牧草压捆机关键部件的仿真分析

周桂霞，李剑，李玉清，张伟，梁远

（1.黑龙江八一农垦大学工程学院，大庆163319；2.黑龙江省三江管局洪河农场第五管理区）

近年来随着畜牧业的发展，资源成本相对较高的种植业面积会适当减少，使土地资源和农业生产结构向畜牧业、草业等方面调整，牧草生产和加工产业将面临新的机遇，但其收集、储运环节成为制约其产业化利用的主要因素。研究开发牧草压捆机是实现农业生物质产业化的前提之一。

由于农业机械的工作对象和环境的随机性、复杂性，传统设计方法已不能满足现代农机具的设计需求，因此采用现代设计方法，在现有牧草压缩理论基础上，应用UG软件对牧草打捆机的关键部件进行虚拟设计和动态仿真分析，可为重要结构参数的确定提供理论依据，从而缩短设计周期，降低物理样机的成本，提高企业竞争力[1-4]。

1 压捆机工作原理和性能分析

1.1 工作原理

压捆机的工作原理是用机械机构模拟人工打捆的工艺过程，完成牧草捡拾、压实和打捆过程。工作时，牧草通过输送喂入装置把牧草喂入到压缩室，在曲柄连杆机构作用下，活塞往复运动，把压缩室内的牧草压成草捆，打结后推向压缩室出口。

1.2 任意一点的位移分析[5-6]

为了简化分析，取X坐标轴与滑块运动轨迹重合，如图1所示。设曲柄长度为L1，其方位角为β，连接杆长度为L2，其方位角为θ，S为其轨迹矢量。闭环矢量方程数学表达式为S=L1+L2。如图建立坐标系，构造矢量封闭方程：

则

图1 压缩机构动力模型Fig.1 The dynamicmodel of compressmachine