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飼用油菜收獲機切碎防堵系統的設計與試驗

2024-03-28 09:20曾明軍叢錦玲閆琴陳卓

曾明軍 叢錦玲 閆琴 陳卓

摘要:針對常規青飼料收獲機在油菜切碎過程中營養流失嚴重、易堵塞等問題,設計一種適用于飼用油菜收獲的切碎防堵系統,為探究該切碎防堵系統各參數對切碎性能和防堵性能的影響,以堆積處速度最大值、堆積處顆粒數量為防堵性能指標,選取側刮板傾角、轉速為試驗因素設計正交旋轉中心組合試驗,并以切碎長度合格率、切碎均勻性、功耗為切碎性能指標,選取主軸轉速和喂入量為試驗因素設計響應曲面試驗。試驗結果表明:各參數對堆積處速度影響由大到小的因素依次為側刮板角度、主軸轉速,對堆積處顆粒數影響由大到小的因素依次為主軸轉速、側刮板角度,以堆積處速度最大、堆積處顆粒數量最小為原則,得到最優防堵性能的參數組合為側刮板角度為11.9°,主軸轉速為559 r/min,此時堆積處顆粒速度為13.6 m/s,堆積顆粒數為13個;各參數對切碎長度合格率和切碎均勻性影響由大到小的因素依次均為主軸轉速、喂入量;對功耗影響由大到小的因素依次均為喂入量、主軸轉速,以長度合格率和切碎均勻性最大,功耗最小值為原則,得到最優切碎性能的參數組合為主軸轉速612 r/min,喂入量2 kg,此時長度合格率、切碎均勻性和功耗分別為87.6%、87.2%、1.0 kJ。上述研究及結果可為飼用油菜切碎機的研制提供參考。

關鍵詞:飼用油菜;切碎裝置;防堵塞;離散元法

中圖分類號:S225.8文獻標志碼:A文獻標識碼

Design and experiments of a chopping and anti-blocking system for rapeseed

forage harvesters

ZENG? Mingjun1,CONG? Jinling2,3*,YAN? Qin4,CHEN? Zhuo2

(1 Research Division of Shihezi University,Shihezi,Xinjiang 832000,China; 2 College of Mechanical and Electrical Engineering,

Shihezi,Xinjiang 832000,China; 3 College of Mechanical Electrical Engineering,Shaoxing University,Shaoxing,Zhejiang 312000,

China; 4 College of Water Conservancy & Architectural Engineering,Shihezi University,Shihezi,Xinjiang 832000,China)

Abstract: ?In response to the issues of significant nutrient loss and blockage susceptibility in conventional forage harvesters during the process of chopping rapeseed,this paper presented the design of a chopping and anti-blocking system suitable for rapeseed forage harvesting.To explore the effects of various parameters of the chopping and anti-blocking system on anti-blockage performance and chopping performance,this study utilized the maximum velocity at accumulation point and the number of particles at accumulation point as anti-blockage performance indicators.An orthogonal rotation center combination experiment was conducted,considering the factors of side scraper plate angle and rotational speed.Furthermore,for the chopping performance indicators including the length qualification rate,chopping uniformity,and power consumption,response surface experiments are conducted with main shaft speed and feed rate as experimental factors.Experimental results demonstrate that the factors influencing the velocity at accumulation point,in descending order of significance,are the side scraper plate angle and the main shaft speed.The factors influencing the number of particles at accumulation point,in descending order of significance,are the main shaft speed and the side scraper plate angle.By selecting the minimum values of the maximum velocity at accumulation point and the number of particles at accumulation point as optimization objectives,the optimal combination of parameters for anti-blockage performance was obtained: side scraper plate angle of 11.9° and main shaft speed of 559 r/min,resulting in a particle velocity at accumulation point of 13.6 m/s and 13 particles at accumulation point.Regarding the effects on the length qualification rate,chopping uniformity,and power consumption,the factors in descending order of significance are the main shaft speed and the feed rate.By selecting the maximum values of the length qualification rate and chopping uniformity,and the minimum value of power consumption as optimization objectives,the optimal combination of parameters for chopping performance is determined as main shaft speed of 612 r/min and feed rate of 2 kg,resulting in a length qualification rate of 87.6%,chopping uniformity of 87.2%,and power consumption of 1.0 kJ.The above research and its results can serve as a references for the development of subsequent rapeseed forage choppers.

