4SY-1.8型油菜割晒机的研制

论文摘要

中国油菜常年种植面积超过1.1亿亩,约占世界油菜种植面积的1/3,位居世界第一。目前中国油菜机械化收获的水平不足10%,制约了油菜产业的发展。研发一种分段割晒机,以解决当前油菜分枝多、成熟度不一致等生产实际,是现阶段我国解决油菜机械化收获问题的研究重点之一。本文以实现油菜机械化分段收获为目标,研制一种油菜割晒机,开展其总体设计及其关键部件的理论分析和计算机模拟研究,主要开展以下研究工作：（1）在比较分析国内外油菜收获研究现状的基础上,开展了一种实现油菜分段收获的油菜割晒机的总体设计,分析确定了该机的工作原理、工作过程及其基本结构,提出了该机的总体性能指标,并分析计算得出了该机的基本结构参数和性能参数。（2）较系统地设计了适应分段收割的切割系统,应用动力学和运动学分析以及计算机模拟仿真得出切割特性能够满足切割油菜茎秆要求,并建立了油菜切割区面积数学计算模型和切割区内油菜茎秆的割茬高度模型,利用MATLAB软件通过编制的M文件便捷得出切割图和割茬高度三维图形,并在此基础上建立了切割面积比和割茬高度差异性模型,通过对模型优化求解,得出的参数组合使重割区面积与漏割区面积之和与总体切割面积的比值减小了6.47%,割茬高度整齐性明显提高。（3）开展了由立辊总成、伸缩拨指滚筒总成和输送带总成组成的输送系统的集成设计,改变较为单一的立式或卧式输送模式,结合油菜茎秆物料和种植特性研制的输送系统各个结构和运行参数经田间试验证明可实现油菜茎秆通畅输送。（4）基于Pro/E完成的油菜割晒机三维实体建模与仿真分析干涉检查,实现了对初始设计参数的修正；同时通过对油菜割晒机机架的有限元模态分析,所得出的机架前六阶固有频率数值和不同振型表现形式表明所设计的机架无共振激励现象,可保证油菜割晒机的平稳工作。（5）所研制的4SY-1.8型油菜割晒机试验表明,该机满足油菜茎秆的有效切割、输送通畅、铺放均匀的要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究意义
• 1.2 国内外研究现状与分析
• 1.2.1 国外油菜机械化收获现状
• 1.2.2 国内油菜农艺种植现状
• 1.2.3 国内油菜联合收获研究现状与分析
• 1.2.4 国内油菜分段收获研究现状与分析
• 1.3 课题研究方法和研究内容
• 1.3.1 研究方法
• 1.3.2 研究内容
• 2 油菜割晒机总体设计
• 2.1 油菜割晒机总体设计要求
• 2.2 油菜割晒机总体设计与工作原理
• 2.2.1 油菜割晒机总体结构设计
• 2.2.2 油菜割晒机传动方案总体设计
• 2.2.3 油菜割晒机工作原理和工作过程
• 2.3 油菜割晒机动力选型与挂接设计
• 2.4 油菜割晒机总体参数
• 2.5 本章小结
• 3 油菜割晒机关键部件设计与三维实体虚拟建模
• 3.1 油菜割晒机切割系统
• 3.1.1 油菜割晒机切割装置
• 3.1.2 油菜割晒机分禾装置
• 3.2 油菜割晒机输送系统
• 3.2.1 立辊总成
• 3.2.2 伸缩拨指滚筒总成
• 3.2.3 输送带总成
• 3.3 基于Pro/E的油菜割晒机三维实体虚拟建模
• 3.3.1 油菜割晒机关键部件三维实体虚拟设计
• 3.3.2 油菜割晒机整机的虚拟装配
• 3.3.3 油菜割晒机运动模型建立与仿真分析
• 3.4 油菜割晒机田间试验
• 3.5 本章小结
• 4 油菜割晒机关键参数的设计与分析
• 4.1 油菜割晒机切割系统动力学和运动学分析
• 4.1.1 油菜割晒机割刀运动轨迹分析
• 4.1.2 油菜割晒机割刀动力学分析
• 4.1.3 油菜割晒机切割面积数学模型建立
• 4.1.4 油菜割晒机割茬高度数学模型建立
• 4.2 基于MATLAB的油菜割晒机切割系统主要参数分析
• 4.2.1 MATLAB在农业工程领域的应用
• 4.2.2 油菜割晒机切割面积影响因素分析与优化
• 4.2.3 油菜割晒机割茬高度模拟计算与分析
• 4.3 油菜割晒机机架有限元模态分析
• 4.3.1 有限元模态分析简介
• 4.3.2 机架有限元模型建立与求解
• 4.3.3 机架有限元模态分析结果
• 4.4 本章小结
• 5 总结与展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 不足与展望
• 参考文献
• 附录
• 附录1:4SY-1.8型油菜割晒机切割图绘制程序
• 附录2:4SY-1.8型油菜割晒机割茬高度三维模型绘制程序
• 附录3:油菜割晒机切割面积比模型MATLAB优化求解程序
• 附录4:油菜割晒机割茬高度差异性模型MATLAB优化求解程序
• 附录5:攻读硕士学习期间的主要研究工作
• 致谢