大白菜收獲機機械部份-鎖緊及切削機構(gòu)的設計

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In this paper, the analysis of the characteristics of Chinese cabbage harvesting machine work on the basis of the picking from the Chinese cabbage, transit, packaging, etc. for analysis. The main body of the lock and cutting knife part of a detailed description. The Chinese cabbage harvesting machine for cabbage harvest home, simple structure, low manufacturing costs. The Chinese cabbage harvesting machine parts Wedge locking locking, the use of fixed cutting knife cutting knife, the paper introduces the body Wedge Lock design process, it may be loosened so the corresponding relaxation. Tool for cutting the course of the situation that may arise to do the corresponding analysis. Also parts of its structure and material to do a detailed analysis. The entire structure is simple, feasible, safe and reliable. Keywords: Chinese cabbage; Harvesting machine; Wedge Lock; Fixed cutting knife 大白菜收獲機的設計 iii 目 錄 摘 要 .I 1 緒 論 .- 1 - 1.1 引言 .- 1 - 1.2 大白菜收獲機總體部分的介紹 .- 1 - 1.2.1 收獲機提升運輸裝置簡介 .- 2 - 1.2.2 收獲機輸送部分簡介 .- 3 - 1.2.3 鎖緊機構(gòu)簡介 .- 4 - 2 鎖緊機構(gòu)的設計 .- 6 - 2.1 鎖緊裝置的設計要求 .- 6 - 2.3 鎖緊機構(gòu)的原理設計 .- 6 - 2.4 鎖緊機構(gòu)的零件設計 .- 7 - 2.4.1 斜楔的設計 .- 7 - 2.4.2 滑動塊的設計 .- 8 - 2.4.3 導軌的設計 .- 9 - 2.5 防松裝置的零件設計 .- 9 - 2.5.1 防松機構(gòu)的原理說明 .- 10 - 2.5.2 彈簧的設計 .- 11 - 2.5.3 壓塊的設計 .- 11 - 2.5.4 開槽體和支架的設計 .- 11 - 2.5.5 防松柱銷的設計 .- 11 - 2.5.6 螺紋空管的設計 .- 12 - 2.5.7 手柄的設計 .- 12 - 2.5.8 彈簧固定桿的設計 .- 12 - 3 切削機構(gòu)的設計 .- 12 - 3.1 切削刀的分析 .- 13 - 3.1.1 切削刀的切削情況 .- 13 - 3.1.2 切削刀的選用 .- 13 - 3.2 切削機構(gòu)零件的設計 .- 13 - 3.2.1 刀片的設計 .- 13 - 3.2.2 壓刀板和刀桿的設計 .- 14 - 4 結(jié)論 .- 15 - 4.1 主要結(jié)論 .- 15 - 4.2 問題與展望 .- 15 - 參 考 文 獻 .- 16 - 致 謝 .- 17 - 大白菜收獲機 1 緒 論 1.1 引言 在結(jié)球葉菜（包括大白菜、結(jié)球甘藍和結(jié)球萵筍等）的收獲過程中，收獲作業(yè)占 整個作業(yè)量的40%。