Key words: Rapeseed forage;Chopping device;Anti-blockage;Discrete element method

新疆多數綠洲區適合種植飼料油菜。飼用油菜可為畜牧業提供優質青飼料,豐富青飼料種類多樣性,有效緩解青飼料短缺問題,并且能有效降低當地鹽堿危害問題,優化當地的農業土壤結構,增加土壤使用效率及提高土壤肥力;另外,收獲飼用油菜時,存在人工收獲時間長、收獲效率低的問題,而過長的收獲時間會導致飼用油菜氧化變質,致使飼用油菜的品質和適口性明顯降低。

切碎裝置是青飼料收獲機的核心部件,國內外相關學者對其開展了研究。Redekop等[1]研發了一種新型切碎裝置,刀片為弧形折彎式設計,并在同一切割平面呈對稱安裝,靠動刀與定刀的配合完成物料的切碎;Buermann等[2]通過切碎裝置排料分析設計的切碎滾筒呈圓錐形,動刀片呈豎直螺旋式排列,可使阻力距更均勻和對物料的輸送更便捷;Dow等[3]設計出一種復合形式的鋸齒形刀片,刀片由頂端至中部開刃,而中部至底端制作成螺旋葉片式,可有效提高輸運效率;Lamont等[4]設計了一種橫軸流切碎裝置,并應用于聯合收割機;朱德泉等[5] 通過曲柄連桿機構作為傳動裝置,通過轉速來改變物料的切碎長度,設計一種雙排定刀以提高切碎效果;郁志宏等[6]在9Z-6A型盤刀式青飼料切碎機基礎上,在其喂入口位置增加定刀,通過雙定刀提高切碎效率,有效解決切碎裝置效率低、切碎效果較差的問題;陳玉華等[7]設計出具備切碎、收割、輸送等多種功能的高效秸稈切碎機,具有高度自動化的特點,解決了我國秸稈利用率較低的問題;榮寶軍等[8]利用刀盤快速旋轉帶動錘片來切碎物料,并對滑切角、切碎長度和自磨刃定刀等主要作業參數及部件進行了計算與設計。

利用常規青貯收獲機收獲飼用油菜時,因飼用油菜含水率高,會造成切碎過程中營養流失嚴重、易堵塞等問題,對此本研究課題組開展了一種新型切碎裝置和油菜切碎輸運中防堵系統的研究,通過試驗分析切碎裝置的參數對切碎性能和防堵性能的影響,確定其最優參數組合,旨在為飼用油菜收獲機械的設計與研發提供理論參考。

1 切碎裝置

飼用油菜收獲機切碎裝置主要由殼體、上喂入輥、傳動軸、動刀片、側刮板、拋送蓋、下喂入輥、定刀、旋轉滾筒等主要部件組成(圖1)。切碎刀具由定刀、動刀、側刮板及安裝在機架上的刀架組成。切碎裝置中三片傾斜動刀安裝在驅動刀片運動的切碎主軸上,定刀由螺栓固定在機架上,側刮板安裝在切碎主軸上,切碎主軸通過軸承安裝在機架上。側刮板安裝在刀架與機架之間,固定在刀架上與動刀之間呈現一定的夾角,隨著切碎主軸的轉動而運動,在切碎過程中起到的清堵作用。

其工作過程為:飼用油菜莖稈經上下喂入輥固定,定刀在下方支撐物料與旋轉滾筒共同作用下切斷莖稈,并輸送至切碎裝置內部后在側刮板的作用下拋送和清除堵塞,切碎后的莖稈被切碎裝置拋送料箱完成作業。

飼用油菜收獲機切碎裝置的主要技術參數如下:主軸轉速為300~900 r/min,喂入速度為0.4 m/s,理論切斷長度為30~50 mm,刀片數量為3,喂入口寬度為600mm,喂入口高度為200mm,定刀配置高度為30mm,刀片隙角為25°,切割前角為65°。

