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辊盘式圆捆机卷捆机理分析与试验

农业机械学报 2016年第12期47卷 45-52页

作者：李叶龙王德福李东红王沫江志国雷军乐东北农业大学工程学院哈尔滨150030 罗定职业技术学院机电工程系罗定527200

针对国产中小型钢辊式圆捆机收获完整稻秆时易于堵塞问题,设计了侧圆盘与钢辊组合式(简称辊盘式)卷捆机构,并利用自制辊盘式圆捆机试验装置对其卷捆过程进行了试验研究。通过高速摄像与运动学分析可知:完整稻秆刚进入卷捆室后在钢辊及... 详细信息

针对国产中小型钢辊式圆捆机收获完整稻秆时易于堵塞问题,设计了侧圆盘与钢辊组合式(简称辊盘式)卷捆机构,并利用自制辊盘式圆捆机试验装置对其卷捆过程进行了试验研究。通过高速摄像与运动学分析可知:完整稻秆刚进入卷捆室后在钢辊及侧圆盘共同作用下沿钢辊做整周运动,稻秆在卷捆室内运转一周重新到达卷捆室底部位置时,两侧壁摩擦力会使其停止旋转,而在卷捆室底部产生持续累积过程,由侧圆盘对稻秆产生的摩擦带动力可缩短累积稻秆形成旋转草芯进程,进而避免堵塞现象发生。据此以影响辊盘式圆捆机形成旋转草芯的主要因素——圆盘直径、圆盘转速、长宽比(稻秆长度与卷捆室宽度的比值)为试验因素,将旋转草芯形成时的稻秆质量作为评价指标进行试验。试验表明各因素影响评价指标的主次顺序为圆盘直径、长宽比、圆盘转速;取圆盘直径380 mm、圆盘转速135 r/min,当长宽比为1.00时,旋转草芯形成时的稻秆质量为1.21 kg,当长宽比为1.26时,旋转草芯形成时的稻秆质量为3.44 kg,并且无堵塞现象发生。研究结果可为辊盘式圆捆机的设计及其作业参数优化提供理论及技术依据。

关键词：圆捆机钢辊侧圆盘卷捆机理

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稻秆圆捆机辊盘式卷捆机构的设计及参数优化

农业工程学报 2017年第6期33卷 27-34页

作者：李叶龙王德福王沫李东红张全超雷军乐东北农业大学工程学院哈尔滨150030 罗定职业技术学院机电工程系罗定527200

为消除中小型钢辊式圆捆机收获完整稻秆时出现的堵塞现象及降低其卷捆功耗,设计了一种钢辊与侧圆盘组合式卷捆机构(简称辊盘式卷捆机构),并以此为基础自制了辊盘式卷捆机构试验装置且进行试验。选择影响辊盘式卷捆机构卷捆性能的主要因... 详细信息

为消除中小型钢辊式圆捆机收获完整稻秆时出现的堵塞现象及降低其卷捆功耗,设计了一种钢辊与侧圆盘组合式卷捆机构(简称辊盘式卷捆机构),并以此为基础自制了辊盘式卷捆机构试验装置且进行试验。选择影响辊盘式卷捆机构卷捆性能的主要因素:圆盘直径、钢辊转速、喂入量、长宽比(稻秆长度与卷捆室宽度的比值)为试验因素,以草捆形成率(草捆顺利形成次数与总试验次数的比值)和卷捆功耗为评价指标进行四因素五水平正交旋转组合试验。试验表明各因素影响草捆形成率的主次顺序为圆盘直径>喂入量>钢辊转速>长宽比;影响卷捆功耗的主次顺序为喂入量>钢辊0.75100%62.7 kJ/,此时草捆形成率为,卷捆功耗为捆,相比钢辊式圆捆机无堵塞现象发生,卷捆功耗降低。研究结果可为辊盘式圆捆机的结构及作业参数优化提供参考依据。

关键词：参数优化试验圆捆机卷捆机构钢辊侧圆盘功耗

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青饲圆捆机对数螺线式成形装置设计与试验

农业机械学报 2015年第7期46卷 118-122页

作者：高东明王德成李杰刘玉德乔晓东北京工商大学材料与机械工程学院北京100048 中国农业大学工学院北京100083 中国农业机械化科学研究院北京100083

为提高青贮饲料的打捆作业效率和作业质量,在现有青贮饲料打捆技术的基础上,设计了一种用于青贮作业,由喂料预压机构、对数螺线式二次压捆机构组成的对数螺线式圆草捆成捆装置。对不同含水率的玉米秸秆进行了不同压力角的试验,试验结果... 详细信息

