隨著新疆紅花種植面積的不斷增大,采摘時(shí)節(jié)勞動力不足,人工采摘成本高的短板日益凸顯,機(jī)械化采收紅花勢在必行。機(jī)械采收紅花的難點(diǎn):無統(tǒng)一種植模式,傳統(tǒng)紅花種植區(qū)域分布在平原、丘陵、盆地地貌;在生物特性上,紅花果球高度不一,果枝錯(cuò)綜不齊。在要求機(jī)器較好野外適應(yīng)能力和操作靈活性的同時(shí),還需保證低掉落率,高采凈率和高效率、低損傷率。本課題研制的對輥式紅花采收機(jī),利用膠輥的彈性,保證花絲的低損傷率,膠輥通過摩擦連續(xù)性運(yùn)轉(zhuǎn),保證工作的高效率和高采凈率,采收機(jī)的配置風(fēng)送系統(tǒng)使得花絲掉落率降低。通過對紅花的生物特性研究與力學(xué)特性分析,為整機(jī)具體參數(shù)設(shè)計(jì)提供輸入?yún)⒖贾�。對花絲的基本物理特征進(jìn)行試驗(yàn),測得花絲長度值、花絲直徑值分布在12.3mm~24.5mm、17.5mm~25.1mm,得到花絲密度變化規(guī)律,最大密度為第四天開放密度2.41g/ml;對不同開放天數(shù)花絲含水率進(jìn)行測量,得到含水率變化規(guī)律。對花絲與膠輥間摩擦系數(shù)進(jìn)行研究,得出摩擦角隨開放天數(shù)的變化規(guī)律和橡膠的抗?jié)窕阅苡绊懸?guī)律。測量分析得到花絲與果球間的拉拔力與位置、直徑、含水率之間的影響關(guān)系。確定了整體設(shè)計(jì)方案,在三維建模軟件中建立了紅花采收機(jī)的整體布置方案;基于輕量化設(shè)計(jì)理念對采摘頭的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì),提出了嵌件式軸承座的方式;通過對錐齒輪的校核,證明了設(shè)計(jì)的理論可行性;根據(jù)紅花采收機(jī)的實(shí)際工作情況對離合器進(jìn)行了理論分析,并對其預(yù)緊彈簧進(jìn)行了設(shè)計(jì)與校核;對離心式鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行了設(shè)計(jì),并根據(jù)實(shí)際中紅花采收機(jī)出現(xiàn)碎花的現(xiàn)象,進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)。通過理論分析,建立膠輥工作時(shí)的力學(xué)模型,推導(dǎo)出當(dāng)花絲接觸載荷和過盈接觸載荷成一確定線性關(guān)系時(shí),膠輥無反彈位移,通過ABAQUS對裝配過盈量的靜力學(xué)仿真分析,最終通過確定裝配時(shí)最小過盈量0.5mm;依據(jù)所施加工作載荷工作面所產(chǎn)生的回彈位移量為0,確定最大過盈量1.5mm。通過實(shí)際田間試驗(yàn)所得結(jié)果與設(shè)計(jì)分析一致,同時(shí)仿真結(jié)果與力學(xué)模型相基本吻合。通過對采摘裝置的內(nèi)部流場進(jìn)行分析,設(shè)花絲采摘過程為射流,采用DPM模型模擬花絲顆粒軌跡,仿真結(jié)果表明,采摘手柄的內(nèi)部流場中花絲軌跡凌亂,并從采摘口彈出,為減少渦流區(qū)域,在采摘頭的端側(cè)增加了導(dǎo)流口,改進(jìn)后的仿真結(jié)果表明,花絲的軌跡一致,順暢進(jìn)入收集通道。
【學(xué)位單位】：石河子大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：S225

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本文編號：2816256