【摘要】：農(nóng)作物秸稈是十分的寶貴可再生資源,我國的秸稈、飼草等農(nóng)作物資源十分豐富,但是在其商品化過程中,因其具有結構疏松、密度小、分布分散、季節(jié)性強的特點,高收集成本等因素,限制了秸稈的多元化利用,秸稈的機械化還田或秸稈打捆是目前秸稈利用的主流。與拖拉機配套的半自走式秸稈粉碎打捆機,在促進和減少秸稈焚燒造成的環(huán)境的污染方面起到積極的推動作用,秸稈打捆后可以用于發(fā)電或作為飼料。在適用于玉米葉和牧草撿拾的打捆機的基礎平臺上,在保留原有打捆功能的前提下,進行二次開發(fā),增加玉米秸稈粉碎打捆功能,為用戶的秸稈粉碎打捆需求提供額外的解決方案。該打捆機可將彈齒滾筒與粉碎器撿拾器互換,以達到一機多用的目的。在粉碎器的動力傳遞設計過程中,現(xiàn)有機型的空間基礎上,如何實現(xiàn)粉碎器的動力傳輸和傳動方案的優(yōu)化布局將在本文論述。在現(xiàn)有打捆機三維模型平臺上,完成新傳動系統(tǒng)的概念建模布局。參考DFMEA(Design Failure Mode and Effects Analysis)流程,完成設計前的結構布局分析、功能分析、失效模式分析、措施分析、優(yōu)化改進,利用這5要素法來控制設計風險、選擇優(yōu)化的傳動設計方案并展開傳動方案的子組件及其它傳動零部件的設計匹配。以田間實驗采集到的粉碎器負載數(shù)據(jù)為依托,結合現(xiàn)有打捆機平臺能獲得的空間和位置,借助Creo 3.0三維設計軟件進行三維初始建模,模擬和驗證傳動系統(tǒng)零部件的空間適用性。設計的目標是為粉碎器提供滿足需求的配套動力。粉碎器傳動系統(tǒng)設計的主要研究工作如下:(1)粉碎器左側(cè)布局的HC型長V帶傳動方案,HC型長V帶傳動路線過長,需要皮帶變向?qū)л?在功能樣機負載10kW時,皮帶抖動劇烈,皮帶發(fā)熱嚴重,傳遞功率不足,有早期失效風險,如果改進為2HC型皮帶,皮帶容易脫槽,張緊困難,設計上實現(xiàn)困難。(2)粉碎器右側(cè)布局的錐齒輪箱傳動方案,傳動路線短,可以實現(xiàn)2HC型皮帶配置,傳遞功率和安全系數(shù)高,齒輪箱傳遞動力可靠,皮帶張緊支架尺寸小,配置位置易實現(xiàn),系統(tǒng)可靠性高,運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。對優(yōu)化方案展開子傳動系統(tǒng)零部件設計、分析和優(yōu)化,對關鍵零部件做FEA分析,設計過程始終貫徹精簡設計的理念。(3)對粉碎器動力傳動系統(tǒng)進行風險評估,對潛在失效模式進行原因和后果分析,確定了齒輪箱失效模式為重大失效模式,通過評審會議和田間實驗反饋,最終判定,重點做油溫和負載為主的實驗驗證。以試驗臺架為載體搭建了齒輪箱性能測試試驗臺,對齒輪箱進行負載溫升實驗研究。選取齒輪油型號、齒輪油油量及負載功率為試驗因素,齒輪箱油溫為評價指標,開展臺架性能優(yōu)化試驗,建立齒輪油溫升指標與試驗參數(shù)間的數(shù)學模型,運用Design-Expert 8.0.6軟件對試驗結果進行驗證,得到最優(yōu)參數(shù)組合。
【圖文】：

國外打捆機研究現(xiàn)狀外打捆機起源于 100 年之前，，19 世紀初，秸稈或者牧草傳統(tǒng)收獲方式為分段后人工收集[8-11]。 19 世紀中后期，美國的 Dederic 研制出第一臺打捆機，解放了勞動力得到廣隨后國外打捆機進入飛速發(fā)展階段，國外生產(chǎn)打捆機的公司主要有紐荷)、約翰 迪爾(John Deere)、克拉斯(Claas)等。如圖 1-1 所示，其中 a)圖為紐打捆機，圖 b)為紐荷蘭圓捆打捆機，圖 c)為克拉斯方捆打捆機，圖 d)為約翰機。a）紐荷蘭小型方捆打捆機 b）紐荷蘭圓捆打捆機

圖 1-2 紐荷蘭打捆機彈齒Fig.1-2 Newholland baler flexible finger機研究現(xiàn)狀的研制較晚，在 20 世紀 80 年代研制成功并投入使以小型為主。隨著多年的技術積累和進步，打捆機的 60 家，產(chǎn)品型號有 140 余種。同時由于農(nóng)機購置補在逐年增加[14,15]。我國打捆機目前涵蓋了方捆打捆機YFQ 方捆打捆機，圖 b）為德沃科技研制的 9YG 系列 9YG-1.4B 型圓捆打捆機[16]
【學位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：S817.122

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本文編號：2602757