为提高青贮饲料的打捆作业效率和作业质量,在现有青贮饲料打捆技术的基础上,设计了一种用于青贮作业,由喂料预压机构、对数螺线式二次压捆机构组成的对数螺线式圆草捆成捆装置。对不同含水率的玉米秸秆进行了不同压力角的试验,试验结果表明：取压力角小于20°的对数螺线式喂料压捆过程,解决了圆形内腔的成捆室在喂入粗大、湿润、坚硬物料时的堵塞问题;对含水率为50%-70%的玉米秸秆,装置压力角α值取15°时,喂入速度和压捆速度匹配较好;装置对高含水率的玉米秸秆具有较好的适应性。

关键词：青贮饲料圆捆机成形装置对数螺线

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自走式圆捆机喂入量控制系统设计

中国农机化学报 2021年第7期42卷 13-18,25页

作者：刘家君郭辉吕全贵李林新疆农业大学机电工程学院乌鲁木齐市830052 新疆中收农牧机械有限公司乌鲁木齐市830011

为解决自走式圆捆机在作业过程中,因喂入量过高使得圆捆机易发生堵塞故障的问题,设计了以作业主轴负载为反馈信号,以闭式液压驱动系统为执行部件的喂入量控制系统。文中采用5点取样法测定秸秆生长密度为0.54 kg/m^(2),结合作业速度可计... 详细信息

为解决自走式圆捆机在作业过程中,因喂入量过高使得圆捆机易发生堵塞故障的问题,设计了以作业主轴负载为反馈信号,以闭式液压驱动系统为执行部件的喂入量控制系统。文中采用5点取样法测定秸秆生长密度为0.54 kg/m^(2),结合作业速度可计算得到喂入量。通过不同喂入量对应的平均主轴负载数据,得到主轴负载与喂入量的关系曲线(R^(2)=0.994)。田间试验结果表明:当圆捆机打捆扭矩超过设定的最高扭矩时,控制系统可在7 s内减速至当前速度的50%,以减小喂入量,降低打捆负载,满足喂入量控制系统要求。

关键词：圆捆机喂入量控制系统负载监测数学模型

基于SolidWorks Simulation的圆捆机喂入辊设计与试验

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中国农机化学报 2024年第8期45卷 43-48,68页

作者：王祥王俊跃鲍志亮孟玉刚高磊包乌云毕力格中国农业机械化科学研究院呼和浩特分院有限公司呼和浩特市010010 内蒙古农业大学机电工程学院呼和浩特市010018

喂入辊对圆捆机作业效率有重要影响。为提高喂入效率,设计一款3叶单排形式的喂入叉,喂入辊主体滚筒长度为1370 mm,滚筒上分布23个喂入叉,喂入叉工作直径为550 mm。为避免作业过程中,喂入辊因强度不足或模态相近引起共振等导致损坏,使用S... 详细信息

喂入辊对圆捆机作业效率有重要影响。为提高喂入效率,设计一款3叶单排形式的喂入叉,喂入辊主体滚筒长度为1370 mm,滚筒上分布23个喂入叉,喂入叉工作直径为550 mm。为避免作业过程中,喂入辊因强度不足或模态相近引起共振等导致损坏,使用SolidWorks软件对圆捆机进行设计并建立三维模型,使用SolidWorks Simulation软件对喂入辊进行有限元静力学和模态分析。分析结果表明:喂入辊最大位移为2.77 mm,变形量仅为0.5%,最大应力为378 MPa,小于考虑安全系数后的材料许用应力;影响最大的一阶固有模态角频率为1117.3 rad/s,与工作转速角频率(16.75 rad/s)相差较大,喂入辊不会发生共振现象。田间试验过程表明:圆捆机进料顺畅、不堵塞、进料干净,圆捆机所压秸秆草捆密度为161.4 kg/m^(3),成捆率为99.6%,生产率为23 t/h,喂入辊无损坏,喂入辊设计合理可靠。

