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新型甘蔗收割機(jī)工藝分析與電液控制系統(tǒng)的研究

發(fā)布時(shí)間:2020-09-19 17:19
   甘蔗是我國南方的一種重要經(jīng)濟(jì)作物,是生產(chǎn)食糖和生物乙醇的重要原料。我國甘蔗種植面積廣闊,但主要以人工收割為主,機(jī)械化收割水平極低,已嚴(yán)重制約了制糖工業(yè)的生產(chǎn)。甘蔗收割機(jī)是一種多執(zhí)行器協(xié)同動作的移動式農(nóng)業(yè)機(jī)械,執(zhí)行器動作多,協(xié)同工作性強(qiáng),收割工藝復(fù)雜。因此,甘蔗收割機(jī)的電液控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須要與甘蔗收割機(jī)的收割工藝相適合。本文基于分析新型甘蔗收割機(jī)的工藝原理,確定了各執(zhí)行器的運(yùn)動特點(diǎn)和動作要求,為電液控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供設(shè)計(jì)依據(jù)。針對壓力和流量需求差別較大的多執(zhí)行器協(xié)同動作的系統(tǒng),在比較獨(dú)立控制型系統(tǒng)和集中控制型系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,提出一種多目標(biāo)優(yōu)化系統(tǒng)集成方法,使系統(tǒng)滿足協(xié)同動作的要求,同時(shí)具有較高的效率和系統(tǒng)集成度,并以此設(shè)計(jì)了新型甘蔗收割機(jī)的液壓系統(tǒng)。結(jié)合液壓系統(tǒng)的控制特點(diǎn)確定了以集中式結(jié)構(gòu)為模型的軟硬件體系,并應(yīng)用CAN總線通訊技術(shù)建立通訊網(wǎng)絡(luò),在此基礎(chǔ)上結(jié)合甘蔗收割機(jī)的工藝特點(diǎn)和使用要求設(shè)計(jì)了整車的基本功能,并進(jìn)一步細(xì)化行走系統(tǒng)功能。開發(fā)了控制器程序,同時(shí)結(jié)合顯示器開發(fā)實(shí)現(xiàn)對整機(jī)監(jiān)控的人機(jī)交互界面,具備狀態(tài)監(jiān)測和安全保護(hù)功能。最后通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了電液控制系統(tǒng)的功能性和可行性,提高了甘蔗收割機(jī)的收割效率和自動化程度,為今后甘蔗收割機(jī)的電液控制系統(tǒng)研究奠定了基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】:燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位年份】:2017
【中圖分類】:S225.53
【部分圖文】:

甘蔗收割機(jī),甘蔗


甘蔗多為連片種植,有利于機(jī)械化收割作業(yè)。同時(shí)這些國家的甘蔗生產(chǎn)機(jī)械化水高,甘蔗的儲存、運(yùn)輸以及制糖企業(yè)的制糖工藝都適應(yīng)切段式原料蔗[12,13]。當(dāng)前國外切斷式甘蔗收割機(jī)的主要生產(chǎn)廠家和型號有:巴西 SAHTAL 公司、大利亞 TOFT 系列、美國迪爾公司、美國凱斯 A8000 系列等[14]。這些機(jī)型普遍具較大的裝機(jī)功率,收割效率高。收割作業(yè)時(shí)可完成扶蔗(旋轉(zhuǎn)的扶蔗筒梳理松開叉的甘蔗,并將倒伏的甘蔗扶起歸攏到收割行內(nèi))、切尾(切除甘蔗頭部的稍葉)切根(切斷甘蔗的根部)、切段(把甘蔗切成小段)、清選(清選處理后的蔗段)、車、碎葉還田等工序,功能完善、自動化程度高[15-17]。凱斯 A8000 甘蔗收割機(jī)在世界主要甘蔗種植區(qū)被普及應(yīng)用,如圖 1-1 所示。合收割 1.4m 行距的雙行和 1.5m 以上行距的單行甘蔗,整機(jī)質(zhì)量 14.8t,額定功260kw,采用輪式行走,速度可達(dá) 20km/h。凱斯 A4000 其尺寸比傳統(tǒng)的甘蔗收獲小,整機(jī)質(zhì)量 6.7t,額定功率 128kw。適合單雙行,窄行距甘蔗收獲,可以高效地獲 0.9m 以上行距的甘蔗。

