基于Solidworks的前置式雙圓盤(pán)割草機切割部件的設計
切割部件是前置式雙圓盤(pán)割草機的主要工作部件。為此，運用Solidworks 對9YG- 130 型雙圓盤(pán)割草機的切割部件進(jìn)行三維建模、虛擬裝配和刀片的應力應變位移分析。結果表明，利用Solidworks 進(jìn)行產(chǎn)品結構設計直觀(guān)性強，可以清楚地表達設計者概念中的產(chǎn)品，能夠實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地改變零件特征的形狀和尺寸，方便地生成相關(guān)聯(lián)的二維零件和裝配工程圖，縮短了新產(chǎn)品的研發(fā)周期，提高了設計效率，為后續的有限元分析和產(chǎn)品優(yōu)化提供了依據。
引言
近年來(lái)，隨著(zhù)農村產(chǎn)業(yè)結構的調整升級，農村經(jīng)濟邁向多元化，一些地區的畜牧產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，牛羊等家畜的數量急劇增加，飼草產(chǎn)業(yè)已作為調整重點(diǎn)正在加大實(shí)施力度。為了改善生態(tài)環(huán)境，為養殖業(yè)提供優(yōu)質(zhì)的牧草，國家把調整產(chǎn)業(yè)結構、大力發(fā)展退耕還林還草和種草養畜提高到重要的戰略發(fā)展地位。
然而，當前我國機械化收獲牧草應用較少，僅靠人工收獲，工作效率低，作業(yè)成本高，一年收獲好幾茬，勞動(dòng)強度較大，而且牧草的營(yíng)養損失也比較大，因此研制小型拖拉機驅動(dòng)的牧草收獲機迫在眉睫。針對種植牧草產(chǎn)草量高、密度大和莖稈較粗的特點(diǎn)，采用了旋轉式割草機，其工作平穩，對牧草適應性強，特別適合稠密、倒伏和纏連的牧草。旋轉式割草機屬無(wú)支承切割，刀片安裝在旋轉刀盤(pán)上，在離心力作用下隨刀盤(pán)一起旋轉進(jìn)行切割牧草，前進(jìn)速度高，生產(chǎn)率較大，不易產(chǎn)生堵塞現象，更換刀片簡(jiǎn)易，保養方便，顯示出巨大的優(yōu)勢。本文運用Solidworks 軟件對9YG-130 型雙圓盤(pán)割草機切割部件進(jìn)行三維建模、虛擬裝配，并對刀片進(jìn)行應力應變位移分析，可以顯著(zhù)地縮短設計周期，提高產(chǎn)品的設計質(zhì)量和系統級性能，從而提高設計效率和準確性，為實(shí)現產(chǎn)品的有限元分析和產(chǎn)品優(yōu)化提供了依據。
1、總體方案設計
9YG-130 型前置式雙圓盤(pán)割草機主要應用于牧草的切割與鋪條作業(yè)，具有結構設計合理、操作方便、工作可靠和性能穩定等優(yōu)點(diǎn)，是牧場(chǎng)、牧草專(zhuān)業(yè)戶(hù)理想的使用和推廣機型。
9YG-130 雙圓盤(pán)割草機是由拖拉機連接機架、第Ⅰ級傳動(dòng)和張緊輪系、變速箱和手動(dòng)離合器、割草機架、切割部件、四連桿機構以及升降油缸等部件組成，如圖1 所示。
1. 割草機架2. 切割部件3. 變速箱和手動(dòng)離合器4. 拖拉機連接機架5. 第Ⅰ級傳動(dòng)裝置6. 四連桿機構7. 升降油缸
圖1 9YG-130 型雙圓盤(pán)割草機
2、工作原理
切割裝置是前置式雙圓盤(pán)割草機上最重要的工作部件，其工作性能直接影響到整機的使用性能。9YG-130 型雙圓盤(pán)割草機的切割部件主要由主立軸、支撐套筒、撥草滾筒、切割圓盤(pán)和護盤(pán)等零部件組成。割草機由拖拉機連接機架和平行四連桿機構懸掛于拖拉機前方，動(dòng)力通過(guò)拖拉機飛輪經(jīng)皮帶輪傳入，再由傳動(dòng)機構從上往下傳動(dòng)。工作時(shí)，由拖拉機發(fā)動(dòng)機輸出軸上的帶輪通過(guò)V 帶驅動(dòng)第Ⅰ級傳動(dòng)裝置，當轉速達到一定值時(shí)，自動(dòng)離合器結合，將動(dòng)力傳到變速裝置，驅動(dòng)錐齒輪轉動(dòng)； 當由錐齒輪換向帶動(dòng)主立軸旋轉時(shí)，撥草滾筒和切割圓盤(pán)也隨之轉動(dòng)；切割圓盤(pán)帶動(dòng)3 個(gè)刀片向機架中心方向高速旋轉；由于離心力的作用，鉸接于圓盤(pán)刀架上的刀片被甩出，轉動(dòng)著(zhù)的刀片將牧草割斷；兩個(gè)刀盤(pán)反向旋轉，牧草割下后倒向機具中間，兩個(gè)拔草滾筒上的撥草凸起用于向后拋送推集牧草，將割下的草撥向中心鋪成條狀；通過(guò)液壓缸手柄調節割茬高度，來(lái)控制割草機的升降；手動(dòng)離合器在不割草時(shí)可切斷動(dòng)力；護盤(pán)在地面的拖動(dòng)下也有轉動(dòng)，可以保證割茬高度的一致性。
4、結論
1) Solidworks 軟件能夠實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地改變零件特征的形狀和尺寸，方便地生成相關(guān)聯(lián)的二維零件和裝配工程圖，極大地提高設計效率。
2) 利用Solidworks 的輔助分析和運動(dòng)仿真功能，及時(shí)在理論參數化設計階段發(fā)現存在的問(wèn)題，獲得全面的分析結果，從而確定雙圓盤(pán)割草機切割部件的最佳設計方案，保證在預期的壽命內不會(huì )失效，有效提高產(chǎn)品的設計質(zhì)量，縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期。
3) 虛擬設計技術(shù)在開(kāi)發(fā)新型農業(yè)機械產(chǎn)品的設計中有廣闊的前景，可進(jìn)行適當范圍內的推廣應用。該刀片強度有足夠的富裕，故可適當增加割幅寬度，提高割草機的工作效率。