关键词：圆捆机喂入辊喂入叉有限元静力学分析有限元模态分析

基于卷压力的圆捆机成捆密度监测系统设计与试验

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中国农业大学学报 2024年第9期29卷 158-166页

作者：尤泳马朋勃陈科惠云婷李思标王德成高晓宏苏佳佳中国农业大学工学院北京100083 中国农业机械化科学研究院呼和浩特分院有限公司呼和浩特010010

针对当前国内圆捆机信息化程度低,草捆密度缺乏有效监测手段等问题,研究设计一种圆捆机成捆密度监测系统,依据测量草捆成捆过程中的卷压力,建立卷压力与成捆密度之间函数模型,实现对成捆密度的实时监测。监测系统主要由控制器、信号采... 详细信息

针对当前国内圆捆机信息化程度低,草捆密度缺乏有效监测手段等问题,研究设计一种圆捆机成捆密度监测系统,依据测量草捆成捆过程中的卷压力,建立卷压力与成捆密度之间函数模型,实现对成捆密度的实时监测。监测系统主要由控制器、信号采集模块、通信模块、显示模块以及电源模块等部分组成,根据卷压力采集装置和侧拉力采集装置,实现对圆捆机多个作业参数的监测;搭建试验台,开展成捆密度监测系统打捆性能试验,分别以卷压力和侧拉力作为成捆指标,对成捆密度进行监测,对比其差异性;进行小麦秸秆压缩规律试验,建立草捆成捆过程中卷压力与密度之间函数模型,并根据多次打捆试验对函数模型进行验证。试验结果表明:1)基于卷压力的圆捆机成捆密度监测系统,可以实现对圆捆机成捆过程中作业参数的采集监测;2)以卷压力作为成捆指标时,成捆密度最大偏差为4.38%,变异系数为3.12%,与侧拉力相比,基于卷压力的密度监测方法能够更为准确地反映成捆密度;3)含水率为15%的小麦秸秆在打捆过程中卷压力与密度之间的关系符合二次函数模型,相关系数为0.983,计算值与测量值之间的最大偏差为5.06%,成捆密度监测模型能够准确反映卷压力与密度之间的关系。综上,利用本监测系统可实现草捆成捆密度的实时监测,为圆捆机成捆密度控制提供参考。

关键词：圆捆机卷压力成捆密度监测系统

钢辊式圆捆机卷捆功耗中关键生产信息的提取方法

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沈阳农业大学学报 2020年第5期51卷 530-539页

作者：李叶龙王德福岭南师范学院机电工程学院广东湛江524037 东北农业大学工程学院哈尔滨150030

农业生产信息的实时提取与共享,是农业领域实现智能化生产(服务)方式的重要前提,钢辊式圆捆机卷捆功耗内蕴诸多生产信息。为此,以卷捆功耗为信息源进行生产信息(工作状态、运行参数、故障频次、效能指标等)的提取方法研究。依据能量守... 详细信息

农业生产信息的实时提取与共享,是农业领域实现智能化生产(服务)方式的重要前提,钢辊式圆捆机卷捆功耗内蕴诸多生产信息。为此,以卷捆功耗为信息源进行生产信息(工作状态、运行参数、故障频次、效能指标等)的提取方法研究。依据能量守恒定律,将钢辊式圆捆机卷捆功耗分解为4个分量(圆捆机维持运转状态所需功耗、卷捆过程中草捆所获得的总动能、捡拾器将物料送入卷捆室内所需功耗、转动草捆与卷捆室侧壁间因摩擦阻力而消耗功耗),并构建卷捆功耗数学模型、建立卷捆功耗各分量值(比例)的计算方法。在1.0kg·s^-1和1.5kg·s^-1两种喂入量条件下进行卷捆试验。结果表明:两种喂入量下,上述卷捆功耗各分量在总功耗中所占比例基本保持不变,依次约为57.06%、17.07%、0.11%、25.76%。获取钢辊式圆捆机闲置状态、空运转状态、正常卷捆过程、出现堵塞现象4种状态的功率时序图谱,图谱分析表明,4种状态的曲线趋势特征、瞬时功率特征值间均存在明显差异,据此实现对圆捆机工作状态的识别。建立卷捆功耗(部分)分量与关键生产信息间的关系函数,依托此关系函数、卷捆功耗各分量间比例关系、卷捆功率时序图谱的曲线特征等,设计出通过卷捆功耗提取生产信息的算法。初步试验表明该方法具备可行性,研究结果为钢辊式圆捆机实现智能化生产方式奠定必要理论基础。

