整稈式甘蔗收割機(jī)剝?nèi)~機(jī)構(gòu)的作業(yè)質(zhì)量對(duì)收獲后甘蔗莖稈的蔗葉殘留有重要影響,合理的作業(yè)參數(shù)可有效改善剝?nèi)~機(jī)構(gòu)的剝?nèi)~質(zhì)量。該研究通過建立甘蔗剝?nèi)~過程仿真模型分析莖稈和剝?nèi)~元件的相互作用過程及其應(yīng)力變化以及莖稈的受力情況,采用單因素仿真試驗(yàn)研究喂入輥筒轉(zhuǎn)速、剝?nèi)~輥筒轉(zhuǎn)速及莖稈與剝?nèi)~元件搭接長(zhǎng)度對(duì)莖稈和剝?nèi)~元件所受峰值應(yīng)力的影響規(guī)律。在仿真分析的基礎(chǔ)上建立甘蔗剝?nèi)~作業(yè)試驗(yàn)臺(tái),采用Box-Behnken試驗(yàn)方案研究關(guān)鍵作業(yè)參數(shù)對(duì)莖稈未剝凈率(剝?nèi)~后殘留蔗葉和葉鞘占剝?nèi)~前全部蔗葉和葉鞘的比值)的影響規(guī)律并獲得最佳作業(yè)參數(shù):喂入輥筒轉(zhuǎn)速250 r/min,剝?nèi)~輥筒轉(zhuǎn)速540 r/min,莖稈與剝?nèi)~元件搭接長(zhǎng)度13.9 mm,甘蔗喂入根數(shù)1.68根,此時(shí)莖稈未剝凈率為2.2%。驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果表明,在單根和雙根喂入時(shí),甘蔗莖稈未剝凈率分別為2.0%和3.1%。通過高速攝像分析葉鞘的剝離過程,并獲得最優(yōu)作業(yè)參數(shù)下莖稈的輸送速度區(qū)間為2.3～2.9 m/s。該研究結(jié)果為改善甘蔗收割機(jī)剝?nèi)~效果、提高作業(yè)適應(yīng)性提供參考。

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【部分圖文】：

圖1甘蔗剝?nèi)~原理

如圖1所示，在剝?nèi)~過程中，收割機(jī)上、下剝?nèi)~輥筒勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，甘蔗莖稈穿過相鄰2個(gè)剝?nèi)~元件之間的間隙，被剝?nèi)~元件夾持和擠壓并向后輸送，莖稈受到法向力Fz和切向力F的作用。切向力的水平分量Fx沿軸向?qū)⒄崛~和葉鞘剝離，垂直分量Fy將葉鞘從莖稈上拉開[26]，法向力Fz使剝?nèi)~元件與莖稈產(chǎn)生摩....

圖7喂入輥筒和剝?nèi)~輥筒轉(zhuǎn)速對(duì)蔗葉未剝凈率的交互影響

由表6可知，喂入輥筒轉(zhuǎn)速與剝?nèi)~輥筒轉(zhuǎn)速的交互效應(yīng)較顯著（P=0.0051）。運(yùn)用MATLAB2017軟件繪制二者對(duì)未剝凈率的響應(yīng)曲面和二維等高線，如圖7所示，隨著喂入輥筒轉(zhuǎn)速與剝?nèi)~輥筒轉(zhuǎn)速的上升，蔗葉未剝凈率先下降后上升，表明在-1到1的編碼范圍內(nèi)，蔗葉未剝凈率有最小值。由等....

圖8甘蔗剝?nèi)~過程

運(yùn)用高速相機(jī)從試驗(yàn)臺(tái)側(cè)面捕捉甘蔗剝?nèi)~過程，并將圖像導(dǎo)入Blaster’sMAS軟件后對(duì)莖稈上的標(biāo)記點(diǎn)逐幀追蹤，獲得莖稈在剝?nèi)~過程中的速度-時(shí)間曲線，如圖9所示。圖中反映的是單根喂入時(shí)甘蔗的剝?nèi)~過程，其中包含多次剝?nèi)~元件與莖稈的相互作用。當(dāng)喂入輥筒轉(zhuǎn)速為250r/min、剝?nèi)~輥....

圖2甘蔗-剝?nèi)~輥筒仿真模型

通常情況下，仿真模型與實(shí)際情況越接近，仿真結(jié)果越準(zhǔn)確。但在實(shí)際操作過程中，提高仿真模型精度需要更高的計(jì)算機(jī)硬件配置，同時(shí)仿真過程涉及多種非線性問題，模型精度的提高意味著運(yùn)算量的提高。為平衡求解精度和求解效率的矛盾，本研究根據(jù)研究目的和實(shí)際情況對(duì)模型進(jìn)行適當(dāng)簡(jiǎn)化。根據(jù)先前研究[28....

本文編號(hào)：3934471