青贮饲料收获机割台高度固定控制装置的设计及应用
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青饲料收获机定动刀间隙自动调整装置设计
李雷霞;华荣江;杜旺旺;赫志飞;杨泽宇
【期刊名称】《农业工程》
【年(卷),期】2024(14)1
【摘要】快速发展的畜牧业急需新鲜的秸秆作为牲畜饲料,而将玉米秸秆切碎收获,不仅能解决牲畜饲料来源问题,还能增加农民收入。
青饲料收获机在作业过程中,由于切碎饲料的动刀片磨损,发生切不断现象,需要停机修复动刀。
修复动刀后,刀刃变短,定动刀之间的间隙变大,直接影响饲料切碎质量和效率。
为了解决这一问题,设计了一种青饲料收获机定动刀间隙自动调整装置,可以一键启动,自动调节定动刀之间的间隙,有效降低人工操作强度,还能保证定动刀左右两侧间隙的一致性。
该自动调整装置操作方便、智能化程度高,既节约了农时,又提高了饲料的切碎质量和作业效率。
【总页数】5页(P78-82)
【作者】李雷霞;华荣江;杜旺旺;赫志飞;杨泽宇
【作者单位】中机美诺科技股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】S225
【相关文献】
1.青饲料收获机籽粒破碎装置的设计
2.联合收获机脱粒滚筒凹板间隙调节装置设计与试验
3.青贮玉米收获机平板式动刀自动磨削装置及控制系统设计与试验
4.青饲
料收获机自动磨刀装置及弧形弯刀设计5.青贮收获机动定刀间隙自动调节装置与控制系统研究
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青贮玉米收获机割台技术研究概况摘要:在农业日常生产过程中,收获环节作为最终环节,收获效率和粮食产量有直接联系,一旦该环节出现问题,会严重影响到粮食产量。
但由于我国地理位置较为特殊,农作物收获季节大多分为两季,很多农作物收获时间间隔较短,在无形中增加了农业收获任务,而且,因为农作物可收获时间较短,在收获中很容易受到各种自然灾害影响,如大风、大雨、霜冻等,所以对农作物收获效率提出了更高要求。
近年来,随着农业生产不断发展,联合收割机逐渐在农业收获环节普及,其主要作用是将谷物保存、切割、脱粒工作相互结合,能有效减少农作物收获时间,提高农业劳动生产效率。
关键词:青贮玉米;收获机;割台技术引言近年来,国家深入推进农业供给侧结构性改革,不断调整农村种养结构,种植业、畜牧业等的长足发展使得玉米带穗整株青贮技术得到了积极推广,给青贮玉米产业提供了良好的发展机遇。
青贮玉米在青贮饲料中的占比不断增大,在青贮玉米品种的选择、种植、收获、贮存等重要环节上的技术要求也在加大,其中的收获环节在很大程度上决定了青贮玉米产业链的效率问题和实现问题。
劳动强度过大,生产效率低的传统人工作业与机械配合的收获方式已不再满足需求,机械化收割青贮玉米、粉碎揉丝、打捆包膜技术逐渐成熟且占据主要地位。
青贮收获机的使用能加快整个青贮过程的进度,大幅度提高工作效率,缩短劳动周期,把人们从繁重的体力劳动中解放出来。
收获机上合适合理的割台设计在保证收割质量的同时还能降低青贮玉米收获中的损失率,在收获环节中起重要作用,对收获机的性能具有重要影响。
1收割机收割作业时的安全操作规程1)在启动全喂入联合收割机前,要全面检查收割机各项参数,确保参数符合行业标准,如油水是否出现泄露问题、冷却水数量是否足量、油箱中柴油是否充足等,且在插入钥匙前要确定操作手杆处于安全挡位或空挡。
2)当收割机在工作过程中遇到严重异常问题时,工作人员要及时关闭发动机,再将各种操作手杆回归到安全挡位或空档。
青贮饲料收获机的设计学生姓名学号所属学院机械电气化工程学院专业农业机械化及其自动化班级指导教师日期前言玉米秸秆具有很高的利用价值。
近年来,随着畜牧业的快速发展,动物饲料短缺的问题日益严重,在冬季尤为严重。
在我国农村,玉米秸秆作为动物饲料有着悠久的历史,但是玉米秸秆在进行收获时大多采用人工收获,费时费力;机器收获则多是将秸秆粉碎还田。
目前市场上出现了一种玉米收获机,能够将秸秆粉碎的同时送入集草车,这种方法固然便于收集,但运贮作业费工费时。
本实用新型提供一种玉米收获机的摘穗茎秆切碎复合装置,包括摘穗棍,工作时,穗茎兼收割台将果穗摘下并将茎秆收集、切碎,然后,果穗经果穗升运器进入果穗箱,碎玉米茎秆在碎茎秆抛送器的作用下被抛送至集草箱。
关键词:穗茎兼收;摘穗装置;切碎装置目录1绪论 (1)1.1课题研究的目的和意义 (1)1.2国内玉米收获机的研制状况 (1)1.3 国外玉米收获机的研制状况及趋势 (2)1.4现有玉米秸秆青贮机械收获的方法 (3)1.5 课题研究的主要内容 (5)2. 总体方案的设计 (5)2.1设计的基本原理 (5)2.2样机结构及工作原理 (5)3 关键部件的设计 (6)3.1设计指标 (6)3.2摘穗辊设计 (6)3.3滚筒刀的结构设计 (8)4主要部件的选择及强度校核 (10)4.1 轴的设计与校核 (10)4.2键的强度校核 (13)4.3螺旋输送器的计算 (14)4.4 V带的选择 (15)结论 (16)致谢 (18)参考文献 (19)1绪论1.1课题研究的目的和意义玉米是我国三大粮食作物之一,是仅次于小麦的主要粮食作物,是优质饲料和重要的工业原料,同时秸秆还是畜牧业的重要饲料。
搞好玉米的生产加工和秸秆的综合利用对农业、农民、农村乃至整个国民经济发展都具有重要意义。
我国21各省、市、自治区都有玉米种植。
种植面积、总产量仅次于美国,居世界第二位,玉米年产量达12029万吨,约占世界玉米总产量的18%。
双圆盘青储机割台的液压系统设计一、引言双圆盘青储机割台是一种用于农业收割的机械设备,其液压系统是其重要的组成部分之一。
液压系统设计的好坏直接影响到双圆盘青储机割台的性能和使用寿命。
因此,本文将针对双圆盘青储机割台的液压系统设计进行详细介绍。
二、液压系统设计原理液压系统是通过液体传递力量和能量来实现机械运动或执行控制任务的一种动力传输系统。
在双圆盘青储机割台中,液压系统主要由油箱、泵站、阀组、执行器等部分组成。
当泵站工作时,将油箱内的油吸入泵体内,经过加压后送入阀组中,再通过执行器将能量转化为力量输出。
三、双圆盘青储机割台液压系统设计1. 润滑油选型:在双圆盘青储机割台中,由于工作环境恶劣,需要选用高温抗磨损性能好的润滑油。
2. 润滑油循环:为了确保液压系统的正常运行,需要对液压油进行循环冷却。
在双圆盘青储机割台中,可采用水冷或风冷方式进行循环冷却。
3. 液压泵选型:双圆盘青储机割台中的液压泵需要具有高流量、高压力和稳定性好的特点。
4. 阀组设计:在双圆盘青储机割台中,液压阀组需要根据不同的工作要求进行设计。
例如,对于切割部分,需要采用单向阀和溢流阀来控制切割速度和切割力度。
5. 执行器设计:在双圆盘青储机割台中,执行器包括缸体和活塞杆两部分。
缸体应选用耐磨损、耐腐蚀的材料制成;活塞杆应选用高强度、高硬度的材料制成。
四、液压系统维护为了确保双圆盘青储机割台液压系统的正常运行和延长使用寿命,需要进行定期维护。
具体维护内容包括:1. 定期更换润滑油;2. 定期清洗液压系统中的过滤器;3. 定期检查阀组和执行器的工作状态;4. 定期检查液压系统中的密封件是否完好。
五、结论双圆盘青储机割台的液压系统设计是其性能和使用寿命的重要保障。
通过合理选型、设计和维护,可以提高双圆盘青储机割台的工作效率和经济效益。
青储机割台升降限位机构设计作者:指导教师:摘要:本实用装置青储机采用液压装置控制割台的升降,可根据不同的工作要求和经常变化的工作条件随时调整割台的高度,确保联合收割机正常工作。
割台升降的限位设计采用强度足够的调节丝杠、单作用柱塞式液压缸安全卡配合等组成,保证青储机割台满足正常工作要求,及其割台出需要检修时和避免液压缸出现故障时而产生的险,割台的限位装置就保护了人员及身设备的安全。
通过对现有青储机的技术资料的查阅,结合设计任务,确定了本设计的基本结构,以及通过相关计算确定了本设计机构中重要的零部件的基本参数。
其特点是:设计安装结构简单,性能可靠,经济成本低,适用于一般青储机的工作要求。
