玉米收获机械综合试验台的研究

2017-11-11张亮刘文亮王瑛彤

农业与技术 2017年19期

关键词：台架试验台

张亮　刘文亮　王瑛彤

摘要：玉米收获是一项季节性很强的工作，收获期短，并且容易受到場地、气候、机械可靠性等外部因素的影响。在室内进行台架试验，具有试验条件可控、数据可比性强、测试方法多样、部件的结构和参数易于改变的特点，特别是可以延长试验时间，缩短研究周期。

关键词：玉米收获；试验台；台架；试验时间

中图分类号：S225.5+1 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20171032029

引言

建设完成双行玉米收获机械综合试验台，较好地模拟田间作业的实际状态，为玉米机械化收获技术的研究、新型收获装备与部件的设计开发提供有效的室内试验条件，并在相关行业人才培养中发挥积极作用。

1 试验台的结构

试验台主要由基础、植株固定装置，行走底盘、工作部件、液压系统、供电和测控系统等组成。

1.1 试验台基础

基础由2条水泥台构成，水泥台长46m、宽0.5m、高0.2m；2台外侧宽2.4m，内侧距离1.4m，2水泥台中心距南墙轴线4.0m，西端距西墙5.5m，台上铺22轻轨，轨道长45m，2条轨道中心距1.8m。轨道用膨胀螺栓固定；水泥台中段内侧上部各预埋8mm 厚80×80钢板15块，钢板间距1.8m。

1.2 植株固定装置

独立的部分，由2台独立输送机、输送链、卡槽、植株夹持板、电机及传动系统等组成。玉米植株事先被固定在植株夹持板上，输送链由驱动电机带动，可实现玉米植株的连续输送。

1.3 试验的卧式摘穗部件

立式摘穗部件籽粒回收部件、剥皮部件、脱粒部件、茎秆粉碎部件、各种输送机和收集箱均安装在行走底盘上，由各自的驱动电机提供动力，带动工作部件工作。

1.4 实验台的液压系统

由液压站、油箱、控制阀、换向阀、压力表、液压缸、管路、接头等组成，为工作部件的液压举升和压梱装置提供动力。

1.5 供电系统作用

为试验台运行提供电力，在地面和行走底盘上各安装一个供电箱，分别为植株固定装置和随底盘运动的部件供电。

1.6 测控系统

主要由主控计算机（上位机）、控制箱、工控机（下位机）、手持式控制器、网络摄像头、高速相机和系统软件等组成。通过主控计算机和手持式控制器可对各工作部件的驱动电机启停和转速进行无线控制和调整，以实现对不同工作条件和参数的模拟。试验区域安装网络监控系统，可对实验过程进行全程的实时监控。试验台预留高速相机安装位置，可对工作部件的工作过程进行高速高清拍照。

在系统软件的界面上实时显示当前各驱动电机的速度、扭矩、功率等负载信息，并且可以将数据连同监控画面进行保存、标记、生成曲线和回放。如果将上位机连接至公网IP，还能通过远程计算机实时观看试验情况，甚至远程控制，从而实现远程农业科研信息平台互联互通的目标。

2 试验台主要指标

根据现有玉米联合收获机行驶速度，设计玉米植株输送系统速度在0.8～2.5m/s（可调），试验车速度0～2.5m/s（可调）。

玉米试验台的摘穗辊转速在 800～1200rpm（可调）。

根据现有玉米种植规格，设计试验台株距304.8mm，行距550～650mm范转围内无极调节。

3 结论

本试验台可以分别对玉米收获机整机和卧式摘穗部件、立式摘穗部件、剥皮部件、脱粒直收部件、茎秆粉碎和秸秆压梱部件等的结构型式、工作原理、动力消耗、适合作业条件和最佳参数组合等进行模拟试验与研究，具有用途广泛、通用性强、一机多用的特点。

本试验台采用植株夹持板固定玉米茎秆，夹持方便、稳定，可以真实模拟田间植株站立姿态。

试验台的植株固定装置和试验车均可以最高2.5m/s的速度进行运动，试验台最高可以模拟18km/h条件下的高速机收作业。

试验台的植株固定装置，实现了喂入速度、植株行距以及与摘穗辊相对位置可调和植株连续喂入，可模拟大小行种植和收获时的对行、不对行情况等多种机收作业条件的实际效果。

试验台自带小型液压工作站，可对工作部件的液压举升系统和秸秆压梱进行模拟试验提供动力。

自主开发的测控系统为玉米收获机械综合试验台配备了专用软件，并且有实时无线控制、数据采集处理、网络监控等功能，极大地方便了试验操控、试验数据分析等工作。