论文部分内容阅读
温室大棚秸秆生物反应堆技术是利用秸秆发酵改善土壤、提高作物产量、延长作物生长期的最佳方式，目前主要是人工作业，劳动强度大、实施质量不一致、效率低，影响技术推广。根据不同温室大棚蔬菜等作物农艺要求，确定秸秆生物反应堆施工技术参数，设计开槽宽度450mm-600mm范围可调、开槽深度500mm的小型链式开沟机工作装置，尽可能减小工作装置大小，提高施工效率与实施质量的一致性、减轻劳动强度。 针对大型设施蔬菜大棚的现状、河北省设施农业蔬菜的具体农艺要求以及秸秆生物反应堆施工技术参数，设计了专门用于大型温室大棚的小型链式开沟机双排开沟装置。本课题展开的工作包括: 1.根据大型设施蔬菜大棚具体工作环境以及秸秆生物反应堆作业要求，确定本课题链式开沟机开沟装置的设计方案，对其基本结构和工作原理进行介绍。根据运动学分析，确定开沟机的行进速度、切削速度、开沟倾角等基本参数;根据动力学分析，确定了开沟装置在工作过程中受到的切土阻力，并经过一系列的计算得到了开沟机工作时总的消耗功率。 2.根据确定的开沟装置基本参数，对小型链式开沟机双开沟装置进行关键部件设计，包括开沟链、开沟刀的布置方式、驱动主轴、液压马达和绞龙排土器等，利用CATIA软件对关键部件进行三维造型，并完成三维装配图。 3.利用ANSYS Workbench软件对小型链式开沟机单个工作装置进行线性结构静力学分析，得到等效应变、应力、结构变形等分析云图，经过分析得出开沟装置危险点处的最大应力值小于选用材料的屈服极限强度，且结构变形量很小，满足强度要求和刚度要求。而后进行开沟宽度450mm、500mm、600mm三个工作状态下的两个工作臂布置方式的模态分析得到了各阶的振型图和固有频率，得出开沟机的工作频率尽可能控制在小于46.245Hz或者71.554Hz-205.86Hz间以避免工作过程中出现共振。 4.应用MATLAB建立双排链式开沟机工作过程中刀链倾角、行进速度和链条线速度三个参数之间的数学模型，验证三个参数变量对双排链式开沟机的功耗影响，通过验证知链式开沟机三个参数变量取值越小，功耗就越低;取值越大，功耗就越高。优化后，双排链式开沟机的行进速度v0=120m/h，开沟链线速度vc=1.557m/s，倾角αu=48°时的功耗比理论设计的消耗下降了33.75％。