关键字:割台;液压缸;丝杠;限位装置Lifting ensilage machine cutting table limiting mechanism designAuthor: Wang Chao Tutor: Zhang Yongjian, Lv Quangui, GuoJunxianAbstract:The hydraulic lifting device control header of the device of the utility green machine, can the header height adjusted according to different work requirements and changing working conditions, to ensure the normal work of combineharvester. Limit design header lifting with strength enough the adjusting screw, single action plunger type hydraulic cylinder safety card and etc, ensure the ensilage machine cutting platform to meet the normal requirements, and the header to maintenance and avoid dangerous fault of hydraulic cylinder and the position limiting device, the header protects personnel and the safety of the equipment. Through access to technical information on the existing green machine, according to the design task, to determine the basic structure of the design, and through the relevant calculation to determine the basic parameters of components important this design in the organization. Its characteristics are: design and installation, simple structure, reliable performance, low cost, suitable for general ensilage machine and job requirements.Keywords:header; hydraulic cylinder; the limiting device第一章引言1.1 课题研究的目的和意义我国各地区种植农艺技术完全不同,收获作业技术条件差异很大,要实现高适应性、高可靠性、高稳定性作业,诸多关键技术有待解决。
4YZQK-4型青贮打捆玉米收获机的设计与试验李娜;周进;位国建;邸志峰;崔中凯;李涛【摘要】Based on the research of existing corn harvest technology and silage harvest technology, 4YZQK-4 combine harvester for corn silage was designed. The combine harvester mainly comprised of harvester header for corn and straw, baling unit and control system for baling unite. It could finish the operations of corn cobs harvesting and straws cutting, feeding, chopping, throwing and baling at one time. When the harvester header removed the cobs, it cut the plant from the root. After that, the straw layer was compressed by the feeding device,chopped by the chopping and rubbing device and baled by the baling unite. It provides the technical scheme and application example to solve the key technology of reaping both corn stalk and spike.The experiment shows, 4YZQK-4 combine harvester can satisfy the design require-ments and have a good performance in straw chopping and baling.%在分析研究现有玉米收获技术及青贮饲料收获技术的基础上,设计了4YZQK-4型青贮打捆玉米收获机.该机主要由穗茎兼收割台、打捆装置及打捆装置控制系统等组成,能够一次完成果穗收获及茎秆割断、喂入、切碎、抛送、打捆等作业.穗茎兼收割台在摘取果穗的同时,采用切断刀将植株从根部切断,秸秆层经喂入装置压实,切碎揉搓装置切碎破节,最后通过打捆装置打捆.该机具为解决玉米穗茎兼收关键技术提供了技术方案和应用实例.试验结果表明:4YZQK-4型青贮打捆玉米收获机满足设计要求,茎秆切碎和打捆效果良好.【期刊名称】《农机化研究》【年(卷),期】2018(040)009【总页数】5页(P60-63,68)【关键词】玉米收获机;穗茎兼收割台;打捆装置;控制系统【作者】李娜;周进;位国建;邸志峰;崔中凯;李涛【作者单位】山东省农业机械科学研究院,济南 250100;山东省农业机械科学研究院,济南 250100;山东省农业机械科学研究院,济南 250100;山东省农业机械科学研究院,济南 250100;山东省农业机械科学研究院,济南 250100;山东省农业机械科学研究院,济南 250100【正文语种】中文【中图分类】S225.5+10 引言我国农业生产的出路在于机械化,玉米青贮收获是玉米全程机械化的重要环节,也是目前相对薄弱的环节[1,9,13]。
关于玉米青贮饲料收获机的设计流程发布时间:2021-07-16T02:36:05.338Z 来源:《中国科技人才》2021年第11期作者:扈国杰张德刚[导读] 4QX-2300青饲料收获机(不含动力)是我公司生产的青饲料收获机,设计新颖,完全实现不对行收获作业。
宁安市恒信机械制造有限公司 157499摘要: 青贮饲料在我国畜牧业发展中占据着重要地位。
鉴于此,本文主要论述了4QX-2300青贮饲料收获机的设计流程。
该机可与玉米收获机主机挂接使用或单独挂接马力匹配的拖拉机,由液压控制升降,调整留茬高度进行不对行收获、切碎、抛送。
通过性能与生产试验表明,各项指标均达到设计与青贮饲料收获技术要求,其参数可作为青贮饲料收获机的设计依据。
关键词: 青贮料收获机;强制喂入机构;青贮料收获机割台引言随着我国畜牧业的不断发展,青贮饲料收获机的需求量越来越大。
目前我国的青贮饲料收获正处于发展阶段,机械化收获面积逐年提高。
青贮玉米由于产量高、营养丰富,是不可缺少的饲料来源,其种植密度一般要比商品粮籽粒玉米的种植密度高50%,产量45-90t/hm2。
为了获得更高的营养价值,必须适时收获,最佳收获期在籽粒尚未饱满的玉米乳熟期至腊熟期之间。
青贮饲料是将切碎的秸秆即刻入窖,通过盐化或氨化处理后进行密封发酵,使玉米秸秆长期保持酒糟香味,牲畜特别爱食用,容易消化,保证牲畜一年四季能吃上青绿多汁的饲草。
玉米秸秆青贮的季节性强,必须有足够的机械设备。
因此,青贮玉米秸秆机械化技术的关键是收获机械化。
青饲料收获机械可分为自走式、牵引式和悬挂式3种类型。
自走式有独立的行走底盘,具有生产效率高、机动性能好、适应性广等特点,适合大中型奶牛场及农牧场使用。
