輪式小型甘蔗收割機臺架部件的結構設計分析及試驗研究.pdf

1、甘蔗收獲機械技術一直是制約我國甘蔗生產(chǎn)全程機械化的一個瓶頸。小型甘蔗收割機的研制對于改善我國甘蔗收割的落后局面、增強糖業(yè)的綜合競爭力、提高蔗農(nóng)的收入水平等都具有極其重要的作用。 臺架部件主要包括小型甘蔗收割機的前置支架、扶蔗器、切割器等重要的收割工具，該部件還可安裝甘蔗輸送等輔助裝置，其結構設計的優(yōu)劣，直接關系到收割效率和來年甘蔗的生長質(zhì)量，因此，一直是甘蔗收割機的設計重點。本課題以國家自然科學基金項目、廣西科技廳攻關項目和廣西

2、制造系統(tǒng)與先進站制造技術重點實驗室項目為依托，具體工作如下： 一、針對以往將切割器固定在扶蔗支架上同時斜推提升的臺架設計方案中的不足，提出了新型的切割器和扶蔗器的分離式抬升方案，可將切割器垂直提升330mm，滿足最大壟高的通過性要求；同時降低整個臺架的重量，使結構更加緊湊；扶蔗器安裝時向外偏轉，與水平方向成7°夾角，對收割時的甘蔗具有收攏作用；同時設計在臺架上安裝一到兩個支撐桿，可提高切割質(zhì)量。最后結合經(jīng)驗分析和理論計算，對臺架

3、裝置整體進行了結構設計。 二、利用有限元分析方法，結合軸承的預緊理論，對切割器旋轉主軸的支撐部件一軸承進行優(yōu)化研究，并設計刀軸剛性的測試試驗作對比分析，結果表明當一對軸承作支撐時，軸承間距設置為200nm為佳。在驗證虛擬分析的方法行之有效后，將主軸改為三軸承作彈性支撐的結構，并得出此結構更有利于剛性的提高的結論。 三、將砍蔗刀盤在高速旋轉情況下的離心力作為預應力，對刀盤的結構進行了有預應力的模態(tài)分析，避開了刀盤的激振頻率

4、，提高了切割器的動剛度。 四、在對支撐桿的理論研究的基礎上，在試驗中設置支撐桿，并對不同的安裝位置對比甘蔗的切割效果。單因素方差分析表明安裝支撐桿對甘蔗的切割效果影響顯著，正交試驗分析結果則表明將支撐桿與甘蔗根部距離設置為650mm時，甘蔗表面的綜合評分值較小，即切割質(zhì)量較好。同時利用正交試驗方差分析的方法確定了進給速度、刀盤轉速、軸承間距和支撐桿的距離四個因素對切割器剛性和甘蔗切割質(zhì)量的影響主次順序，得到比較好的工作參數(shù)組合。