收獲作業(yè)質(zhì)量的好壞直接影響到蔬菜的儲存、加工和銷售，從而影 響市場價格和經(jīng)濟效益。由于收獲作業(yè)的復雜性，收獲作業(yè)的機械化程度還很低。葉 菜收獲屬于一類勞動密集型工作，在很多國家，由于勞動力的高齡化，人力資源越來 越缺乏，勞動力不僅成本高，而且還不容易得到，而人工收獲的成本在白菜的整個生 產(chǎn)成本中所占的比例高達33%50%。因此實現(xiàn)結(jié)球葉菜收獲的機械化變得越來越迫切。 結(jié)球葉菜收獲機機械化技術已有70余年的研究歷史，最早是在1931年研制成了甘 藍收獲機。后來日本研制出了自走式大白菜收獲機和懸掛式大白菜收獲機，我國關于 結(jié)球葉菜收獲機的研究較少。 我國大白菜的種植以小農(nóng)戶居多，分布廣而分散。因此設計大白菜收獲機時，須 考慮以下幾個問題：1）農(nóng)民一般不具備太多的專業(yè)知識，因此收獲機必須結(jié)構(gòu)簡單、 操作性好、可靠性高、并且價格合理。2）由于大白菜葉球很脆嫩，在裝運過程中，很 難避免外力的碰撞、擠壓而出現(xiàn)傷口。出現(xiàn)機械損傷不但影響商品價值，而且易腐爛 變質(zhì)。因此合理地設計收獲機的作業(yè)過程至關重要。 本設計對斜楔鎖緊機構(gòu)和切削機構(gòu)的工作原理做了詳細的分析。從它的各零件的 設計過程到總體結(jié)構(gòu)的設計都有詳細的說明，且對它在工作中的各種環(huán)境、安全性、 做出了預判。其中防松機構(gòu)就是保證鎖緊機構(gòu)的工作可靠性而特意做出的安全防護裝 置，它能很好的彌補由制造、安裝帶來的誤差，從而很好的使鎖緊機構(gòu)與提升機構(gòu)保 持良好接觸。同時對鎖緊機構(gòu)和切削機構(gòu)的其它零部件也作出相應的分析。 1.2 大白菜收獲機總體部分的介紹 收獲機的工作過程為：扶莖器將大白菜扶正，切削刀將白菜切斷。然后提升機構(gòu) 將白菜運輸?shù)捷斔蜋C構(gòu)上，輸送機構(gòu)再將大白菜運輸?shù)窖b箱裝置，最后把裝滿大白菜 的箱子擺放在拖拉機后帶的車廂內(nèi)。如圖 1-1 所示。 扶莖器主要將大白菜收攏扶正，由一些漸變傾斜桿組成；提升機構(gòu)工作時與地面 大白菜收獲機的設計 - 2 - 程 傾角，平行的兩條平帶夾緊并將大白菜從地面提升到輸送帶上，提升機構(gòu)位置的30 固 定依靠鎖緊機構(gòu)；輸送帶布置為水平，方便裝箱機構(gòu)裝大白菜。 圖 1-1 1.2.1 收獲機提升運輸裝置簡介 一、設計帶式提升運輸裝置（簡圖如 1-2） 圖 1-2 原始數(shù)據(jù)：提升帶速：1.5m/s 平帶帶輪直徑：280mm 工作條件：連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，工作時有輕微振動，使用期限為 10 年，小批量生產(chǎn)，單班 大白菜收獲機的設計 - 3 - 制工作（8 小時/天） 。運輸速度允許誤差為 。%5 二、 傳動方案：如圖 1-3 1） 外傳動為 V 帶傳動 2） 提升運輸為平帶傳動 圖 1-3 三、該方案的優(yōu)缺點： 該提升運輸機有輕微振動，由于 V 帶有緩沖吸振能力，采用 V 帶傳動能減小 振動帶來的影響，并且該工作機屬于小功率、載荷變化不大，可以采用 V 帶這種簡單 的結(jié)構(gòu)，并且價格便宜，標準化程度高，大幅降低了成本。提升部分采用平帶傳動， 這是運輸裝置中應用最廣泛的一種。V 帶由拖拉機上柴油機引出的轉(zhuǎn)速帶動。 總體來講，該傳動方案滿足提升運輸裝置的性能要求，適應工作條件、工 作可靠，此外還結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊以及成本低。 1.2.2 收獲機輸送部分簡介 本設計選用簡單帶式輸送機為計算實例。該帶式輸送機構(gòu)的結(jié)構(gòu)特征和工作原理 是：輸送帶既是承載貨物的構(gòu)件，又是傳遞牽引力的牽引構(gòu)件，依靠輸送帶與滾筒之 間的摩擦力平穩(wěn)地進行驅(qū)動。 