牵引式机型是以拖拉机为配套动力,具有使用成本低、收获后不占用动力等特点,但由于该机型收获前要预先开道,需要人工辅助劳动,作业机组长而转弯半径太大等原因,生产量一直不大。
悬挂式机型与拖拉机配套使用,主机一般只配带高秆作物收割台收获青贮玉米、高粱等,结构紧凑、转弯半径小、油耗低、装卸简单、便于维修,割台升降、出料口自由旋转,使收割的操控性能和饲草的收割效率大大提高,而且适合农田恶劣的工作环境,适合于小型奶牛场、农牧场和个体户使用。
4Q M-4.0型麻类青饲料联合收获机割台结构设计与试验∗刘佳杰,马兰,向伟,颜波,文庆华,吕江南(中国农业科学院麻类研究所,长沙市,410205)摘要:针对现有牧草收割机收割饲用苎麻作物时,割台输料不畅,搅龙易被麻类纤维缠绕的问题,设计一种专用收割机割台㊂该割台由往复式切割装置㊁拨禾轮㊁茎秆捡拾输送器及螺旋搅龙组成㊂根据饲用苎麻的田间生长特性及物料特点,开展收割机割台设计㊂通过理论计算与试验分析,确定割台各关键装置结构参数:拨禾轮的圆周半径为840m m ㊁切割器离拨禾轮轴高度为1470m m ㊁拨禾轮转速27.9r /m i n ㊁升降行程为700m m ㊁往复式割刀曲柄转速为540r /m i n ㊁茎秆捡拾输送器拨齿轮滚筒半径为150m m ㊁转速为152.80r /m i n ,喂入搅龙直径为320m m ㊁转速为170r /m i n㊂田间试验表明:该机收获损失率为3%,标准草长率为91%,作业小时生产率为0.25~0.35h m 2/h ,割茬高度为150m m ㊂收割时,割台未出现堵料及纤维缠绕现象;收割后,苎麻割茬整齐,未发现作物茎秆基部存在明显撕裂现象㊂试验结果表明往复式切割器切割效果良好,整机工作性能稳定,该收割机割台能够满足对饲用苎麻作物的收割要求㊂关键词:饲用苎麻;麻类作物;青饲料;联合收获机;割台中图分类号:S 232.5㊀㊀文献标识码:A㊀㊀文章编号:20955553(2022)07002006刘佳杰,马兰,向伟,颜波,文庆华,吕江南.4QM-4.0型麻类青饲料联合收获机割台结构设计与试验[J ].中国农机化学报,2022,43(7):20-25L i u J i a j i e ,M aL a n ,X i a n g W e i ,Y a nB o ,W e nQ i n g h u a ,L üJ i a n g n a n .D e s i gn a n d t e s t o f t h e h e a d e r s t r u c t u r e o f 4Q M-4.0f i b e r c o r p s g r e e n f o r a g e c o m b i n eh a r v e s t e r [J ].J o u r n a l o fC h i n e s eA g r i c u l t u r a lM e c h a n i z a t i o n ,2022,43(7):20-25收稿日期:2021年7月19日㊀㊀修回日期:2021年12月10日∗基金项目:财政部和农业农村部:国家麻类产业技术体系资助(C A R S 16 E 21);中国农业科学院科技创新工程(C A A S A S T I P 2017I B F C 06);湖南省重点领域研发计划(2019N K 2071);湖南省自然科学基金面上项目(2019J J 40333)第一作者:刘佳杰,男,1986年生,湖南衡阳人,硕士,助理研究员;研究方向为麻类收获与加工机械设计㊂E -m a i l :t e r y j i a j i e @126.c o m 通讯作者:吕江南,男,1964年生,湖南常德人,硕士,研究员,硕导;研究方向为麻类剥制机械及麻产品加工技术㊂E -m a i l :y j l jn @s i n a .c o m D e s i g na n d t e s t o f t h e h e a d e r s t r u c t u r e o f 4Q M-4.0f i b e r c o r p s g r e e n f o r a ge c o m b i n e h a r v e s t e r L i u J i a j i e ,M aL a n ,X i a n g W e i ,Y a nB o ,W e nQ i n g h u a ,L üJ i a n gn a n (I n s t i t u t e o f B a s tF i b e rC r o p s ,C h i n e s eA c a d e m y o f A g r i c u l t u r a lS c i e n c e s ,C h a n gs h a ,410205,C h i n a )A b s t r a c t :W h e n t h e e x i s t i n g f o r a g e h a r v e s t e r h a r v e s t e d f o r a g e r a m i e c r o p s ,t h e c u t t i n g h e a dh a d p r o b l e m s t h a t t h e c o n v e y i n g w a s n o t s m o o t h ,a n d t h e a u g e rw a s e a s y t o b e e n t a n g l e db y t h e f i b e r .I n o r d e r t o s o l v e t h e p r o b l e m s ,a s p e c i a l h a r v e s t e r h e a d e rw a s d e s i g n e d .T h eh e a d e r c o n s i s t e do f a r e c i p r o c a t i n g c u t t i n g d e v i c e ,ar e e l ,as t a l k p i c k -u p c o n v e y o r ,a n das c r e wa u g e r .A c c o r d i n g tot h e f i e l d g r o w t hc h a r a c t e r i s t i c sa n d m a t e r i a lc h a r a c t e r i s t i c so ff o r a g er a m i e ,t h ed e s i g no ft h eh a r v e s t e rh e a d e r w a sc a r r i e do u t .T h r o u gh t h e o r e t i c a l c a l c u l a t i o na n de x p e r i m e n t a l a n a l y s i s ,t h es t r u c t u r a l p a r a m e t e r so f e a c hk e y d e v i c eo f t h eh e a d e rw e r ed e t e r m i n e d .T h e d i a m e t e r o f t h e r e e l w a s 840m m ,t h e d i s t a n c e b e t w e e n t h e c u t t e rw i t h t h e r e e l s h a f t w a s 1470m m ,t h e s pe e d of t h e r e e l w a s 27.9r /m i n ,t h e l i f t i ng s t r o k ew a s 700m m ,th e r o t a ti n g s p e e d o f t h e c u t t e r c r a n kw a s 540r /m i n ,t h e r a d i u s o f t h e p u l l e y o f t h e s t a l k p i c k -u p c o n v e y o rw a s 150m m ,t h e r o t