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国内秸秆致密成型设备多为固定式,在制粒前须经过多项预处理,若能让成型设备在田间完成捡拾、粉碎、除土、制粒等一系列作业,将极大节省成型燃料的生产成本。捡拾装置是玉米秸秆捡拾制粒机的重要组成部分,本文针对玉米秸秆捡拾制粒机的捡拾率低,拾起秸秆的含土率高、尺度大,整机功耗大等问题,设计了一种适用于玉米秸秆捡拾制粒机的锤爪式捡拾装置,并进行了结构优化与试验验证。本论文主要研究内容与结论如下:(1)根据玉米秸秆捡拾制粒机及捡拾装置的工作原理与工作要求,设计捡拾装置的整体结构与工作参数;通过对比试验确定了捡拾甩刀的类型、排列方式及数量,对关键零部件进行了优化设计。利用Solidworks建立玉米秸秆捡拾制粒机捡拾装置的三维模型,进而试制试验样机。(2)为确定锤爪与定刀的可靠性,在Ansys-Workbench中进行捡拾锤爪与定刀的静力学分析,得到锤爪与定刀的应力云图与位移云图。确定锤爪与定刀材料的许用应力远大于工作时产生的最大应力值,证明锤爪与定刀能够满足工作要求。为检验捡拾装置的稳定性,在Ansys-Workbench中进行辊轴的模态分析,并分析计算捡拾刀轴前6阶固有频率与振型,结果表明捡拾刀轴在工作时的工作频率为23.3～33Hz,远远低于其自身最低的固有频率值(120.08 Hz),不会发生共振,工作稳定性满足要求。(3)对影响捡拾装置作业性能的主要参数进行了单因素试验,确定各因素的较优范围,在此基础上进行二元二次正交旋转组合试验。结果表明锤爪刀尖离地高度是影响捡拾损失率与含土率的最主要因素,捡拾刀轴转速是影响粉碎长度合格率与比能耗的最主要因素,锤爪刀尖离地高度对比能耗的影响较小。(4)利用Design-Expert得出各试验指标的回归模型,优化出最佳工作参数组合:捡拾刀轴转速1941r/min,锤爪刀尖离地高度93mm,捡拾损失率为3.17%,粉碎长度合格率为98.16%,含土率12.4%,比能耗463.47k J/kg。对玉米秸秆捡拾制粒机的捡拾装置的最优参数水平组合进行田间试验验证,试验验证结果表明,捡拾损失率的平均值为4.76%,粉碎长度合格率为97.3%,含土率13.2%,比能耗438 k J/kg。与理论优化结果基本一致,能够满足玉米秸秆捡拾制粒机捡拾装置的作业性能要求。