如圖 1-4 所示為收獲機帶式輸送機構(gòu)簡圖，輸送帶繞過 驅(qū)動滾筒和張緊滾筒。工作時，由內(nèi)燃機通過帶輪裝置使驅(qū)動滾筒轉(zhuǎn)動，依靠驅(qū)動滾 大白菜收獲機的設計 - 4 - 筒與輸送帶之間的摩擦力使輸送帶運動，貨物隨輸送帶運送到卸載點。 為了減輕對 輸送帶的磨損、提高生產(chǎn)率和便于布置裝、卸載裝置，輸送帶的布置形式為水平輸送。 驅(qū)動部分 輸送帶 張緊滾筒 張緊裝置 圖 1-4 1.2.3 鎖緊機構(gòu)簡介 由于大白菜收獲機的提升運輸機構(gòu)是可以轉(zhuǎn)動的，它的兩個位置示意圖如圖 1-5。 其中工作位置 1實現(xiàn)大白菜的收獲的過程；工作位置 2大白菜收獲機在公路上 行駛的時候，防止提升機構(gòu)和切削機構(gòu)與地面碰撞而發(fā)生不良影響。 大白菜收獲機的設計 - 5 - 圖 1-5 結(jié)合示意圖分析可知：鎖緊機構(gòu)必須可以左右來回運動，且需將位置 1 和位置 2 固定， 這就要求鎖緊機構(gòu)和提升機構(gòu)能很好的貼合和較大的接觸面。而本機械為小型機械， 要求它的結(jié)構(gòu)簡單，而斜楔鎖緊裝置符合這些要求。它的結(jié)構(gòu)如圖 1-6 所示： 斜塊在軌道中做推拉運動，就可以實現(xiàn)提升機構(gòu)所需的位置要求，將鎖緊機構(gòu)和 提升機構(gòu)的接觸部位做成斜面能很好的補充因裝配、制造而造成的誤差，從而能夠很 好的貼合，增加了工作的穩(wěn)定性。 為防止因農(nóng)業(yè)機械在工作的過程中的振動而使的自鎖機構(gòu)松動，以保證大白菜收 獲機在工作中的安全性。這里在防松裝置中利用彈簧的推力將小柱體貼緊斜體，使之 不會退出來，達到防松的目的。 大白菜收獲機的設計 - 6 - 圖 1-6 2 鎖緊機構(gòu)的設計 2.1 鎖緊裝置的設計要求 鎖緊裝置的設計是否正確合理，對于保證操作者的安全、減輕操作者的勞動強度、 提高成品質(zhì)量有很大的影響。所以對鎖緊裝置提出了如下基本要求： （一） 鎖緊力的大小應能保證機構(gòu)不發(fā)生移動和振動，并能在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)； （二） 機構(gòu)鎖緊后的變形和受壓表面的損傷不應超出允許的范圍； （三） 應有足夠的形成，且要有一定的自鎖作用； （四） 結(jié)構(gòu)緊湊、動作靈活、制造、操作、維修方便、省力、安全、并有足夠的剛度 和強度。 大白菜收獲機的設計 - 7 - 由于大白菜收獲機的提升運輸機構(gòu)是可以轉(zhuǎn)動的，它有工作位置 1 和工作位置 2。 其中工作位置 1實現(xiàn)大白菜的收獲的過程，它要求此時要對大白菜提升機構(gòu)有良好 的固定作用，不允許其有大的移動和振動，以保證大白菜能順利的往上提升達到所需 的效果；工作位置 2大白菜收獲機在公路上行駛的時候，防止提升機構(gòu)和切削機構(gòu) 與地面碰撞而發(fā)生不良影響。這就要求我們必定要設計一個機構(gòu)來有效的實現(xiàn)這個過 程，使它能夠安全和穩(wěn)定的完成上述要求。 大白菜收獲機的提升機構(gòu)的兩個位置示意圖如圖 15 所示： 當它轉(zhuǎn)到工作位置 1 時，也就是大白菜的收獲位置。為了固定工作位置 1，此時要 向右邊推動鎖緊機構(gòu)將提升機構(gòu)牢牢定在工作位置 1，保證工作時的可靠性；當大白菜 收獲機械處于公路行駛的階段時，就要求提升機構(gòu)轉(zhuǎn)到位置 2 上，此時只要將鎖緊機 構(gòu)向左邊拉出，將提升機構(gòu)轉(zhuǎn)到位置 2，再將鎖緊機構(gòu)向右邊推動將提升機構(gòu)固定即可。 2.3 鎖緊機構(gòu)的原理設計 由上述分析可知：鎖緊機構(gòu)必須可以左右來回運動，且它還要將位置 1 和位置 2 卡死這就要求鎖緊機構(gòu)和提升機構(gòu)能很好的貼合，而且接觸面要相對的大一些。且本 機械為小型機械，它要求機械的結(jié)構(gòu)簡單，盡量采用手動，斜楔鎖緊裝置能很好的滿 足這些要求。