a t i n g s p e e dw a s 152.80r /m i n .T h e d i a m e t e r o f t h e f e e d i n g a u g e rw a s 320m m ,a n d t h e r o t a t i n g s p e e dw a s 170r /m i n .F i e l d t e s t s s h o w e d t h a t t h e h a r v e s t i n g l o s s r a t e o f t h i sm a c h i n ew a s 3%,t h e s t a n d a r d g r a s s l e n g t h r a t ew a s 91%,t h ew o r k i n g h o u r p r o d u c t i v i t y w a s 0.25-0.35h m 2/h ,a n d t h e c u t t i n g h e i g h tw a s 150m m.D u r i n g h a r v e s t i n g ,t h e r ew a s n om a t e r i a l b l o c k i n g a n d f i b e r e n t a n gl e m e n t i n t h e h e a d e r .A f t e r h a r v e s t i n g ,t h e r a m i e s t u b b l ew a s n e a t l y c u t ,a n dn o o b v i o u s t e a r i n g a t t h e b a s e o f t h e c r o p st a l kw a s f o u n d .T h e t e s t r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e c u t t i n g e f f e c to f t h er e c i p r o c a t i n g c u t t e rw a s g o o d ,a n dt h ew o r k i n gp e r f o r m a n c eo f t h ew h o l em a c h i n ew a ss t a b l e .T h e h a r v e s t e r h e a d e r c a nm e e t t h e h a r v e s t i n g r e q u i r e m e n t s o f f o r a g e r a m i e c r o ps .Copyright ©博看网. All Rights Reserved.K e y w o r d s:f e e d i n g r a m i e;b a s t f i b e r c r o p s;g r e e n f o d d e r;c o m b i n eh a r v e s t e r;h e a d e r0㊀引言饲用苎麻等麻类作物的嫩茎叶中营养丰富且年生物产量高,是一种优良的植物蛋白饲料原料[13]㊂使用时可直接作青饲料进行喂养,也可以打包制作成青贮饲料,还可以作蛋白饲料添加剂加以利用㊂饲用苎麻已经列入农业农村部印发的‘全国种植业结构调整规划(2016 2020)“[4]㊂在饲用苎麻发展过程中,缺乏大型高效生产机械设备是产业发展中的难题㊂生产上使用的小型割晒机与切碎机分段收获加工模式,生产成本高,工人劳动强度大,不利于产业规模化发展㊂采用联合收割机作业模式是提高饲用苎麻收获效率,推动产业高质量发展的必经之路[5]㊂青饲料联合收割机主要分为自走式和悬挂式两种[6]㊂应用作物主要集中在青贮玉米㊁高粱等高秆作物和苜蓿㊁小麦等矮秆作物㊂美国及西欧的自走式青贮饲料收获机技术较先进,所生产的自走式青贮饲料收获机具有自动化程度高㊁行走速度快㊁收获效率高和驾驶环境舒适等特点,且机器割台多种多样,一般具有自动磨刀㊁自动润滑㊁自动对行及金属探测等功能[7]㊂国内青饲料联合收割机研究起步相对较晚,基础相对薄弱㊂主要体现在产品同质化严重,可靠性低,自动化水平不高㊂经过近些年的发展,目前,我国已经初步形成了玉米和牧草的青饲料收获机械的技术体系,并拥有了大型成套生产设备[8]㊂但是在饲用苎麻青饲料联合收割机专用设备设计上,关键部件参数以及物料与部件相互作用关系方面上的研究十分欠缺,尚未见有关报道㊂由于麻类作物与苜蓿㊁黑麦草㊁饲用玉米等青饲料作物在物理特性上有较大差异㊂在生产上,采用现有大型玉米或牧草联合收割机收获苎麻时,收割割台经常会出现纤维缠绕滚筒和物料堵塞割台的现象,导致机器无法正常工作㊂4QM-4.0型麻类青饲料收割机割台根据饲用苎麻的田间生长特性及饲用苎麻物料自身物理特性进行结构设计,通过理论计算与试验分析,确定了割台各关键装置结构参数㊂1㊀整机工作原理与结构设计1.1㊀整机工作原理根据饲用苎麻种植规范和收割要求,该机主要由收割割台㊁输送装置㊁行走装置㊁切碎装置㊁提升装置㊁传动系统㊁集料箱等部分组成㊂收获机的配套动力为70k W,整机具有结构简单㊁操纵方便的特点㊂机器结构如图1所示㊂图1㊀4Q M-4.0型麻类青饲料联合收割机结构图F i g.1㊀4QM-4.0f i b r e c r o p s g r e e n f o d d e r c o m b i n eh a r v e s t e r1.切割割台㊀2.输送装置㊀3.行走装置㊀4.切碎装置5.提升装置㊀6.集料箱工作原理如下:麻类青饲料联合收割机的动力采用液压系统提供,能一次完成饲用苎麻收割㊁输送㊁切碎和集料等各项作业,整机工作时,调整收割机割台拨禾轮的高度,使拨禾装置与作物茎秆高度保持在合适范围;分禾装置将作业幅宽内两侧的麻秆扶起;切割装置将田间麻秆切断并经拨禾轮拨入切割割台上,切割割台上的弹齿和输送搅龙将麻茎秆送入纵向输送装置;随后切碎装置内的夹持装置将麻茎秆夹持住,切碎刀辊开始工作完成整个切碎过程;切碎后的物料经过提升装置输送至集料箱;待集料箱满后经液压卸料装置将物料卸载装入运输车内㊂1.2㊀饲用苎麻的生长特性及最佳收获高度为了使收割机割台适应饲用苎麻田间收获,对饲用苎麻田间生长特性进行了调查㊂通过对不同刈割高度下饲用苎麻 中苎1号 和 中苎2号 的生长性能㊁产量和饲用品质变化情况进行研究㊂研究结果表明:以年风干物和粗蛋白产量最高为评价指标,不同的饲用苎麻品种最佳刈割高度存在差异[9], 中苎1号 的最佳刈割高度为1200~1400m m,而 中苎2号 的最佳刈割高度为1000~1200m m[10]㊂因此,收割机割台应对1000~1400m m高度的作物具备收获能力㊂考虑到作物生长差异性,割台高度调整范围设计为800~1600m m㊂饲用苎麻生长特性及最佳刈割高度见表1㊂表1㊀饲用苎麻生长特性及最佳刈割高度T a b.1㊀G r o w t hc h a r a c t e r i s t i c s a n do p t i m a l h a r v e s t h e i g h t o f r a m i e f o r f e e d参数数值苎麻根部直径/m m7~14行距/m m500株距/m m200最佳刈割高度/m m1000~1400Copyright©博看网. All Rights Reserved.1.3㊀卧式收割割台结构设计为满足不同高度麻茎秆输送需求,在卧式割台中部设计了弹齿输送器㊂在机器工作时,弹齿输送器㊁拨禾轮与喂入搅龙相互配合,实现了对苎麻物料的高效输送;为便于苎麻茎秆的顺利铺放,卧式割台的长度比传统谷物收割机割台的长度长300m m ,收割台总长度达1000m m 以上,保证了饲料收割机可以满足1600m m 以下的苎麻茎秆收获与输送㊂为了适应不同高度苎麻茎秆收割,本割台可通过液压缸进行高度升降㊂收割机割台主要由喂入搅龙㊁往复式割刀㊁拨禾轮㊁弹齿输送器㊁挡板和导麻板等组成,其结构如图2所示㊂图2㊀卧式收割割台结构图F i g .2㊀H o r i z o n t a l h e a d e r s t r u c t u r e d i a gr a m 1.喂入搅龙㊀2.