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玉米根茬采收机设计实务准备的六个技术要务
来源:农机使用与维修  作者:佚名  2017-12-25 10:15:04

    摘要:玉米根茬采收机的设计优劣,直接关系到设备制造完成后的合理性、实用性。为此,在设计前首先要确立科学的方法。本文在分析玉米根茬的采收模式、结合常规采收过程的功能参数、完成设计理论的优化基础上,提出了玉米根茬采收机设计涉及到的六个设计技术要务准备,对展开设计活动具有良好的理论支持。

    按照科学系统理论的指导,为保证其实务指导价值,玉米根茬采收机的设计必须要做好相关的设计准备。我们用通俗的语言作如下六个方面的解读。
    1 基础调研,数据留存
    深入玉米田做土壤地貌基础调研。其主要任务是:(1)对玉米根茬的行间距和株距进行测量,掌握好基本数据。(2)分别对几个不同土质的地块作土质密度、形态结构和水分含量的分析。(3)按不同地貌有选择地筛选几处各具特点的田块,对玉米根须与土壤接合特性,按含量密度情况进行分析。这样就可以综合不同土壤特点选择中间指标留存数据,为研制刀铲提供数据支持。

    2 反复对比,权衡调整
    根据掌握的基础物理数据,初步确定玉米根茬采收机系统的基本组成及功能框架思路。同时深入以下实验活动。其主要任务包括:(1)对玉米根须扎根土壤的深度进一步实验推测,目的是确立铲挖刀具的长度和角度,将几次实验的数据汇总留作参考。(2)初步确立玉米根茬的采挖模式。目前多采用的是压力、重力、振荡相结合的采挖脱土模式。实践证明,这种机械结构为有效的结构方式,可以遵循采用。(3)对采挖插入方式(角度、跨度)、破碎土块三个层面问题进行分析,其中重点要考虑力学原理,同时兼顾支出成本。原则是铲挖省力,且入土拉出的阻力小,据此反复论证计算,找出最佳的设计方式。在以往的设计制造中,突出问题是,采收铲挖的效率不高,土内留残须(土质硬,铲深不够)或铲挖深度过深,脱土效果差。因此,多做几组实验对比,再确立系统结构,更严谨可靠。
    3 规范平台,获得流程
    将调研和现场试验检测数据导入玉米根茬采收机平台。专业设计制造单位都具有较完整地实体模型平台,用以生成基础的设计流程和图纸,主要特点是设计基础扎实全面,要倡导规范设计初衷,就必须搭建这一实验平台。没有条件的可以找专业单位合作,保证实验的科学性。

    4 动作机理,优化验证
    结合设计框架中的关键部件的功能假定,对机械采挖的动作机理进行必要的研究。主要任务是:(1)根据设计前对铲挖切入角度、深度、力度的数据进一步优化,确定铲刀的大小、形态、重量、宽度、厚薄和安装角度,使刀铲的刃口、质量、铲挖方式达到最佳设计。(2)进一步优化脱土的应用模式。玉米根茬脱土并非一个步骤完成,铲挖整块出土和碾压碎土是必不可少的步骤二因此,必须对脱土过程机械运用方式做反复优化验证。
    5 全面分析,整改优化
    (1)脱土系统的方式优化结束后,要进一步确定动力机械传递机构的转速,初步确定链轮安装位置、链条长度、碾土压辊的间隙(根据土质情况确定)。(2)反复试验脱土率和脱土时间差效果。最终通过对几组脱土根茬重量检测验证来判断脱土优化方案,整合运用选择结论。(3)用摄像设备记录设备试验中的脱土画面,仔细揣摩分析对比,从中找到不断优化的整改点,重点是分析几组对比数据的差异。(4)根据差异性调整的设计参数,脱土率理应在90%以上,单个玉米根茬整个脱土过程在4~5s左右完成,为相对理想的状态。
    6 补强功能,强化效果
    依然围绕深入脱土做研究。目前,设计上除了铲挖后土块少量自然脱落和碾压碎土脱落,另设计了抖动脱土功能,可以进一步增强脱土效果。主要原理是通过升运系统改善传动频率来实现抖动脱土。但值得说明的是,并非抖动越强烈越好,金属机械部件相互链接运动是受疲劳程度影响的。抖动过于剧烈很容易造成部件变形、弯曲或断裂。专家们运用设计理论与实践模态结合的方法,对系统结构力学特点的研究成果表明,在不同抖动频段,机械所承受的振动程度是完全不同的。所以,对抖动力量相对集中的点,如铲挖刀头连接点等,设计上要尽可能增加固定力,延长作业寿命。
    总之,在设计理念上,要强调“科学性、创新性”的六字原则。其中,科学性原则永远是设计的基础。要讲求“调研先行,数据说话”的设计作风,还要善于结合实际验证结果,不断改进实验方法和设计思路;要勇于创新,在设计上敢于向专家成型的研究理论提出质疑,大胆尝试新的设计模式,完善结构和功能性设计,这是玉米采收机设计的灵魂。
    随着时代发展与科学进步,玉米根茬采收机设计理念和设计风格都会有新的突破。因此,设计人员要广泛关注设计出的新成果,善于在启发和探索中赢得更合理的设计思路,推陈出新,更好地为农业生产服务。
 

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