工業(yè)大麻割曬機三維仿真設(shè)計研究

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摘要:針對當前我國工業(yè)大麻割曬機研究現(xiàn)狀與發(fā)展需求，運用三維軟件UG設(shè)計了一款工業(yè)大麻割曬機，包括夾持輸送機構(gòu)、切割機構(gòu)、傳動機構(gòu)、機架等。首先對星輪式撥禾機構(gòu)、往復(fù)式切割器等零部件進行三維建模，然后根據(jù)各零部件之間的準確約束進行整機裝配，并對樣機各運轉(zhuǎn)部件進行了干涉檢查，仿真結(jié)果表明所設(shè)計的工業(yè)大麻割曬機符合農(nóng)藝要求，并為后續(xù)的虛擬樣機運動仿真、割臺的結(jié)構(gòu)優(yōu)化奠定了良好的基礎(chǔ)，提高了樣機的研發(fā)速度。

關(guān)鍵詞:工業(yè)大麻;割曬機;三維仿真設(shè)計;UG

引言

工業(yè)大麻指四氫大麻酚含量低于0．3%的大麻，中國將工業(yè)大麻稱為漢麻(后文中漢麻均指工業(yè)大麻)。工業(yè)大麻制成的服裝衣飾相較于棉綸和滌綸，具有抑菌除臭、吸濕排汗等多種優(yōu)勢，并且穿起來柔軟舒適，也更為環(huán)保。黑龍江省的獨特地理條件和氣候優(yōu)勢使之成為中國主要的工業(yè)大麻種植基地之一。

1我國漢麻割曬機研究現(xiàn)狀

隨著漢麻的需求增加，我國的種植面積也逐年增加，漢麻生產(chǎn)的機械化作業(yè)也更受關(guān)注。國內(nèi)漢麻種植與收獲要求與國外不同，成熟后的植株較國外的高，莖稈較粗，收獲后漢麻需要在田間晾曬抽絲，稱為“漚麻”。因此進口機械在國內(nèi)使用，適應(yīng)性較差，工作效率低，所以迫切需要研制出符合我國漢麻收獲農(nóng)藝要求的新型割曬機。

2割曬機的工作原理

本次設(shè)計的割曬機利用拖拉機的動力進行工作。收獲時植株在撥禾輪的引導和扶持作用下進行快速切割，被切割的植株在輸送裝置的作用下沿固定方向向一側(cè)運輸，由于植株本身的牽連作用和機器輸送過程中產(chǎn)生的慣性將被切割的植株平整地鋪放在田間進行晾曬。

3工業(yè)大麻割曬機部件設(shè)計

割曬機主要工作部件包括撥禾輪、切割器、傳送帶、機架等組成(如圖1)。

3．1工藝參數(shù)的確定

漢麻植株一般為行距30cm、株距10cm。成熟后的漢麻工藝長度約為2．3m。本機器設(shè)計割幅為1．6m，割茬高度約為0．01m，可扶持的最大高度為2．1m。

3．2動力及傳動機構(gòu)

采用動力為50kW及以上的拖拉機，通過動力輸出軸將拖拉機動力傳遞到中間軸，中間軸再向機器各個機構(gòu)進行傳遞。為保證植株可以直立地鋪放在地面，機組前進速度應(yīng)等于切割速度。動力輸送到中間軸，通過鏈輪、鏈條帶動主動軸運動，再由主動軸通過傳送帶帶動從動軸運動，中間軸下方通過曲柄傳動連接著切割機構(gòu)，帶動切割器運動。

3．3輸送機構(gòu)

輸送機構(gòu)主要包括主動軸、從動軸和傳送帶。主動軸為一長軸，中間有一個鏈輪，用來接收動力。從動軸有兩個，通過螺栓固定在機架上。傳送帶上有撥片，其作用是帶動撥禾輪進行工作并將切割后的植株進行橫向輸送。

3．4切割機構(gòu)

切割裝置由定刀片、動刀片和曲柄連桿機構(gòu)組成。切割器為往復(fù)式切割器，定刀片固定在機架下方，并裝有護刃器。動刀片安裝在一個凹槽里，使其實現(xiàn)穩(wěn)定的水平運動。

3．5撥禾輪

撥禾輪主要由分麻板和星輪組成。本機器采用上、下兩排撥禾輪，可以更好地扶持切割，讓被切割的植株更好的保持直立狀態(tài)。圖2為裝配后的撥禾輪。本機器采用上下兩排撥禾輪，可以更好地扶持切割，讓被切割的植株更好的保持直立狀態(tài)，兩排撥禾輪夾角為30°。兩排的星輪位于傳送帶中央，目的是配合傳送帶更好的帶動撥禾輪工作。在撥禾輪兩側(cè)設(shè)有大分麻板，用來分割未割倒的作物，防止因大麻纏繞影響工作效率。

3．6整機三維仿真裝配

在進行整機的裝配之前，應(yīng)將部分零、部件先行裝配。需要先行裝配的部件有撥禾輪、定刀片、主動軸、動刀片、曲柄連桿機構(gòu)以及傳動箱，這樣做便于三維仿真裝配和機器使用前的安裝，裝配完成的整機如圖3所示，對樣機各運轉(zhuǎn)部件進行了干涉檢查，仿真結(jié)果該機符合農(nóng)藝要求。

4結(jié)論

通過UG軟件對漢麻割曬機的零、部件三維建模，然后根據(jù)各機構(gòu)之間的準確約束進行整機裝配，并對樣機各運轉(zhuǎn)部件進行了干涉檢查，仿真結(jié)果表明所設(shè)計的工業(yè)大麻割曬機符合農(nóng)藝要求。

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作者：王博生 胡軍 徐震 宋江 單位：黑龍江八一農(nóng)墾大學