往复式割刀㊀3.拨禾轮㊀4.弹齿输送器5.挡板㊀6.导麻板2㊀关键部件参数设计2.1㊀拨禾轮参数设计拨禾轮作为收割作业中重要的导向部件,作业时拨禾轮将物料拨向割刀,并在切割的过程中配合切割动作扶持作物[11]㊂对于倾斜倒伏作物,拨禾轮可将其扶起,避免损失,切断后,拨禾轮继续将作物向后推送入割台内部,在喂入搅龙的作用下送入纵向输送装置防止堵塞㊂拨禾轮的运动是由机器整体前进速度和拨禾轮绕轴圆周运动复合而成㊂对拨禾轮正截面建立坐标系,以拨禾轮中心轴在地面的投影为坐标原点,收获机前进方向为坐标系X 1轴正方向,以对地面的垂直高度为Y 1轴正方向㊂拨禾轮的运动轨迹参数方程见式(1),运动轨迹见图3所示㊂X 1=V 1t +R 1c o s w 1tY 1=H +h -R 1s i n w 1t{(1)式中:V 1 收割机的前进速度,m /s;R 1 拨禾轮的圆周半径,m m ;w 1 拨禾轮的角速度,r a d /s;H 切割器离拨禾轮轴的高度,m m ;h 割茬高度,m m ;t 行进时间,s㊂图3㊀拨禾轮的运动轨迹F i g .3㊀T r a j e c t o r y of t h e r e e l 图3中的β为拨禾轮圆周转速与收割机前进速度的比值,被称为拨禾轮速比㊂β=w 1R 1V1(2)利用MA T L A B 软件E D I T O R 窗口编程,分析式(1)和式(2),给参数β赋值绘制式(1)参数方程运动曲线㊂发现不同的拨禾轮速比,将导致不同运动轨迹㊂当β>1时,拨禾轮弹齿的运动轨迹为余摆线,轨迹图如图3中①所示;当β⫹1,拨禾轮弹齿轨迹图如图3中②和③所示㊂只有当β>1时,拨禾轮弹齿的运动轨迹为余摆线,拨禾轮才有向后分速度,才能实现正常的拨禾㊂拨禾轮速比过大会导致割台振动增大与颗粒类作物收获时损失率增加㊂一般易落粒作物的β值取1.5~2.0[12]㊂考虑本作物为无籽粒整秆收获,本设计β取2.0㊂机器的行走速度V 1为1.2m /s ,则可根据式(3)计算拨禾轮的转速n 1㊂n 1=30ˑV 1㊃βπR 1(3)为减少作物叶片损失,弹齿工作时应该从竖直方向插入作物㊂拨禾轮的半径需满足式(4)㊂拨禾轮竖直入禾时此刻其水平分速度为0[1315],对式(1)进行时间微分,可以得到拨禾轮运动速度对X 1轴的水平分量V x ,因此有式(6)㊂同时弹齿入作物的轨迹的最低点应该位于作物重心位置稍微偏上,如低于重心位置则作物可能会弯曲悬挂在弹齿之上,被抛出机器外面,因此拨禾轮的半径还需要满足式(5)㊂L =H +h -R 1s i n w 1t (4)H =R 1+35(L -h )(5)V x =d X 1d t =V 1-w 1R 1s i n w 1t =0(6)式中:L 苎麻茎秆高度,m m ㊂取L =1200m m ,h =150m m ㊂联合式(2)~式(6),计算得出R 1=840m m ,H =1470m m ,n 1=27.9r /m i n ㊂拨禾轮主要技术参数如表2所示㊂Copyright ©博看网. All Rights Reserved.表2㊀拨禾轮主要技术指标T a b .2㊀M a i n t e c h n i c a l i n d i c a t o r s o f h e a d e r参数数值拨禾轮的圆周半径/m m840切割器离拨禾轮轴的高度/m m1470拨禾轮板数/个5拨禾轮升降行程/m m700拨禾轮转速/(r ㊃m i n-1)27.92.2㊀收割机割刀参数设计考虑到收割机主要收割对象为饲用苎麻等麻类作物,根据研究显示饲用苎麻的最佳收割高度为1000~1400m m ,茎粗一般为7~17m m ㊂选择单动刀往复式切割方式,Ⅱ型割刀,切割平均速度为1.0m /s ㊂单动刀切割装置主要由往复式动刀与定刀及支撑架组成,往复式切割器的切割原理是将旋转运动转变为直线运动,实现机构通常选用曲柄连杆机构,如图4所示㊂图4㊀往复式割刀曲柄连杆机构F i g .4㊀R e c i p r o c a t i n g cu t t e r c r a n k c o n n e c t i n g ro dm e c h a n i s m 以曲柄中心O 为圆心半径,以右方向为x 轴正方向㊂则割刀的位移㊁速度如式(7)~式(10)㊂X =C B ң=O B ң-OC ң=L 2+r -L 2c o s a -r c o s ωt (7)因为L ȡr ,因此有:X ʈr -r c o s ωt(8)V 2=d Xd t=(r -r c o s ωt )ᶄ=r ωs i n ωt (9)ω=2πn 2(10)式中:X 割刀从C 点运动到B 点的位移,m m ;L 2 连杆长度,m m ;V 2 割刀速度,m /s;ω 曲柄角速度,r a d /s ;r 曲柄半径,m m ;n 2曲柄的转速,r /m i n ㊂其中平均速度V 2设计值为1m /s,曲柄的半径为25m m ;通过式(9)㊁式(10)计算出曲柄的转速为540r /m i n ,旋转频率为9.00H z ㊂2.3㊀茎秆捡拾输送器参数设计茎秆捡拾输送器是收获机械的关键部件之一,其捡拾性能的好坏直接影响收割割台的作业效果[16]㊂捡拾器工作时,伸缩拨齿在滚筒的驱动下逆前进方向旋转,拨指从滚筒下方的拨指套中伸出,从铺放物料的底层伸入后向后挑起物料,随着机器的前进和滚筒的转动将物料挑至滚筒的后方,物料经惯性作用进入割台搅龙㊂伸缩拨指上任一点的运动轨迹为余摆线,所以其运动轨迹取决于滚筒筒体的圆周线速度与机具前进速度的比值λ,计算公式如式(11)所示㊂λ=V b V 1=πn b r b30V 1(11)式中:V b 拨齿的线速度,m /s;n b 拨齿的转速,r a d /s ;r b拨齿滚筒半径,m ㊂根据饲用苎麻茎秆的物理特性,为了减少物料的重复拨送,取λ为2㊂机器的前进速度V 1为1.2m /s ,设计拨齿轮滚筒半径r b 为150m m ㊂根据式(11)可计算出拨齿的转速为152.80r /m i n ,旋转频率为2.55H z ㊂捡拾输送器结构示意图如图5所示㊂图5㊀捡拾输送器结构示意图F i g .5㊀S c h e m a t i c d i a g r a mo f p i c k u p c o n v e yo r s t r u c t u r e 1.主动轴㊀2.偏心轮㊀3.输送槽地板㊀4.薄壁圆管5.捡拾弹齿㊀6.机架侧板㊀7.驱动链轮2.4㊀割台喂入搅龙参数设计喂入搅龙又叫螺旋推运器,是由螺旋搅龙和伸缩扒指组成,当作物被水平切割器切断后,在两侧螺旋叶片的作用下向伸缩扒指推送,最后由扒指送入输送槽㊂割台搅龙由滚筒和外侧搅龙叶片焊接而成,其结构如图6所示㊂螺旋搅龙输送器滚筒直径及旋转速度一般是由机器的生产率决定的,考虑到饲用苎麻等麻类作物易缠绕的特性,开展了滚筒苎麻纤维缠绕试验,结果表明:滚筒直径与滚筒的旋转速度是影响纤维缠绕滚筒的两个重要因素㊂滚筒直径越大,旋转的速度越低越不利于纤维缠绕的形成㊂对饲用苎麻而言,当滚筒直径D 大于300m m ㊁滚筒转速低于200r /m i n 时㊁缠绕现象基本得到控制[17]㊂为了保证搅龙在工作过程中尽可能的不被苎麻纤维缠绕,因此喂入搅龙结构设计目标函数f (x )需满足式(12)~式(17)㊂f (x )=m i n f (D ,n 3)(12)D ȡ300m m(13)n 3ɤ200r /m i n (14)Q =δˑρˑq (15)q =πˑn 360ˑS K L MN ˑL KM(16)Q >U(17)Copyright ©博看网. All Rights Reserved.式中:D 喂入搅龙滚筒直径,m m ;n 3 滚筒旋转的转速,r /m i n ;Q 搅龙滚筒单位时间内拨送物料重量,k g/s ;δ物料压实系数;ρ压实饲用苎麻密度,k g /m 3;q搅龙单位时间内拨送物料体积,m 3/s ;S K L MN 截面的面积,m2;L KM K 点到M 点的直线距离,m ;U 机器额定喂入量,其设计值为4k g/s ㊂根据纤维缠绕试验试验结果,在本设计中取D =320m m ,搅龙转速n 3=170r /m i n ㊂结合饲用苎麻的物料特性与收割机割台结构,δ取0.4,ρ=170k g /m 3,S K L MN =0.087m 2,L K M =0.15m ㊂根据式(15)和式(16),可以计算得出Q =7.92k g/s >U ㊂因此本设计取搅龙结构参数D =320m m ,搅龙转速n 3=170r /m i n ,可满足搅龙4k g /s 的喂入输送量,又可以有效遏制纤维缠绕的形成㊂图6㊀喂入搅龙三维结构图F i g .6㊀3Ds t r u c t u r e d i a g r a mo f f e e d i n g a u ge r 1.