2 關鍵部件設計

整個切碎裝置具備切碎、防堵和清堵功能,下面簡要介紹實現各功能的關鍵部件設計。

2.1 切碎系統

油菜切碎過程中,直接起切割作用的部件為關鍵部件,切碎系統關鍵部件有動刀片和定刀片。

2.1.1 動刀及動刀曲線的設計

動刀片基本尺寸(長×寬×厚)為450 mm×50 mm×6mm。動刀片刀刃線整體刃線為一條直線,動刀片刀刃線AB繞軸OZ進行旋轉,刀片軌跡呈單葉雙曲面(圖2)。

動刀安裝時,動刀刃口平面與切碎裝置的旋轉滾筒軸線形成一個傾斜角α。動刀安裝平面、動刀刃口線和滾筒中心線形成的夾角為安裝前傾角φ[9],動刀刃口曲線形狀為橢圓曲線(圖3)。該曲線是由平板刀刀底面與滾筒中心線成一定角度傾斜相截時形成的,可以確保動刀刃AB以圓柱面進行運動。

以滾筒軸線為Z軸建立空間直角坐標系中,動刀的刃口曲線與Z軸形成平面與Z坐標軸夾角為傾角α,則動刀平面與圓柱面的交線方程為[10]:

x2+y2=R2,Y=Ztanα,(1)

在平面坐標系中,式(1)可轉換為x2+Z2tan2α=R2,即橢圓方程為

x2R2+Z2Rtanα2=1。(2)

式(2)中短半軸為R,長半軸為Rtanα,

其中A點坐標為:

X=Rcosφ,Y=Rsinφ,Z=z。(3)

將式(3)代入式(2)得到安裝傾斜角φ的變化規律關系式:

sinφ=tanαRz。(4)

由下式

v=Rω=R·πn30,(5)

可得滾筒半徑

參考文獻[9-10]相關研究結果,將青貯飼料收獲機刀片的切割線速度v取值范圍為15~30m/s,切碎裝置主軸轉速n取值范圍設為300~900 r/min,由公式R=30vπn計算得到滾筒半徑R為250mm,

該公式中R為滾筒半徑,mm;v為刀片切割線速度,m/s;n為切碎裝置主軸轉速,r/min。

因動刀安裝前傾角越大,其切碎性能越好,但拋送性能越差,所以為了兼顧切碎裝置拋送性能,且考慮到飼用油菜莖稈含水量高的特點,取安裝前傾角φ=28°,并將R=250mm、z=134mm代入文獻[10]中傾角α計算的關系式,可得傾角α為5°。

2.1.2 定刀片

定刀片基本尺寸(長×寬×厚)設為400mm×60mm×6mm。

定刀配置高度指的是定刀相較于切碎滾筒主軸線的相對高度[11],而且使物料喂入的速度與動切刀對物料合成的速度保持90°夾角為最佳狀態[12],如圖4所示。

由圖4可知:

H-h=RVwV0,(7)

式(7)中h為被喂入輥壓實后物料層厚度,m;R為動刀刃線上某點的回轉半徑,m;

V0為切割時動刀刃的線速度,m/s;

參考文獻[11-12]相關研究結果,本文得到:

h=aKc,(1)

H=30Vwπn+ aKc,(2)

式(1)、(2)中h為被喂入輥壓實后物料層厚度,m;a為喂入口高度,m;Kc為喂入物料的充滿系數,取值0.2;H為定刀配置高度,m;Vw為物料喂入的速度,m/s;n為轉速,r/min。

本文取喂入速度Vw=0.4m/s,喂入口高度a=0.12m,當切碎裝置主軸轉速取值范圍為300~900 r/min,按式(1)可得物料層高度h=0.024m,定刀配置高度H范圍為0.028~0.037m,取H為0.03m。

2.2 防堵系統

防堵主要依靠側刮板來實現,側刮板基本尺寸(長×寬×厚)為200 mm×10 mm×6mm。

分析文獻[13-14]相關研究結果后認為:

影響側刮板工作性能的主要參數是側刮板傾角,后傾葉片相對于前傾葉片和徑向葉片優勢在于可以更好地拋送物料。假設切段油菜的形狀近似于圓柱體,在側刮板表面將其簡化為運動的質點,忽略氣流所帶來的影響,開展某一時刻切段油菜在側刮板表面由A點滑移至B點過程中的受力分析,如下圖所示[13]。

如圖5所示,A為物料的初始位置,B為物料滑移后的位置,假設切段油菜在B點瞬時靜止,根據達朗貝爾原理有

FK=2mωdldt,

FL=mω2r,

Ff=fN,

G=mg。(11)

