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基于Solidworks钉齿式残膜回收机关键部件的设计分析

发表时间: 2017/12/26 作者: 王海新*张学军*张朝书*史增录*鄢金山*靳伟 来源: 互联网
对钉齿式残膜回收机的关键部件进行详细设计,对凸轮盘和圆盘耙进行受力分析,设计圆盘耙安装在捡拾装置的前端,可以起到碎土作用,为捡拾扎膜提供便利。作业机在捡拾装置后面安装一排起膜铲,可以增大扎膜机率。对起膜铲的铲刀进行受力分析,得出作业时铲刀的倾角越大,起膜铲所受到的阻力就越大。
 

0 引言

    地膜覆盖种植应用于农业生产中,具有显著地抗病虫害、提高农产品产量等作用,但如果不及时回收田间残膜,将会影响农作物生长、农机具工作以及造成环境污染,阻碍农业生产的可持续发展。据农业部门调查,我国地膜的使用量为800~900kt/年,由于我国生产地膜厚度为0.006~0.008mm,抗拉强度小,导致秋收后地膜被风化形成小块碎膜难以回收。

    截至目前,我国研制的残膜回收机技术还不够成熟,存在故障率较高及田间捡拾残膜连续性较差等问题。故本文设计了一种圆盘耙与捡拾装置联合作业机,在捡拾装置后面安装有起膜铲能够与其更好地配合,增大扎膜的机率,从而更好地提高捡膜率。

1 整体结构与工作原理

    本文残膜回收机的设计创新点,一是在原残膜回收机的基础上添加了一排圆盘耙片,这样可以将较大的土块切碎,便于后面的捡拾机构扎膜,有利于提高捡膜率。二是在捡拾装置后面安装了一排起膜铲,以增加扎膜的机率。

1.1 总体结构设计

    该残膜回收机如图1所示。主要由机架、圆盘耙、捡拾装置、凸轮盘、起膜铲及集膜箱等部件构成。该机型能够整地碎土,提高捡膜效率,减少下地作业次数。该机具的起膜铲一般有带刃的铲刀、铲柄及支撑臂组成。起膜铲的铲刀与地面倾斜,方便起膜铲入土,更好的与捡拾装置结合。

1.2 工作原理

    该机具在前端安装一组圆盘耙,主要目的是给捡拾装置扎膜提供便利;捡拾装置工作原理是推杆在凸轮盘里做往复运动,使钉齿运动到卸膜板底端时进行扎膜,当钉齿运动到上端时,实现卸膜功能,在机具的不断前进下,实现往复扎膜过程。

    同时,起膜铲安装在捡拾装置后面的机架上,钉刺式残膜回收机具工作时,起膜铲入土,在铲刀的作用下,将带有土壤的残膜抬起,便于捡拾机构扎膜,同时增加了捡拾机构对残膜捡拾机率。

 图1 钉齿式残膜回收机总体结构设计图

    图1 钉齿式残膜回收机总体结构设计图

1 轴承座  2 推杆   3 卸膜板  4 钉齿  5 圆盘耙  6 机架  7 方钢管  8 凸轮  9 起膜铲

2 凸轮机构的作用力及压力角

2.1 凸轮机构的作用力

    凸轮机构推程中任一位置受力如图2所示。

    2

    图2中,F为凸轮机构对推杆的作用力;G为推杆所受到的载荷;F1、F2为卸膜板两侧作用在推杆上力;β为摩擦角;e为滚子在凸轮接触点的法线;φ1为推杆所受到正方向与推杆(推杆与凸轮相接触)速度方向的夹角,即为压力角。

    根据力的平衡条件,求得

    3

    将上式消去F1和F2,经过计算整理后可得

    4

2.2 凸轮机构的压力角

    由式3可以简化求得

    5




责任编辑:郝秋红