机架侧板㊀2.进料口㊀3.伸缩拨齿㊀4.搅龙叶片㊀5.输送器滚筒3㊀收割试验与分析3.1㊀收割试验为了检验样机收割机割台作业性能及主要工作指标,在长沙市望城区国家苎麻种质苗圃进行收割试验㊂试验品种为 中饲1号 ㊂试验用地采用大垄双行种植模式,垄高为200m m ,垄底宽为1200m m ,垄高宽为1000m m ,垄沟宽为400m m ,作物种植宽度为500m m ㊂试验物料的基本情况如下:作物平均高度分别为1086m m ,平均茎粗为9.02m m ,含水率为82.9%㊂使用的仪器设备主要有:4QM-4.0型麻类青饲料联合收割机样机㊁卷尺㊁游标卡尺㊁电子天平㊁烘箱等㊂根据标准‘D G T052 2019青饲料收获机“进行收获损失率试验,选择直立状态的饲用苎麻作物进行试验,将50m 测区内收获机割幅范围内的所有未收获的物料(不包括超茬部分)收集并称重,按式(18)计算收获损失率[18]㊂y =G sG 1L 3B ˑ100%(18)式中:y收获损失率;G s 损失物料质量,k g;G 1 每平方米物料质量,k g;B 收割割幅,m ㊂试验中损失物料重量G s 为3.64k g,每平米物料重量为2.02k g ,收割幅宽1.20m ,测区长度L 3为50m ㊂根据式(12)计算出本机器收获损失率为3%㊂具体试验结果见表3所示㊂表3㊀收割试验结果T a b .3㊀H a r v e s t i n g t e s t r e s u l t s 参数数值收获损失率/%3.00标准草长率/%91.00作业小时生产率/(h m2㊃h -1)0.25~0.35收割后割茬高度/m m150.003.2㊀结果分析试验结果表明:麻类青饲料联合收割机的收获损失率为3%,达到了国家和行业标准,符合设计要求;收割后割茬高度为150m m ,设计值为小于等于200m m ,符合苎麻种植农艺要求,有利于其后期生长㊂收割时,观察未发现割台出现堵料现象,从往复式刀具的切割到茎秆捡拾输送器的拨送再到螺旋搅龙的输送整个过程流畅,工作性能稳定㊂收割后,观察苎麻割茬,未发现作物茎秆基部撕裂现象,说明切割刀具设计参数合理,可以实现对饲用苎麻作物的切割㊂4㊀结论1)根据饲用苎麻作物茎秆特点,设计了收割机割台结构,该割台主要由往复式切割器㊁捡拾输送器㊁拨禾轮和喂入搅龙组成㊂该割台结构可以适应不同高度苎麻茎秆收割需求㊂同时具有较好的防纤维缠绕性能㊂2)通过理论计算与试验分析确立各关键部件的工作参数㊂拨禾轮的圆周半径为840m m ㊁切割器离拨禾轮轴高度为1470m m ㊁拨禾轮转速27.9r /m i n ㊁升降行程为700m m ㊁往复式割刀曲柄转速为540r /m i n㊁茎秆捡拾输送器拨齿轮滚筒半径为150m m ㊁转速152.80r /m i n ㊁喂入搅龙直径320m m ㊁滚筒旋转的转速为170r /m i n ㊂3)田间试验表明该机收获损失率为3%,标准草长率为91%,作业小时生产率为0.25~0.35h m 2/h ,割茬高度150m m ㊂收割时,割台未出现堵料及纤维缠绕现象,收割后,苎麻割茬整齐,未发现作物茎秆基部存在明显撕裂现象㊂试验结果表明往复式切割器切割效果良好㊁整机工作性能稳定,该收割机割台能够满足Copyright ©博看网. All Rights Reserved.对饲用苎麻作物的收割需求㊂参㊀考㊀文㊀献[1]熊和平.我国麻类生产的现状与政策建议[J].中国麻业科学,2010,32(6):301-304.[2]徐志鹏,高程,侯振平,等.汉麻籽及其副产物对黑山羊生长性能㊁瘤胃发酵㊁肉品质及血清生化指标的影响[J].饲料研究,2021,44(7):7-11.X uZ h i p e n g,G a oC h e n g,H o uZ h e n p i n g,e ta l.E f f e c to f h e m p s e e d a n di t s b y-p r o d u c t s o n g r o w t h p e r f o r m a n c e, r u m e nf e r m e n t a t i o n,m e a t q u a l i t y a n d s e r u m b i o c h e m i c a l p a r a m e t e r so fb l a c k g o a t s[J].F e e d R e s e a r c h,2021,44 (7):7-11.[3]张立武.专题导读:加强麻类作物基因组学研究,推动优异等位基因发掘及种质创新[J].作物学报,2021,47(6): 993-996.Z h a n g L i w u.E d i t o r i a l:S t r e n g t h e n i n g t h er e s e a r c h e s o f g e n o m i c s o fb a s t f i b e rc r o p s t o p r o m o t ee l i t ea l l e l em i n i n g a n d g e r m p l a s mi n n o v a t i o n[J].A c t a A g r o n o m i c aS i n i c a, 2021,47(6):993-996.[4]农业农村部.农业农村部关于印发‘全国种植业结构调整规划(2016 2020年)“的通知[E B/O L].h t t p://w w w.g o v.c n/ x i n w e n/2016-04/28/c o n t e n t_5068722.h t m,2016-04-28.[5]龙超海,吕江南,马兰,等.麻类作物生产方式转变必要性与发展趋势[J].中国农机化学报,2015,36(5): 330-336.L o n g C h a o h a i,LüJ i a n g n a n,M aL a n,e ta l.N e c e s s i t y o f p r o d u c t i o n m o d e c o n v e r s i o ni n b a s tf i b e r c r o p s a n di t s d e v e l o p i n g t r e n d[J].J o u r n a l o f C h i n e s e A g r i c u l t u r a l M e c h a n i z a t i o n,2015,36(5):330-336.[6]闵令强,张军强,梁荣庆,等.青贮饲料收获贮存模式及机械设备概述[J].中国农机化学报,2018,39(8):62-66,75.M i n L i n g q i a n g,Z h a n g J u n q i a n g,L i a n g R o n g q i n g,e ta l. 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目录摘要 (2)ABSTRACT (3)第一章绪论 (1)§ 1-1 农业机械在现代化建设中的作用 (1)§ 1-2 市场前景分析 (1)§ 1-2 QSJ-200型青饲料切割机简介 (2)第二章总体设计 (4)§ 2-1 方案的筛选 (4)§ 2-2 实现原理介绍 (6)§ 2-3 整体传动比的分析计算 (7)第三章传动设计 (10)§ 3-1 电动机的选型 (10)§ 3-2 V带传动的设计 (11)§ 3-3 锥齿轮的设计 (15)§ 3-4 圆柱齿轮的设计 (19)第四章轴与校核 (25)§ 4-1 轴的设计 (25)§ 4-2 校核 (28)第五章刀的设计 (36)§ 5-1 切割的基本概念 (36)§ 5-2 切刀的设计 (36)§ 5-3 破碎辊筒的设计 (42)第六章进给机构与机架的设计 (45)§ 6-1 进给机构的设计 (45)§ 6-2 机架的设计 (46)设计心得与致谢 (47)参考文献 (48)附录Ⅰ外文文献翻译 (50)附录Ⅱ外文翻译原文 (53)青饲料切割机的设计摘要:一种青饲料切割机,由装在同一传动轴上的破碎,切碎两种功能的机构构成.破碎机构主要由刀齿板、切刀、刮刀及辊筒构成.加工块茎类物料时,经刀齿的划割,切刀的切割,刮刀的进一步破碎,完成加工过程;同时,可利用切碎机构加工藤蔓、杆叶类青饲料;并采用辊压轮对藤蔓进行自动进给.拆下破碎部件,换上磨碎齿板,又可作为薯类淀粉初加工机具.因此,既能满足青饲料加工要求,又能加工薯类淀粉,适应农村养殖业的需要.关键词: 破碎、切碎、切刀、辊筒、辊压轮Green fodder cutting machine designAbstract:A green fodder cutting machine ,By the same equipment on the drive shaft broken, shredding function of the two bodies constituted 。
