玉米根茬起铺机挖掘铲阻力功耗试验研究-论文.pdf

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1、第32卷第4期佳木斯大学学报(自然科学版)V01．32No．42014年07月JournalofJiamusiUniversity(NaturalScienceEdition)July2014文章编号：1008—1402f2014)04—0563一o4玉米根茬起铺机挖掘铲阻力功耗试验研究①于泳红(佳木斯大学机械工程学院，黑龙江佳木斯154007)摘要：以低功耗挖掘为目的，在对玉米根茬挖掘阻力功耗进行了土槽试验和测定，得到了单铲挖掘根茬时的阻力频谱．分析并确定了这种新型机具影响挖掘阻力功耗主次因素及最优组合．为玉米根茬回收机械的研制和配套动力选择提供了试验

2、依据．关键词：玉米根茬；阻力测定；功耗；试验中图分类号：$776．212文献标识码：A目前玉米收获后的残茬机械化处理方式主要(1)阻力，测定：用六分力测力法对铲进行应为碎茬还田．根植地下的残茬挖茬阻力功耗大、作变片贴片，自制传感器，由测试系统将力应变转化为生物质资源难以回收，造成了浪费¨．而且无论为电压信号，测水平牵引阻力．国内外，对玉米残茬机械化回收成型应用装备较(2)作业速度：通过调节变频器改变驱动电少，对玉米根茬挖掘阻力功耗的研究几乎未见。为机的转速，调节机器的前进速度．研究低功耗根茬回收装备，佳木斯大学以低功耗、(3)功率消耗P：根据P=fv计算

3、根茬挖掘阻减阻挖掘为目标，研制了新型玉米根茬起铺力功耗．其中挖掘阻力测定是难点．机．7]。并对关键部件挖掘铲的挖掘阻力功耗进行了土槽试验测定．1玉米根茬起铺机结构及原理新型玉米根茬起铺机能够在作业时一次完成挖茬、捡茬、辅助拾茬、侧位条铺收获工艺．整机结构如图1所示．工作原理为：由挖掘铲实现玉米人土根茬的挖图1起铺机功能实现总体方案掘；捡拾轮组件正向回转实现玉米根茬的捡拾；辅1挖掘铲2支撑轮组3悬挂架4辅助捡拾轮5捡拾轮6遮挡板7根茬导板8动力传动链9集茬螺旋助捡拾轮组件逆向旋齿实现雍堵在前方根茬与土lO液压马达11尾轮l2工作地面壤的梳理与辅助捡拾；由单

4、向集茬螺旋总成实现已收集玉米根茬成条侧位铺放；机车动力传输由液压2．2阻力测定马达、链传动实现．挖掘阻力主要来源于机器一定速度前进时，土2功耗试验壤对挖掘铲面的冲击．阻力信号的获得用贴片传感器将力冲击信号转化成电信号输出．阻力测定方法2．1阻力功耗试验装置与方法如图2所示．位置及效果见图3、4．标定方程：)，=3．4231x+0．1160其中：=0．9257．挖掘阻力功耗试验在佳木斯大学试验中心进行，采用单铲单垄作业．试验设备主要由土槽、试验2．3试验实施牵引台车、试验装置和测试系统组成．测定方法如设计方法：全因素二次旋转正交试验；试验下：①收稿日期：2

5、014一o4—09作者简介：于泳红(1974一)，女，黑龙江萝北人，佳木斯大学机械工程学院工程师，工学硕士第4期于泳红，等：玉米根茬起铺机挖掘铲阻力功耗试验研究565表1因素设计编码6432lOl234O8642O2468表2二次正交旋转组合设计试验数据计算表文件：2．rIM通道：132．48(Ⅱ1^—‘’l一—一h。．^．—。“．．l一一‘■一．■■一048l2l620时fi：i](s)图6挖掘铲阻力频由图7知，本结构铲阻力功耗最小值可达0．43059xl3+5．29269x+3．30102；(4)99kW；并且随安装角的增大而减小，随铲面倾角的图8可

6、知，阻力功耗最小值可达到1．05kW；安在一至0水平内增大而增大；在0至+水平内装角(A)在一至+1水平内增加时，铲功耗在功耗随铲面倾角增大而减小．在试验水平下安装角降低，在超过+1水平至+y即高水平(c)处，随安影响要比铲面倾角对功耗的影响显著装角增加功耗反而增大；铲水平前进速度愈大，对(2)安装角、前进速度对功耗的影响功耗影响愈大；且前进速度趋势变化显著，安装角固定铲面倾角为零水平，另外两个因素对变化趋势相对平缓，说明前进速度对功耗的影响显挖掘铲功耗的影响的回归方程见式4，交互响应曲著；二者交互作用对功耗的影响趋势均为增趋势．面见图8．式4中，Y，，

7、为因子铲安装角互(A)与前且前进速度在一1水平时即0．45m／s和+1水平的进速度恐(C)作用下的阻力挖掘功耗值．安装角即52．7。出现较小功耗值．Y13=5．04737—9．34209xl+2．4226x3—4．