式(11)中N為側刮板對飼用油菜莖稈的支持力合力,N;G為切斷飼用油菜的重力,N;FK為飼用油菜莖稈的科氏力,N;FL為飼用油菜莖稈的離心力,N;Ff為飼用油菜莖稈的摩擦力,N;f為物料與葉片的摩擦系數;m為飼用油菜莖稈的質量,kg;l為物料質點動坐標;t為時間,s。

若F>fN,則物料沿葉片向外滑移,若F≤fN,則物料處于平衡狀態。此時,由達朗貝爾原理,建立切斷后油菜莖稈的受力平衡方程:

N=mω2lsinδ+mgsinβ+2mωdldt,

F=mω2lcosδ+mgcosβ,

dldtt=0=0,

lt=0=0。(12)

式(12)中F為側刮板平面方向的合力,N;ω為切碎裝置的角速度,rad/s;l0為物料質點初始動坐標;r為飼用油菜莖稈的旋轉半徑,mm;ρ為飼用油菜莖稈與軸心的距離,ρ=lsinδ,mm;δ為側刮板平面與側刮板和軸心連線之間的夾角,°;δ0為葉片安裝角即葉片傾角,規定后傾葉片傾角為正,前傾為負,徑向葉片為0,°;α為葉片轉角,°;α0為葉片初相位角,°;β為側刮板平面與飼用油菜莖稈的重力之間的夾角,δ,β=α0+α-δ0。

當切碎裝置正常工作且物料處于平衡狀態時,

md2ldt2=F-fN,(13)

將式(11)、(12)代入式(13)得

md2ldt2=mω2lcosδ+mgcosβ-fmω2lsinδ+mgsinβ+2mωdldt。(14)

解上述方程得:

l=C1eλ1t+C2eλ2t+Dcos(ωt+β)+Msin(ωt+β)-fro,(15)

式(15)中λ1=-ω(f-1+f2),λ2=-ω(f+1+f2)。

通過式(15)解得:

C1=g4ω2[cos(2φ-δ0+β0)-sin(φ-δ0+β0)]+1+sinφ2(l0+fvr0),(16)

C2=g4ω2[cos(2φ-δ0+β0)-sin(φ-δ0+β0)]+1-sinφ2(l0+fvr0)。(17)

由式(15)可得,后傾葉板拋送速度最小,又再由文獻[14]知傾角以0<δ<11°為宜,結合切碎裝置結構與尺寸參數,本文選取側刮板傾角為8°。

2.3 清堵系統

如圖2、圖3所示,PLC控制自動清堵系統部分由PLC、PLC顯示屏、轉速傳感器、變頻器、電磁離合器、電磁離合器繼電器、電機繼電器、端子盤、空氣開關、電柜、電機構成;檢測切碎主軸轉速的傳感器安裝在切碎主軸上,該轉速傳感器通過線連接到安裝在配電柜上的PLC。轉速扭矩傳感器檢測切碎滾筒的轉速,轉速由變頻器改變頻率來改變,轉速扭矩傳感器檢測的信號輸入PLC,通過控制面板顯示參數,PLC信號由聲光報警器、電磁離合器和變頻器三路輸出。

該控制系統的工作流程如下:轉速傳感器安裝在切碎裝置主軸上,當轉速傳感器檢測到切碎主軸的實際轉速低于設置轉速20 r/min時,開啟防堵塞檢測系統,即電磁離合器斷開,喂入輥停止運動,電動機反轉,切碎主軸帶動切碎刀具反轉,報警器發出一級警報。若堵塞檢測系統清堵效果不佳,即當轉速傳感器檢測到切碎主軸的實際轉速低于設置轉速30 r/min時,報警器會發出二級警報,開啟第二次清堵工作。聲光報警器控制喂入輥和傳送帶的工作,并在發生堵塞時報警;電動機繼電器可以使電動機在無法自行接觸堵塞時停止發動機工作。

為獲取清堵系統啟動所需的合理差值,以不啟動防堵塞系統為對照組,差值設定為10、20、30 r/min為試驗組,在9個速度梯度下進行試驗。試驗結果表明:當差值設定在10 r/min時,防堵塞系統反應過于靈敏,易造成反復啟動甚至誤啟動的現象;當差值設定在20 r/min時,防堵塞系統正常工作,一次清堵能實現預期清堵效果;當差值設定在30 r/min時,雖然防堵塞系統正常工作,但堵塞量超出一次清堵所能處理的能力范圍,需進行二次清堵。