关键词：圆捆机钢辊信息化功耗

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圆捆机拾捡器的运动学仿真和试验验证

机械设计 2019年第A01期36卷 167-171页

作者：杜韧赵忠贤王健李佳栋孟奇凯宋博威北华航天工业学院机电工程学院河北廊坊065000 瑞丰农牧科技有限公司内蒙古呼伦贝尔021000

为了解决92YG-1.2型圆捆机凸轮盘滑道滚轮(轴承)易损坏的问题,经过优化设计,用经过优化后的拾捡器构件参数建立了捡拾器运动学模型,给出了解析表达式,并运用MATLAB对捡拾器运动情况仿真,能准确地求得滑道及弹齿任一点的运动轨迹、速度... 详细信息

为了解决92YG-1.2型圆捆机凸轮盘滑道滚轮(轴承)易损坏的问题,经过优化设计,用经过优化后的拾捡器构件参数建立了捡拾器运动学模型,给出了解析表达式,并运用MATLAB对捡拾器运动情况仿真,能准确地求得滑道及弹齿任一点的运动轨迹、速度或加速度数值和图形。由MATLAB仿真得到的曲线图可知,经过优化后的圆捆机拾捡器构件在仿真过程中不存在速度、加速度突变的位置,优化参数合理。通过田间试验,验证了设计的合理性。

关键词：圆捆机拾捡器凸轮机构 MATLAB仿真

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圆捆机辊筒布置优化设计及试验

圆捆机辊筒布置优化设计及试验

作者：娄立民河南科技大学

学位级别：硕士

降低圆捆机功率可减少配套动力与成本。提高草捆密度可降低运输成本、叶片损失,利于青贮草捆发酵。国内辊筒式圆捆机草捆密度、功率需求等机理研究存在短板。成捆系统与两项指标相关,故研究成捆系统辊筒布置对功率、草捆密度的影响并开... 详细信息

降低圆捆机功率可减少配套动力与成本。提高草捆密度可降低运输成本、叶片损失,利于青贮草捆发酵。国内辊筒式圆捆机草捆密度、功率需求等机理研究存在短板。成捆系统与两项指标相关,故研究成捆系统辊筒布置对功率、草捆密度的影响并开展优化设计以提高草捆密度、降低功率具有研究意义和应用价值。(1)不考虑圆捆成型阶段草捆内部之间摩擦与变形,以辊筒载荷为变量建立草捆动力学方程,得出液压压力与辊筒载荷、草捆质量相关且草捆为纯滚动。试验测得草捆质量200 kg时液压压力15.1 MPa。根据上述结论利用Siemens NX软件建立草捆动力学仿真模型并标定仿真参数。(2)利用仿真模型研究辊筒位置对功率与液压压力的影响。仿真表明,改变某几根辊筒分布圆半径,该辊筒与草捆接触变形发生变化,导致其载荷发生变化,进而影响成捆系统功率与液压压力。据此,首先只改变1根辊筒得到对功率的影响,然后筛选可减小功率的辊筒。为研究多根辊筒组合变化对功率、液压压力的影响,设计正交试验方案。虚拟仿真试验表明,多根辊筒分布圆半径变化后明显改变各辊筒功率并得出降低功率、液压压力的初步优化设计方案。(3)成捆室物料质量相同时降低液压压力,可使圆捆机持续喂入物料,提高草捆质量进而提高草捆密度。在初步优化设计方案基础上以液压缸与后机架焊合件铰接点坐标及其安装角度为设计变量,以运动学条件为约束,构建液压缸位置优化设计数学模型以提高液压缸力臂。利用MATLAB fmincon内点惩罚函数算法解算模型,以进一步提高草捆密度并确定优化设计方案。(4)基于优化设计方案制造物理样机并与原型机开展对比试验,结果表明:草捆密度随液压压力增大而增大;液压压力15 MPa时优化方案草捆密度较原方案提高6.45%、成捆阶段传动功率降低2.1 k W。

关键词：圆捆机辊筒载荷功率草捆密度