崇川聯(lián)合收割機凹板間隙自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設計

1  凹板間隙自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)設計背景

    谷物聯(lián)合收割機的脫粒裝置，是谷物聯(lián)合收割機的重要工作部件。脫粒裝置的重要特點是由高速旋轉(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現(xiàn)脫粒。脫粒裝置是聯(lián)合收割機中最重要的組成部分，也是收割機能耗最大的部件之一，在收割機作業(yè)過程中，經(jīng)常會因為谷物含水量變化，滾筒轉(zhuǎn)速過低，凹板間隙過小等原因，導致谷物在凹板與滾筒之間堆積，造成堵塞。

    在作物條件‘定時，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，但破碎率會增加且極容易產(chǎn)生堵塞。凹板間隙增大，破碎會減少，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，用手工加大凹板間隙，再啟動發(fā)動機，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‘種凹板間隙白動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，能在不停機的情況下檢測谷物流量，進而判定是否發(fā)生堵塞， 一旦發(fā)生堵塞，則自動增大凹板間隙，故障排除后，再白動恢復凹板間隙，大大提高了收割機工作效率。

2系統(tǒng)構成

    凹板間隙自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要由單片機、谷物流量檢測部分、凹板間隙檢測部分、調(diào)節(jié)步進電機及調(diào)節(jié)機構共五個部分組成。

    單片機是整個系統(tǒng)的核心，用于處理各個部分送來的數(shù)據(jù)，并向執(zhí)行機構發(fā)出動作指令，實現(xiàn)需要的功能。谷物流量檢測部分用于檢測谷物流量是否停下，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置壓力傳感器，當發(fā)生堵塞時，滾筒入口端谷物壓力增大，當壓力增大到一定值時，該傳感器發(fā)出堵塞信號。凹板間隙檢測部分主要由位置傳感器組成，用于檢測滾筒入口和出口處的凹板間隙，并向單片機提供間隙大小數(shù)值，供單片機精確控制凹板間隙。

    為了精確調(diào)節(jié)凹板間隙，單片機通過調(diào)節(jié)步進電機來實現(xiàn)對間隙的精確調(diào)節(jié)。步進電機可雙向高精度調(diào)節(jié)，因此本系統(tǒng)采用步進電機作為凹板間隙動作調(diào)控控制部件。調(diào)節(jié)機構主要作用一方面是將步進電機的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為凹板與滾筒之間間隙的平動，另一方面實現(xiàn)功率轉(zhuǎn)換，因為凹板體積及重量較大，單純用步進電機很難驅(qū)動。

    各部件之間的關系如圖1所示。

3工作原理

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

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

    發(fā)生堵塞時，單片機向步進電機發(fā)出指令，經(jīng)調(diào)節(jié)機構增大凹板間隙，同時，單片機不斷檢測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。當堵塞解除后，單片機向步進電機發(fā)出指令，減小凹板間隙，同時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定值，達到預定值，則停止減小凹板間隙。此時，收割機故障自動排除并繼續(xù)正常工作。

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