3 性能試驗的材料與方法

3.1 試驗材料與試驗條件

采用含水率為83.9%的“華油雜62”飼用油菜為試驗對象,試驗儀器設備有電子式游標卡紙(精度0.01mm)、JN-DN2型高精度動態轉速扭矩功率傳感器(綜合精度±0.3%)及德力西B-003高精度電子秤(精度0.1g)。

3.2 試驗指標

根據技術要求,選取切碎后飼用油菜顆粒在堆積處顆粒速度Y1和平均堆積顆粒數Y2作為評定飼用油菜收獲機切碎裝置的主要防堵性能指標;參考JB-T 7144.2—1993 《青飼料切碎機》試驗方法,選取切碎長度合格率、切碎均勻性以及功耗作為評定切碎裝置的主要切碎性能指標。

3.3 試驗方法

3.3.1 防堵性能試驗方法

在EDEM離散元仿真軟件中建立飼用油菜的仿真模型顆粒,仿真參數設置見表1,采用Hertz-Mindlin無滑移接觸模型開展仿真試驗。選取主軸轉速(X1)、側刮板角度(X2)2個因素,采用二因素二次正交旋轉中心組合試驗,建立2個因素與切碎后飼用油菜顆粒在堆積處的速度Y1和平均堆積顆粒數Y2之間的二次回歸方程,研究各試驗因素對切碎裝置清堵側刮板的交互影響。試驗因素水平見表2,飼用油菜收獲機切碎裝置清堵側刮板正交試驗方案與結果見表3。

3.3.2 切碎性能試驗方法

以切碎主軸轉速和喂入量為試驗因素,以切碎長度合格率Yh、切碎均勻性K、功耗YW為性能指標開展二因素五水平正交旋轉中心組合試驗,試驗方法為響應曲面試驗。

(1)切碎長度合格率。

將收集的莖稈全部集中在一起稱量其質量,記作mz。挑選出超過30mm長的莖稈稱量其質量,記作mb,代表不合格的莖稈質量,切碎長度合格率計算公式為:

Yh=mz-mbmz,(3)

式(2)中Yh為切碎長度合格率,%;mz為切碎莖稈總質量,kg;mb為不合格莖稈質量,kg。

(2)切碎均勻性。

把測量得到的油菜莖稈長度的數據分成7個區間,定義區間之間的間隔為10mm,所有區間平均長度的計算公式為:

l=∑zi=1xinin,(4)

式(3)中l為所有區間的平均莖稈長度,mm;i為該區間的編號;z為第z個區間;xi為該區間中的平均值;ni為該區間中的樣本數量;n為總體數量。

所有統計數據的標準差

D=∑zi=1(xi-1)2nin,(5)

不均勻系數

K=100Dl。(6)

通過式(4)、(5)求得統計數據的不均勻系數K,可以得到在物料切碎均勻的范圍內切碎裝置主軸轉速所在的數值,3次重復試驗后計算平均值。

(3)功耗。

功耗主要采用轉速扭矩傳感器進行測量,在每一組試驗完成后把傳感器所測量的功率、瞬時轉矩值及需要的時間導出,用于計算,通過有效工作時段的瞬時功率推導出切碎功率計算公式為:

YW=∫Ptdtz,(7)

式(6)中YW為切碎功耗,kJ;P(t)為瞬時功率,kW;tz為切碎所需時間,s。

根據本研究課題組前期預試驗,結合切碎裝置設計要求,確定主軸轉速Z1和喂入量Z2的水平范圍,具體試驗因素水平見表4,響應曲面試驗方案與結果見表5。

4 性能試驗的結果與分析

4.1 防堵性能試驗仿真結果與分析

利用Design Expert 11.0.軟件對表2中試驗結果數據進行方差分析,結果見表6。

根據響應曲面數學回歸模型項及失擬項P值(表6)可知:切碎裝置2個指標數學回歸模型擬合度較好,表明數學回歸模型有較高的可靠性,故可用各指標的數學回歸模型對實際試驗結果進行分析與預測,經計算得出Y1、Y2的編碼值擬合回歸方程為:

Y1=14.55-2.43X1+0.632 7X2-0.752 5X1X2-1.77X21+0.258 6X22,(8)

Y2=23.40-2.63X1+4.43X2-4X1X2-1.51X21-3.76X22。(9)

