基于SolidWorks的残膜捡拾滚筒3D设计及运动仿真（二）

金健 · 发表于 2014-7-15 13:56:48

3 残膜捡拾滚筒运动仿真分析
相邻两组捡膜齿运动轨迹曲线是否重合，其重合量大小对残膜回收机的捡拾率有着很大的影响。而影响运动轨迹的因素有捡膜齿组数量、捡膜滚筒转速、捡膜齿入土深度和机具工作速度等。分别改变这几个影响因素的参数进行仿真模拟，绘制出不同工作参数的轨迹曲线进行分析以确定最佳工作参数。
3．1 捡膜齿组数对轨迹重合量的影响
滚筒结构参数和机具工作速度一定时，捡膜齿组周向个数决定周向相邻捡膜齿的运动轨迹重合量。图中显示了捡膜齿周向个数m分别为4、3和2时相邻齿运动轨迹重合的仿真结果。图中直线表示地表，捡膜齿的运动轨迹的最低点到地表线的垂直距离为捡膜齿入土深度。当入土深度相同时，相邻齿运动轨迹重合量随捡膜齿数量的增加而增大。捡膜齿在周向的个数多，重合量大，引起漏捡的可能性小，捡膜率高。图3。

捡膜齿数量多，重合量大，可防止漏捡，但捡膜齿组在滚筒内的布置就困难，同时机具重量和成本增加。因此选取合理的捡膜齿组数，对捡拾滚筒的捡拾性能、重量和成本都有重要的影响。经仿真综合分析研究，确定需要配置3组捡膜齿。由于捡膜齿在轴向间隔错开布置，因此在滚筒内共有6组捡膜齿。
3．2滚筒转速对轨迹重合量的影响
a、b、c、d四条曲线表示机具前进速度一定时，滚筒转速分别为40、60、80和160 r／min时的挑膜齿运动轨迹。可以看出，捡膜滚筒转速越低，捡膜齿在地表下停留的时间和轨迹越长，重合量越大。图4。

3．3捡膜齿入土深度对轨迹重合量的影响
当捡膜齿组数一定时，相邻捡膜齿运动轨迹重合量与捡膜齿入土深度有直接影响。入土深度增加，重合量增大；入土深度减小，重合量减少，甚至为负值，即相邻捡膜齿的运动轨迹不重合。人土深度大，重合量大，捡膜滚筒捡拾率相应提高，但将造成捡膜滚筒与地表层之间的间隙减小。过小的间隙易使滚筒前壅土、堵塞，提高机具故障率，增加动力消耗。入土深度小，重合量小，捡膜滚筒捡拾率低。因此在设计时可通过增大捡膜滚筒和地表层间隙，减少壅土现象，提高捡拾率。图5。
3．4仿真分析结果
通过对影响运动轨迹的因素捡膜齿组数量、捡膜滚筒转速、捡膜齿入土深度和机具工作速度的模拟分析，结合秸秆粉碎部件的工作参数和棉田的实际工作环境等因素，初步确定了残膜捡拾滚筒的工作参数。即捡膜齿入土深度3~5．5 cm；滚筒转速42~48 r／mim，机具前进速度5-6．5 km/h。

4 结束语
应用SolidWorks软件对残膜捡拾滚筒进行3D设计、装配和干涉检查，并运用Simulation／Motion针对滚筒转速、捡拾齿组数、人土深度、机具工作速度等参数对滚筒进行了运动仿真，得出捡膜齿运动轨迹，分析寻找出了弧型捡膜齿满足要求的排列布置、滚筒转速和合理的入土深度等工作参数，为残膜回收机具的设计提供了理论依据。
通过实际分析可以看出，利用机械动态仿真软件Simulation／Motion，可以大大简化机械产品设计的开发过程，缩短开发周期，明显减少设计中的错误，提高产品的设计质量。SolidWorks和Simulation／Motion为农业机械设计中的机构运动学和动力学设汁和分析提供了一种快速、有效的实用工具。经残膜回收联合作业机田问试验证明，根据模拟结果确定的工作参数，机具的捡拾率达到设计要求。 (end)