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中国是一个传统的农业大国,农作物产量居世界首位,每年都要产生数亿吨的农作物秸秆。近年来,随着我国农业经济的迅速发展,农民的生产和生活方式的巨大转变,农作物秸秆的污染和处理问题日趋突出。另一方面,秸秆又是十分宝贵的可利用资源,目前农作物秸秆综合利用主要有5种途径。基于秸秆有多元化利用方式,秸秆的收集就显得尤为重要,恰逢国家近年来注重环境保护,对秸秆的回收有很大的补贴力度,秸秆回收迫在眉睫。秸秆回收最直接的结果是可以避免农民焚烧秸秆对环境造成的污染,并且使农民增产增收。目前主流的打捆设备是牵引式打捆机,打捆形式包括方捆和圆捆,由拖拉机作为配套动力。秸秆打捆后方便运输和储藏,可以用作饲料,发电等。由于秸秆不同的利用方式,终端客户对秸秆的长度,打捆的长度,清洁度及密度的要求也不同,这就要求小方捆打捆机具有捡拾,切碎捡拾的功能。本文主要阐述小方捆打捆机在保留原有捡拾打捆功能的基础上,增加秸秆粉碎捡拾功能,为需要秸秆粉碎打捆的用户提供相应的功能配置。在设计之初即考虑捡拾打捆与切碎捡拾打捆配置的互换性,使用户可以轻易地在配置间切换,实现机器的功能多样化,提高机器利用效率/频率,达到机器综合利用的目标。
此次的功能增加与优化是基于现有打捆机产品的基础上,主要涉及粉碎捡拾器的设计及与机体的挂接,滚筒的动平衡计算,以及其传动机构的方案设计,田间性能和可靠性试验。由于秸秆粉碎捡拾器的重量,功率与捡拾器的不同,所以对打捆机关键部件进行理论分析、结构设计、有限元仿真分析及试验研究。
在已经批量生产的打捆机原有三维模型的基础上,设计出满足粉碎器的传动系统,并利用Creo3.0完成各部件的建模与布局,以及传动系统各零部件的装配,运动时的虚拟验证,以保证设计的合理性。使用DFMEA(Design Failure Mode and Effects Analysis)的分析流程,对新设计进行分险评估,并且对设计前后的结构、功能、进行失效模式和措施分析,并且加以优化改进。设计所要达到的目标是满足粉碎器正常工作时需要的功率,设计与之匹配的齿轮箱,使各部件具有较高的可靠性,满足国家要求的捡拾率,打捆效率,草捆清洁率,散包率,草捆密度,成捆率,规则草捆率等要求。
本文对秸秆打捆机捡拾粉碎传动机构设计和研究,主要研究工作内容及结论如下:
(1)结合用户对于普通捡拾及切碎捡拾打捆功能需求,考虑两种不同配置的互换性。实现了弹齿捡拾器与捡拾粉碎器配置的互换。
(2)理论计算传动部件,综合考虑结构布局及成本分析,择优选择切碎器传动形式。设计可靠性高,成本低的左侧T型齿轮箱实现换向的皮带传动方案,并对零部件做了具体设计。
(3)结合实际需求及切碎器理论计算设计切碎器细节结构,并做试装验证。
(4)通过三维建模及FEA(Finite Element Analysis)分析产品的结构强度,优化结构。
(5)对所设计的新型打捆机进行功能样机试制,可靠性及性能验证,刀的选型,以验证打捆机的捡拾功能,打捆效率及秸秆清洁度。
此次的功能增加与优化是基于现有打捆机产品的基础上,主要涉及粉碎捡拾器的设计及与机体的挂接,滚筒的动平衡计算,以及其传动机构的方案设计,田间性能和可靠性试验。由于秸秆粉碎捡拾器的重量,功率与捡拾器的不同,所以对打捆机关键部件进行理论分析、结构设计、有限元仿真分析及试验研究。
在已经批量生产的打捆机原有三维模型的基础上,设计出满足粉碎器的传动系统,并利用Creo3.0完成各部件的建模与布局,以及传动系统各零部件的装配,运动时的虚拟验证,以保证设计的合理性。使用DFMEA(Design Failure Mode and Effects Analysis)的分析流程,对新设计进行分险评估,并且对设计前后的结构、功能、进行失效模式和措施分析,并且加以优化改进。设计所要达到的目标是满足粉碎器正常工作时需要的功率,设计与之匹配的齿轮箱,使各部件具有较高的可靠性,满足国家要求的捡拾率,打捆效率,草捆清洁率,散包率,草捆密度,成捆率,规则草捆率等要求。
本文对秸秆打捆机捡拾粉碎传动机构设计和研究,主要研究工作内容及结论如下:
(1)结合用户对于普通捡拾及切碎捡拾打捆功能需求,考虑两种不同配置的互换性。实现了弹齿捡拾器与捡拾粉碎器配置的互换。
(2)理论计算传动部件,综合考虑结构布局及成本分析,择优选择切碎器传动形式。设计可靠性高,成本低的左侧T型齿轮箱实现换向的皮带传动方案,并对零部件做了具体设计。
(3)结合实际需求及切碎器理论计算设计切碎器细节结构,并做试装验证。
(4)通过三维建模及FEA(Finite Element Analysis)分析产品的结构强度,优化结构。
(5)对所设计的新型打捆机进行功能样机试制,可靠性及性能验证,刀的选型,以验证打捆机的捡拾功能,打捆效率及秸秆清洁度。