為了分析Y1、Y2兩交互因素對切碎裝置防堵性能的影響,揭示各影響因子的交互作用對防堵性能指標影響的關系,使用Design-Expert 11.0軟件繪制切碎裝置主軸轉速和側刮板角度交互因素對堵塞指標的響應曲面圖,結果(圖4)顯示:

根據圖8中兩個試驗因素對側刮板角度與主軸轉速響應曲面圖可以看出,側刮板角度與主軸轉速間存在交互作用。

圖8a為影響因子側刮板角度與主軸轉速的交互作用對堆積處速度影響的響應面圖,從中可以看出:當側刮板角度一定時,隨著主軸轉速的增加,堆積處顆粒的流動速度緩慢增加;當主軸轉速一定時,隨著側刮板角度的增加,堆積處的流動速度先增大后減?。▓D4a)。說明堆積處速度存在最大值。

圖8b為影響因子側刮板角度與主軸轉速的交互作用對堆積處顆粒數影響的響應面圖,可以看出:當側刮板角度一定時,隨著主軸轉速的增加,堆積處的顆粒數量先快速增加然后趨于平緩;當主軸轉速一定時,隨著側刮板角度的增加,堆積處的顆粒數量快速減?。▓D4b)。

選擇Y1取最大值、Y2取最小值作為優化目標進行參數優化。建立參數優化數學模型,利用Design-Expert 11.0軟件自帶的優化功能進行參數優化,將堆積處速度設置為“maximize”、堆積處數量設置為“minimize”,可得到最優參數組合為:側刮板角度11.9°,主軸轉速558.6 r/min,將主軸轉速圓整為559 r/min。模型預測的堆積處速度和堆積顆粒數分別為13.6m/s、13個。

對Design-Expert 11.0軟件求得的最優參數組合進行EDEM仿真驗證,結果(表7)顯示:Design-Expert 11.0軟件優化得出的理論值與EDEM仿真? 得出的試驗值的誤差在允許范圍±5%之內,說明仿真優化參數有效。

4.2 切碎性能試驗仿真結果與分析

采用Design-Expert 軟件擬合,得切碎長度、切碎均勻性、功耗的編碼值擬合回歸方程分別為:

Yh=89.14-2.24Z1+0.969 6Z2-0.442 5Z1Z2-1.44Z21+0.351 1Z22,(10)

K=86.25+1.21Z1-0.306 3Z2+0.3275Z1Z2+0.4151Z21+0.550 1Z22,(11)

YW=1.5+0.277 6Z1+0.693 8Z2+0.04Z1Z2+0.338 6Z21+0.181 1Z22。(12)

由切碎性能試驗結果(表8)可知: 3個方程模型失擬性P都不顯著,表明切碎長度、切碎均勻性、功耗各因素擬合模型具有較好的擬合性,具有研究意義。主軸轉速和喂入量對Yh影響大小依次為Z1>Z2,即主軸轉速的影響最大;主軸轉速和喂入量對K影響大小依次為Z1>Z2,即主軸轉速的影響最大,喂入量次之;主軸轉速和喂入量對YW影響大小依次為Z2>Z1,即喂入量的影響最大,主軸轉速次之。

選擇Yh和K取最大值、YW取最小值作為優化目標進行參數優化。利用Design-Expert11.0軟件自帶的優化功能進行參數優化,將長度合格率和切碎均勻性設置為“maximize”、功耗設置為“minimize”,得到最優參數組合為:主軸轉速612 r/min,喂入量2kg,模型預測的長度合格率、切碎均勻性和功耗的理論值分別為87.6%、87.2%、1.0 kJ。

根據Design-Expert11.0軟件的優化結果,對求得的最優參數組合再進行試驗驗證。試驗在切碎試驗臺上開展,試驗驗證結果(表9)表明理論值三次試驗誤差都在允許范圍±5%之內,說明模型可靠,預測結果較為準確,可用于參數預測和優化。

5 結論

(1)本文設計一款動刀架上帶有側刮板防堵和自動清堵系統的飼用油菜收獲機切碎裝置,確定了關鍵部件動刀片、靜刀片和側刮板主要結構的參數,搭建了自動清堵系統。

(2)主軸轉速和側刮板角度對堆積處速度、堆積處顆粒數量影響由大到小的因素依次均為主軸轉速、側刮板角度;以堆積處速度取最大、堆積處顆粒數量最小值為原則,得到最佳切碎性能的參數組合為:側刮板角度11.9°,主軸轉速559 r/min,此時堆積處速度和堆積顆粒數分別為13.6m/s、13個。