4.5m矮盘式秸秆饲料收获机割台的设计作者:陈立东田可庆殷顺阔来源:《安徽农业科学》2019年第10期摘要针对国内秸秆饲料收割机械割幅小、适应性较差、收获效率低、可靠性差等问题,通过三维实体建模技术设计了4.5 m矮盘式秸秆饲料收获机可折叠割台。
该割台由变速器、折叠装置、分禾器、喂入滚筒和切割器等组成,利用折叠装置可实现4.5 m宽幅割台的折叠运输,同时提高了割台的收获效率;割台专用变速器实现了同轴不同转速的输出,提高了割台传动系统的可靠性和紧凑性,对国内4.5 m以上大割台的设计具有重要的参考价值。
关键词秸秆饲料;收获机;割台;变速器;同轴双转速中图分类号 S220.2文献标识码 A文章编号 0517-6611(2019)10-0182-03Abstract Aiming at the problems of small amplitude, poor adaptability, low harvesting efficiency, and poor reliability of domestic straw forage harvesting machinery, a 4.5 meter short dish type straw forage harvester collapsible cutting table was designed through 3D solid modeling technology. The header consists of the transmission, the folding device, the branching device,the feed roller and cutters. The folding device can realize the folding and transportation of a4.5meterwide header and improve the harvesting efficiency of the header. The transmission realizes the output of different coaxial speeds, improves the reliability and compactness of the header transmission system, and it has important reference value for the domestic design of large headers above 4.5 m.Key words Straw feed;Harvester;Header;Transmission;Coaxial double speed秸秆饲料收获机械作为畜牧业可持续发展的关键设备,其性能至关重要。
青储机割台的安装方法
青储机割台的安装方法如下:
1. 将揉搓机和电动机或柴油机部分用螺栓固定在机架上,并调整电动机的位置,确保电动机皮带轮槽和主机皮带轮槽对正,并得到适度的皮带松紧度。
2. 将安装好的机器放在平整的水泥地面上。
3. 检查所有电器及线路是否安全可靠。
4. 安装后,检查青储机各运转部件是否能灵活转动,空运转无卡碰现象及不正常响声,在确定一切正常后才能投入使用。
如果需要更多信息,建议咨询青储机割台专业安装人员。
青饲料收获机6.0m立辊割台的设计
郑万众;蒋延金;李学永;郑绍成;李凯;王逸飞;陈立东
【期刊名称】《农机化研究》
【年(卷),期】2023(45)2
【摘要】针对大型青贮机宽幅割台配套短缺、现有割台幅宽小、收获效率低的问题,研发设计了工作幅宽为6.0m的折叠式青贮机立辊割台。
利用Solid Works三维设计软件分别对切割喂入滚筒、分禾装置、割台变速器、液压折叠装置等进行了仿真设计。
样机田间试验结果表明:青贮机收获效率高,作业切割输送顺畅,收获损失率为0.9%,割茬平均高度118mm,达到了设计要求,可为我国6.0m及以上的大型青贮机割台的研究提供参考。
【总页数】6页(P116-120)
【作者】郑万众;蒋延金;李学永;郑绍成;李凯;王逸飞;陈立东
【作者单位】滦南县职业教育中心;河北科技师范学院机电工程学院;唐山鑫万达实业股份有限公司;青贮饲料收获装备技术创新中心
【正文语种】中文
【中图分类】S372;S817.11
【相关文献】
1.多棱立辊式玉米收获机割台FMECA分析
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3.立辊式玉米收获机割台间隙夹持输送装置设计与试验
4.青饲料收获机割台的设计
5.4QM-4.0型麻类青饲料联合收获机割台结构设计与试验
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青贮饲料收获机割台高度固定控制装置的设计及应用李雷霞; 顾玲玲; 华荣江; 宋寅东; 王长会; 刘淑平【期刊名称】《《农业工程》》【年(卷),期】2019(009)008【总页数】4页(P88-91)【关键词】青贮饲料收获机; 割台; 高度固定; 角度传感器【作者】李雷霞; 顾玲玲; 华荣江; 宋寅东; 王长会; 刘淑平【作者单位】中机美诺科技股份有限公司北京100083; 现代农装科技股份有限公司北京100083【正文语种】中文【中图分类】S817.11+70 引言近年来,随着经济的快速发展,人民生活水平不断提高,对肉类和奶制品的需求量越来越大,从而加速了畜牧产业的发展步伐。
而用于生产肉类和奶制品等副食产品的主要饲料来源是青贮饲料,为青贮饲料收获机提供了广阔的市场。
青贮饲料收获机作为一种饲料作物收获机械,为畜牧业发展提供了高效生产机具[1]。
据调查,很多青贮饲料收获机用户表示,青贮饲料收获机在地块作业时,青贮饲料收获机需满足两方面的要求。
第一,作业地况不平整;第二,作业过程中需要频繁的掉头。
为了保证割茬高度的一致性,割台高度调节主要依靠机手经验,驾驶员一方面需要小心驾驶机器,另一方面又要密切注意观察割茬高度、喂入量以及发动机的工作情况,随时手动调整割台的工作高度,长时间的机械操作会增加驾驶员的疲劳度,降低收割效率,并且可能导致由于操作不当而致使割台前端与地面碰撞的危险,还常常会影响联合收割机工作效率的充分发挥。
针对上述问题,研究设计了一种青贮饲料收获机割台高度固定的控制系统,根据角度传感器实时反馈割台实际高度,再根据田间作业情况,驾驶员设定割台作业高度,地头转弯一键执行割台高度与循环操作。
在很大程度上提高青贮饲料收获机的作业效率。
1 割台控制系统研究现状割台是青贮饲料收获机的重要组成部分,是完成收获作业必不可少组件。
不同青贮饲料收获机所选用的割台结构是不同的,对于不同区域、不同高度和不同密度作物,割台机构在不断改进与再设计,随之割台控制系统也获得了一定发展。
早在20世纪70年代开始,国外许多联合收割机企业就开始研制割台的割茬高度控制系统。
进入21世纪后,自动控制技术以及液压传感技术有了新的发展,割台高度控制系统在功能和性能上也得到进一步的发展和完善。
最具代表性的是德国克拉斯公司D-850型青贮饲料收获机的割台高度控制系统装置。
