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链条滑轨式棉柴夹持起拔机构设计与试验研究

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目录

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论

1.1 问题的提出

1.2 研究的目的及意义

1.3 研究现状分析

1.3.1 棉柴收获理论研究现状

1.3.2 棉柴收获技术研究现状

1.3.3 国内典型棉柴收获机械性能介绍

1.4 研究现状总结及未来研究方向

1.4.1 研究现状总结

1.4.2 未来研究方向

1.5 技术路线

1.6 本文研究的主要内容

1.7 本章小结

第2章 棉秆拉、压、弯性能试验研究

2.1 棉秆资源特性及利用

2.1.1 棉秆资源特性

2.1.2 棉秆资源利用

2.2 棉秆力学性能试验

2.2.1 试验的目的及意义

2.2.2 试验材料与设备

2.2.3 棉秆拉伸试验

2.2.4 棉秆压缩试验

2.2.5 棉秆弯曲试验

2.3 棉秆含水率的测定

2.3.1 试验设备

2.3.2 试验过程及结果

2.4 本章小结

第3章 起拔机构总体方案的设计

3.1 方案设计方法的选择

3.2 起拔机构的功能及各零部件设计要求

3.2.1 起拔机构的功能要求

3.2.2 起拔机构零部件设计要求

3.3 起拔机构动力与传动方案设计

3.4 起拔机构总体结构设计

3.5 起拔机构工作过程和起拔原理

3.5.1 工作过程

3.5.2 起拔原理

3.6 本章小结

第4章 起拔机构设计及运动仿真分析

4.1 起拔机构结构方案的设计

4.1.1 棉秆导向装置的设计

4.1.2 棉秆夹持输送装置的设计

4.1.3 棉秆收集装置的设计

4.1.4 起拔机构连接架的设计

4.2 棉秆导向装置导向效果运动学仿真分析

4.2.1 模型的建立

4.2.2 约束和载荷的施加

4.2.3 棉秆扶起效果分析

4.3 起拔机构的试制、初步试验及分析

4.4 方案的改进

4.4.1 导向装置方位的调整

4.4.2 夹持输送链的改进

4.4.3 夹紧装置的改进

4.5 本章小结

第5章 夹持起拔机构试验研究

5.1 试验材料及设备

5.2 试验准备

5.3 试验过程及分析

5.3.1 导向效果试验

5.3.2 起拔效果试验

5.3.3 拨禾效果试验

5.4 本章小结

第6章 结论与讨论

6.1 主要结论

6.2 讨论

参考文献

致谢

附录

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摘要

棉花作为一种经济作物,在我国大范围内都有种植。其收获后遗留田间的秸秆即棉柴是一种重要的资源,但由于棉柴收获困难,加之目前公众对棉柴利用认识不够,使得棉柴主要以焚烧、掩埋进行处理,造成了资源的极大浪费。因此,迫切需要对棉柴的利用价值进行研究,对棉柴的力学性能进行研究,对棉柴的机械收获进行研究,对棉柴的后续加工进行研究,以使棉柴资源得到充分利用。
  本文考察了棉花种植的行距、株距,棉柴的株高、分叉部位、根长等外形特征参数。对收获期棉柴的力学性能进行了试验研究,分不同时段对不同含水率棉柴进行了拉伸、压缩、弯曲等力学性能参数的测试并比较,找出了不同含水率下,棉柴力学性能的差异。以棉柴种植情况及力学参数为依据,结合当前棉柴机械收获技术和原理的研究现状进行总结和分析,确定了一种链条滑轨式棉柴夹持起拔机构的设计方案。利用AUTO CAD及Pro/E软件完成了起拔机构零部件及总装图二维、三维图的绘制。利用虚拟设计的现代设计方法,采用ADAMS/View模块对棉柴导向装置的扶禾过程进行了运动学仿真分析,验证了导向装置设计的合理性及可行性。对起拔机构进行了试制,采用变频器对电动机进行调速作为动力带动整个传动系统。整套系统制造成本低廉,结构紧凑且简单,运行可靠,适应性强,可对不同直径的棉柴进行起拔。夹紧预紧力不仅可调,而且在棉柴起拔过程中,可依靠压簧弹力根据棉柴直径大小自动调整夹紧力。该机构采用了钢条分段铰接的夹紧装置,使得粗细不同的棉柴同时进入夹持轨道时,细棉柴不会因为夹持力不够而漏拔。该起拔机构工作时,可依据棉柴生长情况及倒伏情况,调整夹持输送链速和机构前进速度,使得棉柴能以合理的状态进入夹持轨道。通过调整弹簧预紧力调整夹持力的大小。
  经试验验证,该机构能够完成倒伏棉秆的扶起,使其进入夹持轨道。不同直径的棉柴,机构夹持力随之调整,能够顺利地将棉柴从土壤中拔出。到轨道末端,棉柴根部已完全从土壤中拔出,拨禾轮将其拨倒,棉柴倒伏平铺于地上。

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