基于高地隙通用底盘的棉花打顶机设计

摘要

棉花是我国最主要的农作物之一，其产量居世界首位。然而，由于技术相对落后，目前国内棉花打顶依然以人工处理为主。人工打顶不仅劳动强度高、劳动力需求大，而且工作效率低、耽误生产时间，从而影响了棉花的产量。我国现有的后悬挂式棉花打顶机又存在打顶效率低、棉田通过性差、棉株损伤严重等缺点。随着我国棉花生产的日益集中以及劳动力成本的逐渐提高，实现机械化高效打顶的呼声越发高涨。因此研制开发一种棉田通过性强、作业效率高、工作稳定可靠的新型棉花打顶机，对我国棉花产业的发展具有极其重要的现实意义。
　　本研究设计了一种基于高地隙通用底盘的棉花打顶机。该打顶机采用高地隙自走式结构，大大提高了在棉田中的通过性和机动性;采用割刀水平旋转的打顶方式，提高了棉花打顶质量;打顶割刀高度、行距可调，适应不同生长时期的打顶需求;通用底盘一车多用，降低生产成本。主要在以下几个方面展开研究：⑴分析国内外棉花打顶机械的研究现状以及发展趋势，总结归纳国内外棉花打顶技术与设备的发展概况以及工作特点；⑵根据我国棉田种植模式的发展趋势以及农机、农艺相结合作业要求，确定了基于高地隙通用底盘的棉花打顶机的整体设计方案，分析了该棉花打顶机工作原理并介绍主要工作参数；⑶对高地隙通用底盘的动力部分，以及对棉花打顶装置的设计进行重点介绍。对关键零部件进行分析计算及设计选型，包括通用底盘的动力系统、传动系统及车桥，打顶装置的升降机构、行距调节机构、割刀器以及传动机构等。对割刀工作参数试验进行重点介绍，通过试验数据确定割刀合理转速、角度及尺寸参数；⑷介绍了液压控制系统的设计，阐述了液压系统的系统组成，并对其工作原理和液压回路的功能及特点进行分析；⑸基于虚拟样机技术，借助三维设计软件Pro/E对打顶机进行设计和虚拟装配。通过ADAMS和ANSYS对三维模型进行了运动学仿真，并对关键零部件进行有限元分析，根据仿真和分析的结果对设计进行优化和改进。