圆盘刀辊式玉米摘穗茎秆切碎装置研究与分析

玉米的收获过程包括果穗的收集和茎秆的处理,我国目前研制的玉米收获机摘穗与茎秆切碎还田大多数是由摘穗装置和茎秆切碎还田机各自独立完成,造成玉米收获机结构较复杂,功耗较大。本文在分析国内外先进的玉米摘穗茎秆切碎一体化技术的基础上,选择圆盘刀辊式玉米摘穗茎秆切碎装置进行分析与研究。圆盘刀辊式玉米摘穗茎秆切碎装置主要由摘穗装置、圆盘刀辊和变速箱等部件组成,可一次性完成摘穗和茎秆切碎还田两项作业。本装置能够简化玉米收获作业流程,提高玉米收获工作效率,降低能耗,丰富和完善我国玉米机械化收获技术体系。首先,本文完成了圆盘刀辊式玉米摘穗茎秆切碎装置总体方案的设计,确定关键部件的运动参数,并进行相关理论分析,得出茎秆切碎的理论计算公式：L=l/sin(θ+α),根据公式得出茎秆理论切碎长度仅与圆盘刀片的间隔宽度l、割台工作时的倾角θ以及茎秆进入拉茎辊时的倾斜状态有关。其次,运用ANSYS/LS-DYNA软件对圆盘切碎刀进行模态分析,得出圆盘刀片前6阶固有频率,其远远高于圆盘刀片正常工作时的振动频率,避免共振现象的发生。最后,运用ADAMS软件完成圆盘刀辊式玉米摘穗茎秆切碎装置传动变速箱虚拟样机的建立,完成对变速箱传动比的验证和齿轮间啮合力的分析,为今后圆盘刀辊式玉米摘穗茎秆切碎装置的改进提供仿真平台,并得出在各输出轴负载10N·m,输入转速3600deg/sec的条件下,该变速箱的传动效率约为85.7%。