秸秆还田残膜回收一体机振动特性分析与结构优化

该研究针对棉花秸秆还田残膜回收一体机振动剧烈、可靠性差等问题开展机具振动特性分析与结构优化。以接近激励源的部位确定机具主要振动测点,安装传感器与连接振动测试仪,获取空转和工作条件下机具振动信息,采用ANSYS Workbench中的Lanczos Method算法仿真求解机架模态频率和振型,建立机具振动力学模型,通过振动测试仪数据验证仿真模型的准确性,并提出机具结构优化方案。结果表明,仿真结果与实测振动数据有效值的相对误差为9.6%,秸秆粉碎装置与脱膜装置是造成整机振动剧烈的主要部件,田间收获工况下整机振动强度高于空载工况;实测振动频率36.13 Hz接近机架前两阶固有频率且处于外部激励频率范围内。采用正交试验对机架结构进行优化,得到最佳参数组合为侧板厚度12.0 mm,主连接梁管壁厚6 mm,副支撑梁宽度70 mm。优化后机架前两阶固有频率分别提升至50.700和53.322 Hz,避开了外部激励频率,振动测试结果表明,空载工况下,相比优化前主连接梁振动幅值降低48%,侧板振动幅值降低35%,田间收获工况下相比优化前脱膜装置轴承支座振动幅值降低47%。研究结果可为秸秆还田残膜回收联合作业机的振动特性分析与结构优化提供参考。

秸秆还田残膜回收一体机设计与试验

为提高新疆棉田残膜回收机械化水平,解决机具残膜回收率低、含杂率高等问题,研究设计一种秸秆还田残膜回收一体机。根据新疆棉花的种植模式和田间作业要求对整机的关键零部件进行设计,确定了甩刀型粉碎刀、绞龙转速为1500 r·min^(-1)、捡膜滚筒回转半径为245 mm、脱模板回转半径为278.5 mm等零部件参数。选取机具行进速度、捡膜齿入土深度、输出轴转速为影响因素,以残膜回收率、含杂率为试验指标,设计三因素三水平正交试验并进行测试,确定了最优参数组合:机具前进速度7 km·h^(-1)、捡膜齿入土深度25 mm,输出轴转速760 r·min^(-1)。根据最优参数进行试验验证,结果表明:在最优参数组合下,残膜回收率的均值为85.03%,含杂率的均值为15.88%,其与理论值对比误差均小于3%,模型可靠。该研究成果可以满足残膜回收机田间作业要求。