一种夹持链式新疆棉秆起拔机的设计.pdf
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1、江苏农机化 2023.4摘要:棉秆的回收利用对于棉花产业发展至关重要。本文针对新疆棉花(66+10)cm 的宽窄行种植模式,设计了一种夹持链式新疆棉秆起拔机。该机具采用波浪齿状的夹持链条对棉秆进行夹持起拔,并辅以拨秆轮和导向板来收获棉秆。通过对起拔机主要部件的受力计算,并运用 Simulation 对起拔机关键部件进行静力学仿真分析,得到了主要部件的应力、应变分析图。结果显示:起拔链条的最大应力为 341.6 MPa,低于材料屈服强度极限;最大形变位移为 0.34 mm,符合材料强度要求。本文提供了一种新颖的棉秆起拔机设计方案,可为新疆棉花收获机械研发提供理论依据和技术支撑。关键词:新疆棉秆;
2、宽窄行种植;夹持链;导向板起拔机0引言我国是棉花生产及消费大国,新疆是我国棉花的主要产区。2022年我国棉花总产量 597.7万 t,其中新疆棉花产量 539.1 万 t,占全国棉花总产量的 90.2。棉秆是棉花的主要副产品,可用作工业板材、造纸、制肥原料,火力发电燃料,食用菌基料等1,广泛应用于工业、农业、畜牧业、能源和环保等领域2,研发适合新疆棉花(66+10)cm种植模式的棉秆收获机械可以提高棉秆的综合利用率,促进新疆棉花产业可持续发展。按作业方式划分,我国现有的棉秆收获机可分为对行收获和不对行收获两大类。对行收获的机型有齿盘式、对辊式和铲切式等,不对行收获的机型有剪切式、刀辊式等3。具
3、有代表性的机具包括新疆农业科学院农业机械化研究所研制的 4MC-4 型铲切式秸秆收获机、天津市农业机械推广总站研制的 4MG-2 型齿盘式拔棉秆机、中国农机院研制的 4MG-275 型自走式棉秆联合收获机等4-5。齿盘式和对辊式棉秆收获机作业时拨秆部件的回转半径大,适用于行距较宽的种植模式,局限性较大;铲切式棉秆收获机适用于棉花宽窄行种植模式,但能耗大,易磨损,还会破坏地膜;剪切式和刀辊式棉秆收获机存在作业后根茬一种夹持链式新疆棉秆起拔机的设计王振腾亚森江白克力*宋玲3结论1)设计了一种适合于大豆玉米带状复合种植免耕播种的对行条带破茬旋耕装置。该装置由机架、三点悬挂装置、中央传动箱、侧边传动箱
4、、随地仿形耕深调节轮、挡土板、对行旋耕刀、分草板等组成,结构简单,安装方便,可靠性高。设计全新的传动系统,采用定制的对行旋耕直刀和半弧形分草板,解决了黏土地破茬入土难和秸秆堵塞拖堆的难题。2)田间试验表明:带对行旋耕装置的播种机 大 豆 平 均 播 深 为 29.7 mm,玉 米 平 均 播 深 为45.1 mm,符合大豆玉米最佳播深要求。播种过程中能够保持播深一致,更有利于出苗,玉米大豆的出苗率分别为 91和 86。能够实现匀苗、壮苗,有利于增产增效。(作者单位:1.江苏省农垦农业发展股份有限公司黄海分公司2.江苏省农垦农业发展股份有限公司现代农业研究院)(收稿日期:2023-03-24)1
5、1江苏农机化 2023.4留在田间的问题,不利于残膜回收、播种和整地等作业。国外研制的棉秆收获机对棉秆的种植行距均有一定的要求,适用于一年一作、等间距大单行种植,不适用于新疆(66+10)cm 宽窄行种植模式。针对上述问题,本文设计了一种夹持链式新疆棉秆起拔机,该机具利用波浪齿状的夹持链条对棉秆进行夹持起拔,并采用拨秆轮和导向板辅助棉秆收获,适用于新疆棉花(66+10)cm 宽窄行种植模式,可为新疆棉秆起拔机具的研发提供参考。1机具结构及工作原理1.1 新疆棉花的种植农艺新疆棉花(66+10)cm 宽窄行种植模式如图 1所示。棉秆株高 50120 cm,棉秆株距 810 cm,棉秆行距66 c
6、m+10 cm,土壤湿度为2030,棉秆根系的平均长度为232 mm。1.2 整机结构如图 2 所示,夹持链式新疆棉秆起拔机主要由机架、锥齿轮减速机构、三点悬挂机构、起拔链轮组合和拨秆轮组合等工作模块组成。锥齿轮减速器的主要作用是完成拖拉机输出动力的传递;三点悬挂机构的主要作用是将机具悬挂于拖拉机上;起拔链轮组合的主要作用是完成对棉秆的起拔;拨秆轮组合的主要作用是使两排棉秆错开进入机具,使起拔链条能够有效地起到夹持起拔的作用,增加起拔成功率;遮挡板的主要作用是防止棉秆的枝干被前方工作的起拔链条破坏;导向板的主要作用是将完成起拔的棉秆堆积于田地中央,方便后续的作业。夹持链式新疆棉秆起拔机主要设计
7、参数见表 1。1.3 工作原理图 3 为夹持链式新疆棉秆起拔机工作示意图。工作前,需将机具通过三点悬挂机构安装在拖拉机上,调整好合适的工作位置后,启动发动机开始工作。机具通过锥齿轮减速器实现第一级减速,然后通过侧边链轮减速机构实现第二级减速,带动起拔链轮组合和拨秆轮组合旋转。如图 3 所示,机具在拖拉机的带动下以速度V前进,棉秆先在第一拨秆轮和第二拨秆轮的作用下错开进入链条夹持部位,然后,在起拔链条和起拔链条的夹持起拔作用下被连根拔起。起拔出来的棉秆在导向板的作用下堆积于田地中央。1.三 点 悬 挂 机 构2.锥 齿 轮 减 速 器3.机 架4.遮挡板5.拨秆轮组合6.起拔链轮组合7.导向板8
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