玉米茎秆粉碎机悬挂装置设计

玉米茎秆 粉碎机悬挂装 置设 计
陈丹 阳 ，马跃进 ，郝 建 军 ， 赵 建 国 ，李建 昌，杨 欣 ，闫 棠
（ 河北农业大学机电工程学院 ， 河北保定 ０ ７ １ ｏ ｏ ｏ ）
摘要： 为研制茎秆 粉碎机前置穗茎兼 收型 自走式 玉米联合收获机 ， 保证 割台和茎秆粉碎机可 以互不干扰的进行工
Ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｇ ， ２ ０ １ ５ ， ２ ４ （ ５） ： １ ６ ３ ９—１ ６ ４ ９ ．
中图分类 号 ： Ｓ ２ ２ ５ ． ５ １ 文献标志码 ：Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ２—１ ３ ０ ２ （ ２ ０ １ ７ ） ２ ２— ０ ２ ３ ９—０ ５
我 国是农业大 国， 玉米是 主要 的粮食 作物之 一。２ ０ １ ４年
茎秆 粉碎 机前置 ， 避免 了玉米茎秆受 驱动前轮碾 压而清 除不净 、 碎 茎秆含土量高 等问题 ， 实 现穗 、 茎兼 收且能做到果
ＸＤ Ｎ Ｚ ２ ０ １ ５ ０ １ ） ； 河北农业大学理工基金 （ 编号 ： Ｚ Ｄ ２ ０ １ ６ １ ６ ） 。
茎秆粉碎机包括碎茎秆输送筒 、 粉碎机悬挂臂 、 粉 碎机悬
挂支臂等 ， 具体见 图 ２ 。 茎秆粉碎机以前置悬 挂安装连接方式安装在玉米联合 收 获机驱动前轮与果穗 收割台之 间， 茎秆粉 碎机下方设 有顶 出
作者简介 ： 陈丹 阳（ １ ９ ９ ｏ 一） ， 女， 河北 沧州人 ， 硕士研究 生 ， 主要 从事
农业机械设计研究 。Ｅ—ｍｍ１ ： ８ ７ ２ ４ ６ ３ ７ ５ ８ ＠ｑ ｑ ． ｃ ｏ ｎ。 ｒ
油缸 ， 油缸通过悬挂架传递动力 ， 使茎秆粉碎机能够在一定范
［ ８ ］ Ｓ ｕ ｎ Ｊ ， Ｌ ｕ Ｈ， ｂｕ Ｘ ． Ｓ ａ ｌ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ Ｒ ｅ ｇ ｉ ｏ ｎ Ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ Ｏ ｉ ｌ Ｍ ａ ｒ ｋ ｏ ｖ Ａ ｂ ｓ ｏ ｒ ｐ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｐ ｒ ｏ ｂ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｉ ｅ ｓ［ Ｊ］ ． Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ０ １ １ Ｉ ｍ ａ ｇ ｅ
作， 且能在一定范 围内运动以达到合适 的离地高 度 ； 利用 三维设计软 件的建模 以及分析 功能 ， 设计 茎秆粉碎 机的悬挂 装置 ； 通过运动仿真 和应力 分析 ， 获得 悬挂架受力最大位置 的等效应 力、 位 移、 安全 系数分 布云图。结果表 明 ， 悬 挂架 设计合理 ， 可 以达到作业要求 ； 最后通过样 机试 制验证 了该设计 的可行性 。 关键 词 ： 茎秆粉碎机 ； 运动仿真 ； 悬挂架 ； 应 力分析 ； 悬挂装 置 ； 有限元分析
三维设计软件对悬挂架进 行设计 ， 通过 运动仿 真将悬挂架 在 运动过程 中受 力 最大 的位 置 直接 输 出到 有 限元 分 析 （ 简称
Ｆ Ｅ Ａ） ， 得到悬挂架 的应力应变云图 ， 通过修改设计 参数 ， 得到
ｌ 一玉米收获机机架 ；２ —割 台；３ —茎秆粉碎机 ； ４ —悬挂装置 ；５ 一驾驶室 ；６ —驱动前轮 ；７ —打捆机支架 ； ８ 一液压油箱总成 ；９ —无级变速器支架 ；ｌ Ｏ 一打捆机 ； １ ｌ 一发动机 ；ｌ ２ —驱动后 ；ｌ ３ —果 穗箱 图１ 整机布置情况
江苏农业科学
２ ０ １ ７年第 ４ ５卷第 ２ ２期
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陈丹 阳， 马跃进 ， 郝建军 ， 等．玉米茎秆粉碎机悬挂装置设计［ Ｊ ］ ．江 苏农业科 学， ２ ０ １ ７ ， ４ ５ （ ２ ２ ） ： ２ ３ ９ — ２ ４ ３
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． １ ５ ８ ８ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ２—１ ３ ０ ２ ． ２ ０ １ ７ ． ２ ２ ． ０ ６ ５
最佳 结构尺寸 ， 为进一 步的优化设计提供基础 。
１ 整机
整机 布置方案如图 １ 所示 。
２ 茎 秆 粉碎 机 及 悬 挂 架 结 构 和 工 作 原 理
收稿 日期 ： ２ ０ １ ６—０ ６— ０ ７
基金Biblioteka Baidu项 目： 河 北省 现 代农 业 装备 研 发 中心 建 设项 目（ 编 号：
和时 间。因此 ， 在现有玉米 收获机 的基础上 研制 了可以集摘 穗与茎秆粉碎 与打捆功 能于一 身的多功 能玉米联 合收获机 。
茎秆粉碎机粉碎摘穗后 的秸秆 同时被其输送到 打捆机 的入料 口处 ， 但 是它如何与机架连接 ， 如何保证它在运动范 围内有合
理的运动轨迹 ， 满 足收获要求 ， 成 了必须要研究 的课题。使用
穗与碎茎秆分别通过输送装置进入各自收集仓 ， 将果穗收集仓的
我国玉米 年产 量 高 达 ２ １ ５ ６ ４ ６ ３ ０ ０ ｋ ｇ 【 ｌ Ｊ 。按 产 粮 和茎 秆 比
１： １ ． ２计算 ， 每年约产生 ２ ５ ８ ７ ７ ５ ６ Ｏ Ｏ ｋ ｇ玉米 茎秆 ］ 。茎 秆 处理方式大多以焚烧为主 ， 安全隐患严重 ， 然而玉米茎秆具有
果穗装 ＾ 果穗运输车 ， 将碎茎秆直接输送到打捆机的入料处 。 悬挂装置是茎秆粉碎机 的关键部 件之一 ， 它连接着茎 秆 粉碎机与玉米收获机的机架 ， 是茎秆粉碎机的固定基础 ， 并承 载着输送筒 、 风扇、 减速箱 、 皮带 轮等附件 的质量 。该设计 主
要针对茎秆粉碎机与玉米收获机架 的连接 。
多功能性 ， 可用作燃料 、 饲料 、 肥料 、 生物基料 、 工业原料 、 新型
能源等 ， 与人 民的生活息息相关 “Ｊ 。
目前 ， 大部分 自走式玉米联合收获机只收获果穗 ， 将茎秆 还田， 少量的玉米收获机配置有茎秆 回收装置 ， 但是大部分 只 完成茎秆切碎作业 ， 后续 的运 输和 打捆仍需要 占用许 多劳力