甘蔗收割機(jī),蔗田,甘蔗,機(jī)型


甘蔗多為連片種植,有利于機(jī)械化收割作業(yè)。同時(shí)這些國家的甘蔗生產(chǎn)機(jī)械化水高,甘蔗的儲存、運(yùn)輸以及制糖企業(yè)的制糖工藝都適應(yīng)切段式原料蔗[12,13]。當(dāng)前國外切斷式甘蔗收割機(jī)的主要生產(chǎn)廠家和型號有:巴西 SAHTAL 公司、大利亞 TOFT 系列、美國迪爾公司、美國凱斯 A8000 系列等[14]。這些機(jī)型普遍具較大的裝機(jī)功率,收割效率高。收割作業(yè)時(shí)可完成扶蔗(旋轉(zhuǎn)的扶蔗筒梳理松開叉的甘蔗,并將倒伏的甘蔗扶起歸攏到收割行內(nèi))、切尾(切除甘蔗頭部的稍葉)切根(切斷甘蔗的根部)、切段(把甘蔗切成小段)、清選(清選處理后的蔗段)、車、碎葉還田等工序,功能完善、自動化程度高[15-17]。凱斯 A8000 甘蔗收割機(jī)在世界主要甘蔗種植區(qū)被普及應(yīng)用,如圖 1-1 所示。合收割 1.4m 行距的雙行和 1.5m 以上行距的單行甘蔗,整機(jī)質(zhì)量 14.8t,額定功260kw,采用輪式行走,速度可達(dá) 20km/h。凱斯 A4000 其尺寸比傳統(tǒng)的甘蔗收獲小,整機(jī)質(zhì)量 6.7t,額定功率 128kw。適合單雙行,窄行距甘蔗收獲,可以高效地獲 0.9m 以上行距的甘蔗。

甘蔗收割機(jī),切根


圖 1-3AS60 型甘蔗收割機(jī) 圖 1-4 4GQ-260 型甘蔗收割機(jī)(2)整桿式甘蔗收割機(jī)國內(nèi)整桿式甘蔗收割機(jī)主要有兩種型式:一種為切根和剝?nèi)~分段式,另一種為切根和剝?nèi)~聯(lián)合式。切根和剝?nèi)~分段式機(jī)型又稱為割鋪機(jī)。利用割鋪機(jī)把甘蔗切根后收集,甘蔗稈莖完整,保留蔗葉。后續(xù)再通過專門的剝?nèi)~機(jī)器去除蔗葉。分段式收割需要人工將收割的甘蔗喂入剝?nèi)~機(jī),再由人力集堆裝載,此外利用剝?nèi)~機(jī)集中剝?nèi)~操作,產(chǎn)生大量的甘蔗葉需要處理,不利于蔗葉還田,輔助工作多,勞動強(qiáng)度大。此類機(jī)型沒有廣泛推廣。切根與剝?nèi)~聯(lián)合式的甘蔗收割機(jī)可一次完成甘蔗切根和剝?nèi)~等工作。該類機(jī)型一般包含扶蔗器、切根刀盤、剝?nèi)~裝置、輸送裝置等機(jī)構(gòu)。扶蔗器將田間收割行內(nèi)的甘蔗扶起,經(jīng)砍蔗刀盤裝置將甘蔗稈從根部切斷,通過剝?nèi)~裝置去除甘蔗的蔗葉,輸送裝置將去除蔗葉的甘蔗桿拋送出機(jī)體以便收集裝載。用此類機(jī)型收割交叉倒伏

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本文編號:2822791

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