该装置就是在割台上增加传感机构、电磁阀组及电气控制单元来实现高度自动控制[2]。
在传感机构选择上有接触式、非接触式和机器视觉式。
接触式主要通过机械结构接触地面,随着地形变化起伏,将机械形变转换为电信号输出,从而控制割台高度。
非接触式主要是采用超声波和红外测距传感器进行割台高度自动检测与调整;该探测方式易受杂物影响,存在探测盲区。
机器视觉式主要是通过摄像头采集图像识别作物高度信息,来调节割台高度;该方法测量成本较高,易受灰尘影响[3]。
目前,我国青贮饲料收获机在机械化方面取得了显著成就,但在自动化方面还处在起步阶段。
绝大多数青贮饲料收获机割台高度的调节和固定是通过驾驶员自己手工控制液压油路和视觉经验来实现的。
割台高度过高会导致收获损失率增大;割台高度过低,可能导致收割机割台喂入堵塞、作业负荷过大和驾驶员工作量增大[4]。
准确调节割台高度是联合收割机实现高效率和低能耗工作的基本要求[5]。
伴随农村劳动力日益减少,熟练驾驶人员短缺,迫切需要提高收获机自动化作业水平,减轻驾驶员的劳动强度。
另外,青贮饲料收获季节较短,过早和过晚收获都会造成饲料营养的损失,这对青贮饲料收获机工作性能的可靠性和作业效率提出了更高要求[6]。
伴随着科技的进步,智能控制技术的不断应用,青贮饲料收获机会紧跟时代脚步,机、电和液控制技术水平会不断探索发展和成熟,促使智能化和自动化水平会得到显著提升。
研究开发收获机割台高度固定控制系统,提高收获机自适应技术及自动化程度,对于提高机器的舒适性,减小机手劳动强度,满足用户日益提高的需求,非常有必要。
该控制方法是智能化农机装备的一种创新,同时对于提高我国农业现代化和农业机械的智能化都有着积极地促进作用。
2 结构组成2.1 割台高度固定控制装置目前,我国大中型农场使用的主要为不分行收割的自走式青饲料收获机。
主要结构包括割台、喂入装置、切碎装置、抛送装置、发动机、底盘、驾驶室、液压系统和电气控制系统等[7]。
在田间可一次性完成对作物的收割、切碎、揉搓和抛送装车等作业。
本文设计了接触式割台高度固定传感机构,主要由角度传感器、割台仿形板及连接杆等组成,如图1所示。
主要是通过机械结构硬连接,将角度传感器安装在和割台升降有同步运动的连杆上。
当升降割台时,角度传感器的连接杆也随着转动,割台升降液压缸驱动机械硬连接结构,带动连接杆转动;连接杆带动角度传感器转动,保证了割台和角度传感器的同步转动。
割台升降的高度范围能有效锁定在角度传感器的输出范围内,角度传感器的当前值就被线性定义为割台的高度值。
1.割台仿形板2.连接杆3.角度传感器图1 割台高度固定的控制装置Fig.1 A control device for fixing header in height角度传感器选用elobau公司的A06A090B,转角检测范围为-90°~90°,电压信号输出范围0.5~4.5 V。
传感器外形及输出特性如图2所示。
该传感器具有安装简单、线性好、测量精度高、防护等级高和适应恶劣的田间作业环境等特点。
图2 角度传感器外形及输出特性Fig.2 Profile and output characteristics of angle sensor2.2 割台高度固定控制系统割台高度固定的控制系统主要包含液晶显示屏、多功能手柄、角度传感器、控制器、电比例阀组、升降液压油缸和割台等,如图3所示。
控制器与角度传感器、液晶显示屏、多功能手柄和电磁阀相连接,角度传感器的数值反映割台的高度位置,并将检测信号传输至控制器,液晶显示屏可设置割台最高高度和最低高度,通过多功能手柄给控制器指令,控制器接收角度传感器信号和多功能手柄指令,执行电磁阀动作,电磁阀执行升降液压缸,控制割台升降达到设定的割台高度。
该系统通过角度传感器反馈信号准确判断割台的实时高度。
根据田间作业地况,实现自动智能调节割台高度升降,实现在收获机作业过程中,割台能随着收获地形的高低不平能快速实现调节割台高度的功能[8]。
图3 割台高度固定的控制系统Fig.3 Control system for fixing header in height 割台高度控制有手动和自动2种控制模式。
在手动模式下,可通过多功能手柄手动上升/下降开关自由控制割台升降。
自动模式下,需根据田间作业情况,在液晶屏显示器上设置理想的割台最高高度和最低高度,按动多功能手柄的固定高度按钮,进入自动模式。
无论是手动还是自动状态,通过角度传感器的检测,割台的高度会实时显示在液晶显示屏上。
3 工作原理及控制流程本文设计的割台高度固定控制系统属于一种精准农业的应用。
角度传感器能真实反应收获机割台作业的割茬高度,把高度信号反馈控制器,驾驶员根据地势情况,判断割台高度是否需要调整,通过多功能手柄给控制器指令,来执行电磁阀动作,电磁阀执行升降液压缸,控制割台升降。
驾驶员可灵活操作,从而达到作业高度的自动调节。
刚开始作业时,机手根据1~2次的作业情况,记录好理想的割台高度显示数值,在液晶显示屏上设置好最高高度和最低高度,即可进入作业高度的循环往复操作。
割台高度固定控制装置主要适用于地头转弯以及地块作业中有凸起部位。
当到地头转弯或突遇地块凸起部位时,一键启动,割台自动上升到割台最高高度;当地头转弯完毕或经过地块凸起部位后,一键启动,割台自动下降到理想的割台最低高度,即可执行收割作业,详细流程如图4所示。
割台高度固定控制系统能有效减少驾驶员的工作量,也在很大程度上提高青贮饲料收获机的作业效率。
图4 割台高度固定控制流程Fig.4 Flowchart of control system of fixed height of header割台高度固定的自动模式控制流程详细说明如下:开机上电,控制系统初始化,液晶显示屏显示割台实际高度值。
根据地况,可在液晶显示屏设置割台固定的最高高度值和最低高度值,按动割台高度固定按键,角度传感器触发,进入自动模式。
角度传感器信号值反馈给控制器,控制器判断割台实际高度值,当割台实际高度大于或等于固定最高高度时,控制器执行电磁阀,控制液压缸,割台下降。
当割台高度下降到固定最高高度值时,保持现有状态。
当未达到固定最高高度时,继续执行液压缸,割台下降;当割台实际高度小于固定最高高度设定值时,控制器执行电磁阀,控制液压缸,割台上升。
当割台高度上升到固定最高高度值时,保持现有状态。
当未达到最高高度时,继续执行液压缸,割台上升。
再次按固定高度按钮时,控制器执行电磁阀,控制液压缸,割台下降执行固定最低高度动作,当割台高度下降到固定最低高度值时,保持现有状态。
当未达到固定最低高度时,继续执行液压缸,割台下降。
按照此过程进行循环。
当按手动上升按钮或手动下降按钮时,固定高度模式取消,自动模式取消,同时执行手动上升和手动下降的动作,即割台升降。
此控制流程中,第1次按动割台高度按钮时,先执行固定最高高度,是项安全措施。
初始作业,不管割台位置在何处,控制器默认第1次按固定高度按钮时,务必先执行割台固定最高高度,避免用户的误操作。
4 割台高度固定控制的应用割台控制系统方式有很多种,对于青贮饲料收获机,具备一些特殊性。
青贮饲料是含水率为65%~75%的青绿饲料,收获作业环境恶劣,饲料浆汁与土田间土壤灰尘等对传感器性能及防护等级要求比较高。
对于传感器的选择、安装方式及防护,都是个难题。
多年的理论加之田间试验,传感器精准单一,故障点就会降低和减少。
液晶显示屏可以直观显示高度,设置操作简单,割台固定高度有记忆功能,便于用户操作,如图5所示。
青贮饲料收获机是一次性完成对作物的收割、切碎、揉搓和抛送装车等作业,机械及液压各部件操作复杂,本文设计的割台固定高度控制系统,能减少驾驶员频繁操作,同地块一致性的固定高度还能保证青贮饲料的营养价值和适口性,体现了割台高度固定控制的优越性。
图5 显示屏界面及作业效果Fig.5 Screen interface and field experiment result 5 结束语近年来,国家高度重视畜牧业的发展,出台了一系列扶持补贴政策,为畜牧业的发展提供了强有力的保障。
畜牧业的发展壮大,奶牛饲喂以及肉牛和肉羊育肥都需要大量的青贮饲料,这为青贮饲料收获机提供了广阔的市场。
本文设计开发的割台高度固定控制装置,传感器选择上精准单一,故障率少,满足用户需求,能达到理想试验效果。