履带联收机原地转向性能的试验研究与功率分析

摘要

水稻是我国的主要粮食作物，是国家粮食生产和经济发展的重要保证。水稻联收机是水稻收割的方式之一，由于水稻地面含水率高、土壤坚实度低、承载能力差，因此联收机采用履带式行走机构，它与地面接触的面积大，单位压力小，易于在承受能力较低的松软地面进行作业。履带式联收机在水田完成一趟作业时需进行地头转向，本文中4ZTL-2000型履带式联收机底盘采用单边驱动，能够实现原地转向动作。在转向过程中，它不仅能减小地头转向长度、缩短转向时间、还大大提高了工作效率。履带式联收机转向时，外侧履带和内侧履带都受到驱动力，形成一个转向阻力矩。转向阻力矩越大，两侧输出轴的转向力矩就越大，因此发动机需要提供较高的功率。
　　 本文在介绍履带联合收割机、国内外履带转向性能的基础上，对履带式联收机转向过程中功率消耗进行了研究，分析履带式联收机的工作参数、结构参数等因素对转向功率的影响，对履带式联收机转向功率进行理论分析与试验研究，完成的内容如下:
　　 (1)从理论上分析，建立履带式联收机大半径转向、小半径转向（包括原地转向）时的数学模型，进行运动学和动力学分析，推导出履带转向总功率的影响因素为:行驶速度V、转向半径R、机车质量G、履带结构参数L/B、地面参数f/μ。
　　 (2)对履带转向功率的测试系统进行设计，利用智能4通道测量仪测量数据。
　　 (3)采用单因素与多因素试验方案，对履带式联收机在水泥路面上进行试验研究，选取速度V、转向半径R、机车质量G影响因子，考察其对功率的影响规律。
　　 (4)对履带式联收机在水田原地转向（R=0）作业时，进行转向性能的试验研究。选取不同前进速度V、机车质量G两因素交互作用下，对转向角速度ω、土壤下陷量Z、转向功率P的影响规律，并以转向功率P研究为主，进行综合指标优化。
　　 试验表明:在土壤平均含水率为25.6％、土壤硬度为355～1637kPa时，两因素交互作用下，拟合出原地转向的功率消耗P表达式为;水田作业下原地转向功率消耗最大为8.84kW，其平均功率消耗是水泥路面的1.2倍。当速度V=0.65m/s、机车质量G=1450kg时，对履带转向性能综合指标最合适。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 研究的目的与意义

1．2 履带式联收机发展概述

1．3 国内外履带车辆转向性能的研究现状

1．3．1 国外研究现状

1．3．2 国内研究现状

1．4 研究的主要内容

1．4．1 课题研究的主要内容

1．4．2 课题研究的技术路线

1．5 小结

2 履带式联收机底盘转向机构及理论分析

2．1 履带式联收机底盘转向机构

2．1．1 工作原理

2．1．2 差速式转向机构运动分析

2．2 履带车辆转向理论分析

2．2．1 履带车辆大半径转向

2．2．2 履带车辆小半径转向

2．3 履带车辆原地转向特性研究

2．3．1 横向偏移量

2．3．2 转向角速度

2．3．3 滑转率

2．3．4 转向阻力矩

2．4 小结

3 履带式联收机转向功率测试系统的设计

3．1 履带输出轴扭矩的测定

3．2 履带输出轴转速的测定

3．3 小结

4 履带式联收机水泥地面下的试验研究

4．1 履带转向功率单因素试验

4．1．1 前进速度对转向功率的影响

4．1．2 半径对转向功率的影响

4．1．3 机车质量对转向功率的影响

4．1．4 单因素试验分析总结

4．2 履带转向功率全因素试验

4．2．1 全因素表头设计

4．2．2 试验数据分析

4．3 履带式联收机直线行驶功率试验

4．3．1 速度对直线行驶功率的影响

4．3．2 机车质量对直线行驶功率的影响

4．4 履带式联收机载荷比分析

4．5 小结

5 履带式联收机水田作业的试验研究

5．1 试验地基本参数

5．2 履带转向性能参数的测试

5．3 履带原地转向试验结果与分析

5．3．1 转向角速度

5．3．2 下陷深度

5．3．3 转向功率消耗

5．4 履带转向性能参数的优化

5．5 试验对比分析

5．6 小结

6 结论与建议

6．1 结论

6．2 建议

致谢

参考文献

附录A 程序汇总

附录B 试验数据

攻读硕士学位期间发表的学术论文