大方捆打捆机压缩机构设计及压缩试验研究

我国秸秆、饲草等农业生物质资源丰富，但其收集、储运环节成为制约其产业化利用的主要因素。研究开发秸秆、饲草大方捆打捆设备是实现农业生物质产业化利用的前提之一。论文通过分析国内外秸秆、饲草压缩理论及打捆机的研究进展，根据我国现阶段存在着压缩理论研究不完善，打捆机设计依据较少等问题，进行了大方捆打捆机主要结构部什压缩活塞机构的设计、分析并进行了整机初步试验研究。 论文分析了秸秆、饲草物料的压缩理论，提出了在大方捆打捆机设计中满足结构需要的基础上主要设计指标大方捆的截面尺寸为1.2m×1.3m，压缩机构需要对此截面草捆提供至少0.5Mpa的压缩力，在设计中近似转换为双曲柄连杆需要对活塞水平（X）方向提供最大推力Fx max不小于7.8×10～5N。通过借鉴国外大型方捆打捆机经验，对打捆机的主要结构部件压缩活塞进行了设计。在已知活塞行程s=780mm、偏心距e=85mm、极位夹角θ=3°的条件下，计算并设定了适于大方捆打捆机的压缩活塞结构参数，曲柄长r=388mm，连杆长L=1190mm，曲柄转速ω=180°／s。并在Solidworks环境下，进行了压缩机构的实体建模并对活塞体的干涉及质量特性进行了分析。 基于虚拟样机技术，在ADAMS环境下对压缩机构曲柄活塞进行了运动仿真分析，得出了活塞在设定条件下的位移、速度、加速度、驱动力矩以及活塞铰接点X方向受力变化规律，考查了活塞的有效行程以及活塞铰接点受力变化规律，并对活塞受到压缩最大压力时，进行曲柄连杆应力校核，采用最大压缩力的合理性进行了验证。 利用捡拾大方捆打捆机中农机2100LRB作为试验样机，在压缩机构许用压力范围内，进行了小麦秸秆和玉米秸秆的压缩试验研究。结果表明：对于湿基含水率为19.4％的小麦秸秆，打捆设定载荷与活塞最大压缩力线性拟合良好，相关系数为0.9804，活塞最大压缩力与草捆密度乘幂关系拟合良好，相关系数为0.9327，设定载荷与草捆密度乘幂关系拟合良好，相关系数为0.9369；对于湿基含水率为10.7％的玉米秸秆，活塞最大压缩力与打捆设定载荷线性拟合良好，相关系数为0.9779，活塞最大压缩力与草捆密度乘幂关系拟合良好，相关系数为0.9768，设定载荷与草捆密度乘幂关系拟合良好，相关系数为0.9245。