烟草打顶过程
分析
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黄富饶，冉惠文
([来自WwW.lw5u.com]重庆烟草公司烟叶分公司，重庆 400023)
摘要:我国农机化已经进入了一个快速发展机遇期。而在我国烟草种植业中，烟草打顶技术落后。烟草打顶工作全部由人工完成，生产效率低，但是国内尚未开展烟草打顶的理论和实践研究。针对这一现状，对其关键技术进行了理论分析和试验研究，建立了烟草打顶期茎秆的力学模型，并对烟草打顶过程和作用力进行了分析，最终建立了烟草茎秆切割力计算公式。
关键词:烟草茎秆;打顶;力学模型;切割力
0 引言
烟草打顶是影响烟草产量和质量不可缺少的生产步骤，其影响因素包括:
1)茎秆的刚度——包括自身刚度和外加支撑增加的抗弯反力。割刀必需战胜茎秆的切割阻力才干切断茎秆，但一般作物茎秆本身的刚度较小，很小的外力就会使之弯斜。所以，要保证正常切割，割刀应具有足够的切割速度(以获得茎秆较大的惯性)或是给茎秆以恰当的支持，以增大抗弯反力。
2)茎秆纤维方向性——不同的切割方向即沿茎秆的不同纤维方向进行切割阻力的大小是不同的，一般常见的三种切割方向:横断切、斜切和削切。削切最小(尤其切割阻力可显著下降)，因为茎秆纤维各方向的强度不同。
3)刃厚及刃角——正切时切刀刃口切进茎秆的阻力方向垂直于刃口茎秆。刃口厚度增大，则切割阻力上升。
4)切割速度对切割阻力——一般情况下，切割速度上升，则切割阻力下降。当割刀速度增大时，切割总功有所下降，但空转功率有所增加，并振动增大。
1 烟草茎秆力学模型的建立
烟草茎秆可看做是一端固定、一端自由的细长杆，花部与其株高相比很小，花部重量看作集中力作用在作物茎秆上。假设茎秆只受惯性力和弯曲影响，刀具的冲击力首先使茎秆偏移，然后开始切入茎秆，本烟草打顶装置属于无扶持切割，作物茎秆提供的反作用力有两部分组成(YumnamJekendra，1992):
1)被切割茎秆的质量惯性力(加速度阻力);
2)由茎秆的弯曲而产生的静反力。
由此，烟草茎秆可看作是悬臂梁模型。
割刀结构如图1所示:
割刀运动时自身选择运动与机具行进运动的合成，设机具行进速度为v，割刀角速度为ω，则割刀运动方程为:
式中，R—割刀回转半径;
ω—割刀转动角速度;
v—机组前进速度。
割刀运动轨迹:
2 烟草茎秆打[来自wWw.LW5U.com]顶过程分析
烟草在打顶过程中，刀具作用力度首先使茎秆弯曲，而后对茎秆实施切割，打顶过程如图3所示。
由图3可以看出:当刀片处于最下方时完成对烟草茎秆的最终切割。
2.1 切割过程作用力分析
设刀具的驱动力为P，如图4所示。
在切割过程中，刀片受到来自茎秆的反作用力和切割阻力的作用。所以，
式中，—烟草茎秆抗弯弹性模量;
—烟草打顶高度。
式中，—刀片运动线速度;
d—切割处烟草茎秆直径。
刀片切入茎秆可分为两个阶段:
1)切割之前对材料的挤压;
2)对挤压材料进行切割，如图5所示。
刀片受力如下:
由试验可知:当刀片的转速很低时，刀片将茎秆冲击弯曲而从茎秆上方滑过，不能完成对茎秆的切割，因此，要顺利完成茎秆切割，刀片的运动速度存在一个最低极限(YumnamJekendra，1992)。
3 结论
1)对影响切割性能的因素和切割力计算方法进行了总结，影响切割性能的因素包括茎秆自身刚度、茎秆纤维方向、刃后及刃角、切割速度。
2)建立了烟草打顶时茎秆的力学模型并对割刀的运动进行了分析。
3)对烟草打顶过程和作用力进行了分析，建立了烟草茎秆切割力计算公式，对公式中各项展开具体分析，推导了其计算方法。
参考文献
[1] 【美】Edward J豪格，Jasbir S阿罗拉.实用最新设计:机械系统与结构系统[M].北京:科学出版社,1985(
[2] 《八十年代国内外农机化新技术》编辑委员会编.八十年代国内外农机化新技术[M].黑龙江:农村读物出版社,1984(
[3] 《机械设计手册》联合编写组.机械设计手册(上册)[M].北京:化学工业出版社,1982.
[4] 储凯,许斌,李先民,等.机械工程材料学[M].重庆:重庆大学出版社,2004(
[5] 邓文英.金属工艺学(上册)[M].北京:高等教育出版社,2005(
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