北大鎮(zhèn)聯(lián)合收割機(jī)凹板間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1  凹板間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)背景

    谷物聯(lián)合收割機(jī)的脫粒裝置，是谷物聯(lián)合收割機(jī)的重要工作部件。脫粒裝置的重要特點(diǎn)是由高速旋轉(zhuǎn)的滾筒和固定的弧型凹板配合，使谷物從滾筒與凹板之間通過，經(jīng)脫粒元件的打擊、揉搓、碾壓和梳刷，通過破壞谷粒與穗軸的連接力而實(shí)現(xiàn)脫粒。脫粒裝置是聯(lián)合收割機(jī)中最重要的組成部分，也是收割機(jī)能耗最大的部件之一，在收割機(jī)作業(yè)過程中，經(jīng)常會(huì)因?yàn)楣任锖孔兓瑵L筒轉(zhuǎn)速過低，凹板間隙過小等原因，導(dǎo)致谷物在凹板與滾筒之間堆積，造成堵塞。

    在作物條件‘定時(shí)，脫粒質(zhì)量主要取決于滾筒轉(zhuǎn)速和凹板間隙。 一般情況下，滾筒轉(zhuǎn)速越大，凹板間隙越小，脫粒越干凈，但破碎率會(huì)增加且極容易產(chǎn)生堵塞。凹板間隙增大，破碎會(huì)減少，堵塞故障率降低，但易出現(xiàn)脫不凈現(xiàn)象。因此，凹板間隙調(diào)整就顯得十分重要。排除滾筒堵塞的方法通常是先停機(jī)，用手工加大凹板間隙，再啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，加大油門，等谷物排盡后再手工將凹板間隙調(diào)整的合適的大小，然后才能繼續(xù)工作。所以‘旦發(fā)生滾筒堵塞，收割機(jī)必須停止工作，大大降低了工作效率。

    本文提出‘種凹板間隙白動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，能在不停機(jī)的情況下檢測(cè)谷物流量，進(jìn)而判定是否發(fā)生堵塞， 一旦發(fā)生堵塞，則自動(dòng)增大凹板間隙，故障排除后，再白動(dòng)恢復(fù)凹板間隙，大大提高了收割機(jī)工作效率。

2系統(tǒng)構(gòu)成

    凹板間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要由單片機(jī)、谷物流量檢測(cè)部分、凹板間隙檢測(cè)部分、調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)及調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)共五個(gè)部分組成。

    單片機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的核心，用于處理各個(gè)部分送來的數(shù)據(jù)，并向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出動(dòng)作指令，實(shí)現(xiàn)需要的功能。谷物流量檢測(cè)部分用于檢測(cè)谷物流量是否停下，也就是是否發(fā)生堵塞。該部分工作原理是在滾筒入口端設(shè)置壓力傳感器，當(dāng)發(fā)生堵塞時(shí)，滾筒入口端谷物壓力增大，當(dāng)壓力增大到一定值時(shí)，該傳感器發(fā)出堵塞信號(hào)。凹板間隙檢測(cè)部分主要由位置傳感器組成，用于檢測(cè)滾筒入口和出口處的凹板間隙，并向單片機(jī)提供間隙大小數(shù)值，供單片機(jī)精確控制凹板間隙。

    為了精確調(diào)節(jié)凹板間隙，單片機(jī)通過調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)來實(shí)現(xiàn)對(duì)間隙的精確調(diào)節(jié)。步進(jìn)電機(jī)可雙向高精度調(diào)節(jié)，因此本系統(tǒng)采用步進(jìn)電機(jī)作為凹板間隙動(dòng)作調(diào)控控制部件。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)主要作用一方面是將步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為凹板與滾筒之間間隙的平動(dòng)，另一方面實(shí)現(xiàn)功率轉(zhuǎn)換，因?yàn)榘及弩w積及重量較大，單純用步進(jìn)電機(jī)很難驅(qū)動(dòng)。

    各部件之間的關(guān)系如圖1所示。

3工作原理

    凹板間隙白動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作原理如圖2所示。

    谷物壓力檢測(cè)傳感器不斷地檢測(cè)滾筒入口處谷物壓力，并且將壓力數(shù)值發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)則將壓力數(shù)值與預(yù)定數(shù)值比較，當(dāng)壓力數(shù)值大于預(yù)定數(shù)值時(shí)，則判定發(fā)生堵塞。

    發(fā)生堵塞時(shí)，單片機(jī)向步進(jìn)電機(jī)發(fā)出指令，經(jīng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)增大凹板間隙，同時(shí)，單片機(jī)不斷檢測(cè)谷物壓力傳感器送來的數(shù)據(jù)，判斷堵塞是否解除，如堵塞沒有解除則繼續(xù)增大凹板間隙，直到堵塞解除。當(dāng)堵塞解除后，單片機(jī)向步進(jìn)電機(jī)發(fā)出指令，減小凹板間隙，同時(shí)讀取凹板間隙傳感器送來的數(shù)據(jù)，判斷凹板間隙是否減小到預(yù)定值，達(dá)到預(yù)定值，則停止減小凹板間隙。此時(shí)，收割機(jī)故障自動(dòng)排除并繼續(xù)正常工作。

    本系統(tǒng)谷物壓力預(yù)定值和凹板間隙預(yù)定值均可預(yù)先通過程序設(shè)置。