油菜是主要的油料作物之一,振动输送机中国是世界第一油菜种植大国,其总产量占世界总量的1/3。国内油菜收获机械化水平还不足10%,人工收获油菜主要存在用工量和劳动强度大以及收获损失率高等问题,这己成为制约我国油菜产业发展的瓶颈,高效可靠的振动输送机成为实际生产中的迫切需求。振动给料机关键部件主要由切割系统、拨未装置、分禾装置、输送系统、传动系统、铺放装置、挂接装置和机架等部分组成,其中输送装置由于作业对象油菜茎秆复杂的生物特性而成为油菜割晒机研发的难点之一。本文以实现油菜的分段收获为目标,研制一种输送系统,主要开展了以下研究工作:
(1)在系统分析国内外油菜收获技术现状基础上,研制了一种机器,分析确定了该机的结构布局、工作原理、作业过程及性能参数,重点幵展了输送系统的主要结构参数和性能参数分析计算。
(2)系统开展了油菜茎秆物理机械特性的测试与试验研究。对油菜茎秆最下分枝离地高度、底荚高度、植株高度、植株重心、离地350mm主茎秆直径和角果层最大直径等进行试验研究;开展了油菜茎秆与输送铺放装置接触部件材料的摩擦特性试验,得到油菜茎秆与普通碳素钢和帆布的最大静摩擦角;对茎秆进行压缩和剪切力学试验研究,得到茎秆抗剪和抗压特性;同时研究了茎秆物料堆积特性。
(3)研制了一种输送系统,应用动力学和运动学理论,分析得出茎秆由接触割晒机到被输送铺放在田间整个过程的运动轨迹;利用MATLAB软件构建了输送系统几何模型,得到茎秆输送铺放过程的仿真结果,并优化输送系统的结构参数和运行参数。