發(fā)布時(shí)間：2020-03-27 09:13

【摘要】：農(nóng)作物秸稈是十分的寶貴可再生資源,我國(guó)的秸稈、飼草等農(nóng)作物資源十分豐富,但是在其商品化過(guò)程中,因其具有結(jié)構(gòu)疏松、密度小、分布分散、季節(jié)性強(qiáng)的特點(diǎn),高收集成本等因素,限制了秸稈的多元化利用,秸稈的機(jī)械化還田或秸稈打捆是目前秸稈利用的主流。與拖拉機(jī)配套的半自走式秸稈粉碎打捆機(jī),在促進(jìn)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(dòng)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(jī)的基礎(chǔ)平臺(tái)上,在保留原有打捆功能的前提下,進(jìn)行二次開(kāi)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(jī)可將彈齒滾筒與粉碎器撿拾器互換,以達(dá)到一機(jī)多用的目的。在粉碎器的動(dòng)力傳遞設(shè)計(jì)過(guò)程中,現(xiàn)有機(jī)型的空間基礎(chǔ)上,如何實(shí)現(xiàn)粉碎器的動(dòng)力傳輸和傳動(dòng)方案的優(yōu)化布局將在本文論述。在現(xiàn)有打捆機(jī)三維模型平臺(tái)上,完成新傳動(dòng)系統(tǒng)的概念建模布局。參考DFMEA(Design Failure Mode and Effects Analysis)流程,完成設(shè)計(jì)前的結(jié)構(gòu)布局分析、功能分析、失效模式分析、措施分析、優(yōu)化改進(jìn),利用這5要素法來(lái)控制設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)、選擇優(yōu)化的傳動(dòng)設(shè)計(jì)方案并展開(kāi)傳動(dòng)方案的子組件及其它傳動(dòng)零部件的設(shè)計(jì)匹配。以田間實(shí)驗(yàn)采集到的粉碎器負(fù)載數(shù)據(jù)為依托,結(jié)合現(xiàn)有打捆機(jī)平臺(tái)能獲得的空間和位置,借助Creo 3.0三維設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行三維初始建模,模擬和驗(yàn)證傳動(dòng)系統(tǒng)零部件的空間適用性。設(shè)計(jì)的目標(biāo)是為粉碎器提供滿足需求的配套動(dòng)力。粉碎器傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要研究工作如下:(1)粉碎器左側(cè)布局的HC型長(zhǎng)V帶傳動(dòng)方案,HC型長(zhǎng)V帶傳動(dòng)路線過(guò)長(zhǎng),需要皮帶變向?qū)л?在功能樣機(jī)負(fù)載10kW時(shí),皮帶抖動(dòng)劇烈,皮帶發(fā)熱嚴(yán)重,傳遞功率不足,有早期失效風(fēng)險(xiǎn),如果改進(jìn)為2HC型皮帶,皮帶容易脫槽,張緊困難,設(shè)計(jì)上實(shí)現(xiàn)困難。(2)粉碎器右側(cè)布局的錐齒輪箱傳動(dòng)方案,傳動(dòng)路線短,可以實(shí)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(dòng)力可靠,皮帶張緊支架尺寸小,配置位置易實(shí)現(xiàn),系統(tǒng)可靠性高,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。對(duì)優(yōu)化方案展開(kāi)子傳動(dòng)系統(tǒng)零部件設(shè)計(jì)、分析和優(yōu)化,對(duì)關(guān)鍵零部件做FEA分析,設(shè)計(jì)過(guò)程始終貫徹精簡(jiǎn)設(shè)計(jì)的理念。(3)對(duì)粉碎器動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,對(duì)潛在失效模式進(jìn)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(guò)評(píng)審會(huì)議和田間實(shí)驗(yàn)反饋,最終判定,重點(diǎn)做油溫和負(fù)載為主的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。以試驗(yàn)臺(tái)架為載體搭建了齒輪箱性能測(cè)試試驗(yàn)臺(tái),對(duì)齒輪箱進(jìn)行負(fù)載溫升實(shí)驗(yàn)研究。選取齒輪油型號(hào)、齒輪油油量及負(fù)載功率為試驗(yàn)因素,齒輪箱油溫為評(píng)價(jià)指標(biāo),開(kāi)展臺(tái)架性能優(yōu)化試驗(yàn),建立齒輪油溫升指標(biāo)與試驗(yàn)參數(shù)間的數(shù)學(xué)模型,運(yùn)用Design-Expert 8.0.6軟件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,得到最優(yōu)參數(shù)組合。
【圖文】：

國(guó)外打捆機(jī)研究現(xiàn)狀外打捆機(jī)起源于 100 年之前，，19 世紀(jì)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(jì)中后期，美國(guó)的 Dederic 研制出第一臺(tái)打捆機(jī)，解放了勞動(dòng)力得到廣隨后國(guó)外打捆機(jī)進(jìn)入飛速發(fā)展階段，國(guó)外生產(chǎn)打捆機(jī)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(jī)，圖 b)為紐荷蘭圓捆打捆機(jī)，圖 c)為克拉斯方捆打捆機(jī)，圖 d)為約翰機(jī)。a）紐荷蘭小型方捆打捆機(jī) b）紐荷蘭圓捆打捆機(jī)

圖 1-2 紐荷蘭打捆機(jī)彈齒Fig.1-2 Newholland baler flexible finger機(jī)研究現(xiàn)狀的研制較晚，在 20 世紀(jì) 80 年代研制成功并投入使以小型為主。隨著多年的技術(shù)積累和進(jìn)步，打捆機(jī)的 60 家，產(chǎn)品型號(hào)有 140 余種。同時(shí)由于農(nóng)機(jī)購(gòu)置補(bǔ)在逐年增加[14,15]。我國(guó)打捆機(jī)目前涵蓋了方捆打捆機(jī)YFQ 方捆打捆機(jī)，圖 b）為德沃科技研制的 9YG 系列 9YG-1.4B 型圓捆打捆機(jī)[16]
【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：S817.122

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本文編號(hào)：2602757