(3)主軸轉速和喂入量對切碎長度合格率、切碎均勻度影響由大到小的因素依次均為主軸轉速、喂入量;主軸轉速和喂入量對功耗影響由大到小的因素依次為喂入量、主軸轉速;以切碎長度合格率和切碎均勻度最大,功耗最小為原則,得到最佳切碎性能的參數組合為:主軸轉速612 r/min、喂入量2kg,此時長度合格率、切碎均勻性和功耗分別為87.6%、87.2%、1.0 kJ。

參考文獻(References)

[1] REDEKOP L.Apparatus including twisted blades passing between stationary blades for chopping and discharging straw from a combine harvester:US6478674 B2[P].2002.

[2] BUERMANN M, HIRSCH W, BELTERA, et al.Chopper arrangement:US20020073675 A1[P].2004.

[3] DOW C A.Straw chopper blade:US20030601511[P].2004.

[4] LAMONT J S.Straw chopper:CA20062559484[P].2006.

[5] 朱德泉,姚亞芳,羋紹雷.一種與聯合收割打捆機配套的秸稈切碎裝置:CN103270844B[P].2013.

[6] 郁志宏,閆彪彪,王光明,等.9Z-6A型盤刀式鍘草機切碎器改進設計與性能試驗[J].農機化研究,2017,39(12):151-155.

YU Z H,YAN B B,WANG G M,et al.Experimental study on the performance of 9Z-6A disc-knife chaff cutter after improved[J].Agricultural Mechanization Research,2017,39(12):151-155.

[7] 陳玉華,宋占華,閆銀發,等.全自動高效多功能秸稈切碎機的設計與試驗[J].農機化研究,2019,41(5):71-75.

CHEN Y H,SONG Z H,YAN Y F,et al.Design and experiment of efficient multi-purpose straw chopper[J].Agricultural Mechanization Research,2019,41(5):71-75.

[8] 榮寶軍,齊自成,馬云海,等.玉米青貯機盤刀切碎器的設計及試驗研究[J].農機化研究,2022,44(12):212-215.

RONG B J,QI Z C,MA Y H,et al.Design and experimental research on the disk chopper of corn silage machine[J].Agricultural Mechanization Research,2022,44(12):212-215.

[9] 吳麗麗,劉天舒,呂黃珍,等.一種高效秸稈切碎器的設計研究[J].農機化研究,2011,33(5):133-135.

WU L L, LIU T S, LV H Z, et al.Research and design of an efficient straw chopper[J].Agricultural Mechanization Research,2011,33(5):133-135.

[10] 尹爾方,單玉欽.青飼收獲機切碎滾筒平板型動刀結構參數的分析與探討[J].糧油加工與食品機械,1986(3):16-19.

YI E F, SHAN Y Q.Analysis and discussion of structural parameters of green feed harvester chopping drum plate type moving knife[J].Cereals and Oils Processing and Food Machinery,1986(3): 16-19.

[11] 張文倩.稻麥秸稈鍘撕機的設計研究[D].武漢:華中農業大學,2009.

[12] 張儒.多功能秸稈還田機設計及其秸稈深施裝置性能的試驗研究[D].哈爾濱:東北農業大學,2014.

[13] 翟之平,吳雅梅,王春光.物料沿拋送葉片的運動仿真與高速攝像分析[J].農業工程學報,2012,28(2):23-28.

ZHAI Z P,WU Y M,WANG C G.Dynamic simulation and high-speed camera analysis on materials moving along throwing impellers[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2012, 28(2):23-28.

[14] 張海琨,付敏良,王敦軍,等.秸稈揉搓機物料拋送過程的理論分析與試驗[J].農機化研究,2006(9):69-70.

ZHANG H K,FU M L,WANG D J,et al.Theoretical analysis and experiment of the material throwing process about the straw rubber[J].Agricultural Mechanization Research,2006(9):69-70.

[15] 廖宜濤,王在騰,廖慶喜,等.果莢初期飼料油菜莖稈離散元接觸模型參數標定[J].農業機械學報,2020,51(S1):236-243.

LIAO Y T,WANG Z T,LIAO Q X,et al.Calibration of discrete element model parameters of forage rape stalk at early pod stage[J].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery,2020,51(S1):236-243.

(責任編輯:編輯張忠)

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