基于破坏性创新理论的青贮机打捆装置优化设计

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我国是一个农牧业大国,牧草、青贮饲料需求量巨大,但每年国内有大量秸秆未得到有效利用,造成生物质资源浪费严重。由于是我国农机装备与农业发展不协调造成了上述状况。传统的秸秆收获方式是青贮装备进行大规模的机械化作业,我国尤其是山东省多丘陵山地,土地较为分散,不利于大型机械化作业。而且土地多为小农户分散经营,普遍收入较低,大型农业机械成本高昂且使用频率易受季节时效影响,造成农具闲置浪费。因此,需要对青贮装备打捆装置进行优化设计,降低装备的造价成本,便于在土地分散的丘陵地区推广使用。本文通过对产品技术成熟度预测和用户调研方法结合破坏性创新策略与工程参数的对应关系以及TRIZ问题解决工具等的综合利用,总结出基于破坏性创新理论的优化设计流程。使产品能在满足用户需求的前提下,能够对产品进行降维降本设计,使产品的造价更低、操作更简单、体积轻巧,以此得到用户青睐。这不仅可以有效的解决当前青贮装备打捆装置存在的问题,而且使青贮装备打捆装置具有结构更加简单、体积更加小巧、价格更加便宜等特点。本文以山东省农机装备研发创新计划项目的青贮装备为研究对象,通过对青贮装备的系统功能分解,对其进行整机的模块化结构布局和对打捆装置关键部件进行破坏性创新设计,运用TRIZ理论中的需求进化定律分析青贮机打捆装置的现状,确定用户的需求,通过破坏性创新策略选择,找到其功能系统问题,确定打捆装置需要优化的参数,然后以破坏性创新理论为指导,对青贮装备进行整机结构布局及打捆装置关键部件的优化设计,再运用冲突解决原理解决设计过程中遇到的冲突矛盾。对绕绳机构、割绳机构、压料仓、收集箱和输送机构等分别进行破坏性创新研究,通过策略的选择和参数优化原则分别对上述机构的关键参数进行选择与计算,再运用冲突解决原理得到破坏性创新优化后的结构。对打捆装置建模及对优化后的机构进行仿真分析,分析仿真结果,确定机构的应力变形和位移程度得到改善。最后,进行样机的试制并对其进行试验,测试样机的可靠性及收集的相关数据是否符合技术指标。从而验证了基于破坏性创新理论的设计流程可以对青贮装备进行可靠的优化设计。
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