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变刚度夹拔式棉秆整株拔取装置设计与试验

文献类型： 中文期刊

作者： 赵维松;谢建华;陈明江;高琪珉;曹肆林;王振伟;陈永生

作者机构：

关键词： 农业机械;秸秆;棉花;变刚度夹持;拔取;响应面

期刊名称：农业工程学报

ISSN： 1002-6819

年卷期： 2024 年

页码：

收录情况： EI（2024版） ; ; 北大核心（2023版） ; ; CSCD（2023-2024年度） ; ; 科技核心（2024版） ; ; 农林核心（2020版）

摘要： 针对现有棉秆夹持拔取装置存在的夹断率高、拔净率低等问题，该研究设计了一种变刚度夹持拔取装置，利用橡胶的柔顺性改善棉秆被夹断的不良现象，并采用刚性外骨骼增大夹持力防止棉秆滑脱漏拔，实现棉秆的整株拔取收获。该装置由分禾盘、变刚度夹拔机构、张紧导轨机构等部分组成。通过分禾过程、夹持过程和拔秆过程分析，确定了分禾盘结构参数，确定变刚度夹块的橡胶块厚度为10mm、柔性变形宽度为23mm，夹持链中心距长度为1 225 mm，并解析影响拔取效果的关键参数；通过棉秆与夹持器的互作力学分析发现棉秆的夹持应力沿棉秆外径呈周向规律性非均匀分布特征。采用响应曲面法分析机具前进速度、链轮转速和预紧力对变刚度夹拔装置作业性能的影响。试验结果表明，当机具前进速度为0.68 m/s，链轮转速为95 r/min、预紧力为1 792 N时，棉秆拔净率为94.70%，拔净率实测值与模型预测值的相对误差为1.67%；相比现有夹持拔取装置的漏拔率（5.19%）和拔断率（3.68%），变刚度夹持拔取装置的漏拔率(3.99%)和拔断率(1.32%)分别降低23.1%和64.13%。研究结果可为棉秆整株拔取收获机的研发提供理论依据和参考。

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