。在電源提供方面，該測試平臺以12V直流電瓶為電源，并以12-220V逆變器將12V直流電變?yōu)?20V交流電，用以為扭矩功率儀提供電力，扭矩功率儀外供電壓給扭矩傳感器供電。在測試方法方面，該測試平臺由扭矩功率儀將扭矩與轉(zhuǎn)速信號傳遞給扭矩功率儀，扭矩功率儀實時顯示扭矩、功率及轉(zhuǎn)速值，并將該值通過M400數(shù)據(jù)采集軟件傳遞給計算機保存。所采取的測試方法能較為準(zhǔn)確地獲取全履帶式再生稻收割機底盤平穩(wěn)運行時的功率數(shù)

7、據(jù)，測試方案能直接獲取驅(qū)動履帶底盤所需驅(qū)動功率。
　　(5)選取水泥地面及田間對全履帶式再生稻收割機底盤進行性能試驗。主要為水泥地面上測試行駛速度及直行偏駛率，田間測試以不同速度及不同質(zhì)量為影響因素下的底盤行駛功耗，并測試其轉(zhuǎn)向功耗及轉(zhuǎn)向角速度。試驗結(jié)果顯示:1)水泥地面上測試不同檔位下實際最高行駛速度分別為Ⅰ檔1.120m/s、Ⅱ檔1.403m/s、Ⅲ檔1.957m/s，且均小于理論最高行駛速度;水泥路面上測試其直行偏駛率為4.

8、93％，小于國標(biāo)GB/T15370.4-2012《農(nóng)業(yè)拖拉機通用技術(shù)條件第4部分:履帶拖拉機》中規(guī)定的6％。2）在平均土壤堅實度為383kPa(深度150mm)，平均土壤濕基含水率為25.98％（深度100-150mm）的田間進行試驗。測試底盤質(zhì)量一定（2200kg），不同速度水平(0.6、0.8和1.0m/s)下的直行功耗;測試直行速度一定（1m/s），不同質(zhì)量水平（1400kg、1600kg、1800kg、2000kg和2200kg