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1、omputer Aided Engineering针对甘蔗机械化收获中宿根破头率这一难题，本文结合企业的研发项目.以SolidWorksMotion为平台，根 据主要工作过程设定仿真流程，在三个行程位置上进行Motion分析，并对仿真结果进行分析，对设计进行修正。 切段式甘蔗联合收割机机架运动仿真分析广西壮族自治区农业机械研究院 鲁华曾伯胜莫建霖一、引言甘蔗含糖一般为14%左右，是制糖工业主要原料。近年 来，由于甘蔗人工收获成本大幅上涨，生产成本不断增高， 研究探讨甘裁收获机械化技术对于我国甘蔗行业发展有着极 其贡要的意义。甘蔗作为一种多年生草本植物，如果宿根受到损伤或 者破坏严重，则会大福减
2、少来年甘蔗宿根的发芽率。因此， 机械化收获对甘蔗宿根破坏的情况对于来年甘蔗的产量影响 很大，甘蔗机械化收获中所面临的一个难题即是如何降低甘 蔗的宿檢破头率。在多次甘蔗机械收获试验中发现，当收割 机切割誕进行入土切割一即切割器刀片以一定的线速度切 入地面以下2050mm对甘蔗进行切割的时候，对甘蔗宿根的 损伤和破坏（主要是砍裂蔗头、损坏蔗芽）最小，且入土切 割以后，会促使甘蔗宿根低位芽萌发，从而使宿根蔗相壮、 不易倒伏，提高甘蔗产量。广西农机院近年研发的4GZQ180型切段式甘蔗联合收割 机，其切割器固定在机架上，依靠左右前轮支撑油缸的伸缩 来调整机架相对地面的高度，从而调整切割器刀盘相对地面
3、的位置。本文以SolidWorks软件对切段式甘蔗联合收割机进行建 模，运SolidWorks Motion模块对其切割器刀盘工作位St及 相关笨部件运动进行仿真分析，通过分析其仿真结果，对设 计进行修正。二、建立机架主体及切割器实体模型在SolidWorks中采用自底向上的设计方法对收割机的主 体机架结构和切割器进行三维实体建模，并通过相应的装配 关系将机架主休结构、支撑油缸、转向油缸以及切割器安装 在一起，如图1所示。三、仿真分析1 仿真目的下面以前轮支撑油缸升降的三个行程位蚤（最长、中 位、最短）结合转向油缸的伸缩进行Motion分析仿真，主要 目的是获取切割器刀盘的刀尖运动路径、相对地
4、面高度，检 查相应零部件干涉情况。2 仿翼模型简化由于机架主体结构中上前轮、后轮都泉左右结构对 称，因此进行Motion仿真分析之前，先将模型简化，将与 Mot ion仿真分析无关的部件以及标准件省略，并将机架右半 侧进行压缩，对左半侧进行分析。3仿真在SolidWork沖打开机架主体与切割器的装配体文件. 并添加一个固定的ground零件作为地面，其余部件作为运动 部件。三维模型设置好后，在装配体环境下直接启动 SolidWorks Motion 模块进入仿真环境。SolidWorks Mot ion 模 块可以自动识别SolidWorks装配体中的约束副。支撐油缸和 转向油缸与机架主体之间的约束副主要是旋转副（同心）和 移动副（距离），切割器与机架主体之间的约束副是由同心 和重合构成的固定约束。切割篓刀盘的刀尖运动路径和相对 地面高度取决于支撑油缸的行程位置，支撐油缸的行程位置 和转向波缸的长度确定了削轮的转角以及一些相应零部件的 干涉情况。支撐油缸和转向油缸的运动参数如表1。根据设计，支撑油缸的动作优先于转向油缸的动作， 因此，设賈如下仿真动作流程：68 CA0/CM与制造业信息化 www.idrK