它的結(jié)構(gòu)如圖 16 所示： 斜塊在軌道中由人做推拉運動，就可以實現(xiàn)提升機構(gòu)所需的位置要求，將鎖緊機 構(gòu)和提升機構(gòu)的接觸部位做成斜面能很好的補充因裝配、制造而造成的誤差，從而能 夠很好的貼合，增加了工作的穩(wěn)定性。 2.4 鎖緊機構(gòu)的零件設計 2.4.1 斜楔的設計 （1） 自鎖條件 斜楔鎖緊后應能自鎖。條件為斜楔升角 必須小于斜楔面與基面兩處摩擦角之和 即 （2） 斜楔升角的選擇 斜楔鎖緊機構(gòu)計算數(shù)值 大白菜收獲機的設計 - 8 - 斜楔角 行程比 理想增力比 5 0.087 11.430 6 0.105 9.514 7 0.123 8.144 8 0.140 7.115 斜面是整個鎖緊機構(gòu)的最主要的工作零件，它的好壞直接關系到整個機器的工作 性能。采用手動斜楔鎖緊機構(gòu)，就應當考慮到它的自鎖性能。因為鋼材之間的摩擦系 數(shù)為 =0.1 -0.15，相應升角 =11-17。本機構(gòu)采用手動夾緊，根據(jù)經(jīng)驗：升 角一般為 =6-8。取中間值 =7，因此斜面的基本結(jié)構(gòu)如圖 21 所示： 圖 21 （3） 斜楔的選材 斜楔與提升機構(gòu)直接相接觸，將會受到?jīng)_擊力，所以要選者中碳鋼，來利用中 碳鋼的良好的機械性能。這里選用 45 鋼。 2.4.2 滑動塊的設計 （1）滑動塊的作用 滑動塊是將斜楔體和軌道連為一體的零件。如果將整個斜面都設計成一個整體， 它的質(zhì)量就會很重，且加工不方便。考慮到這個斜楔鎖緊機構(gòu)是用手動的，這就要求 斜楔體盡可能的輕些，以減輕斜楔體的重量，從而減輕手臂的推力，減輕操作者的勞 大白菜收獲機的設計 - 9 - 動強度。又因為斜楔體不是非常重要的工作零件，這樣就可以盡量讓斜楔體的結(jié)構(gòu)簡 單，可以使用標準化生產(chǎn)的零件。 熱軋工字鋼各項性能 尺寸 mm型號 h b d t r R1 截面面積 cm 理論重量 Kg/m 20a 20b 200 200 100 102 7.0 9.0 11. 4 11. 4 9.0 9.0 4.5 4.5 35.578 39.578 27.929 31.069 （2）滑動塊的選材 參考各種型鋼的結(jié)構(gòu)，工字鋼比較適合做滑動塊的原材料這里我選擇型號為 20a 的工字鋼。然后再在它的基礎上進行局部加工，主要是將其圓角打磨成平面，且平面 要求精度比較高，減少它在工作中的摩擦力，使操作者的勞動量降低；高一點的精度 也會使得滑動塊在工作中的穩(wěn)定性能加強；最重要的是打磨平面可以獲得與導軌大一 點的接觸面積以提高工字鋼的強度和剛度從而達到工作中需要的要求。它的橫截面如 圖 22 所示： 圖 22 2.4.3 導軌的設計 （1）導軌的作用 軌道主要是用來固定滑動塊，使滑動塊只能沿一個方向來回運動，考慮到大白菜 收獲機為農(nóng)機產(chǎn)品，它要求的精度不是太高，因此沒必要設計成機床軌道那樣的高精 大白菜收獲機的設計 - 10 - 度軌道，所以它的結(jié)構(gòu)也就要相對簡單了。主要采用兩塊板固定成一個軌道使斜楔體 可以在兩塊板之間運動。它的截面如圖 23 所示： 圖 23 （2） 導軌的選材 作為軌道磨損是不可避免的，這就要求軌道耐磨性能會比較好。機械制造中軌道 一般采用鑄鐵來制造，可以先澆鑄出整個零件的廓型然后在重要的工作部位進行精細 加工，從而來降低加工過程中的工作量。這里選用 HT350主要是用來制造發(fā)動機 缸體、凸輪、導軌、工作臺等摩擦件。 2.5 防松裝置的零件設計 2.5.1 防松機構(gòu)的原理說明 =7斜楔鎖緊機構(gòu)雖然有很好的自鎖性,但是農(nóng)業(yè)機械在工作的過程中的振動是 比較大的，這樣是有可能因振動而使的自鎖機構(gòu)松動，從而產(chǎn)生不良后果。為了保證 大白菜收獲機在工作中的安全性，就要求斜楔機構(gòu)能有很好的防松性能。這里我采用 如下機構(gòu)進行防松，如示意圖 24 所示： 大白菜收獲機的設計 - 11 - 1壓柄和壓塊 2開槽體 3支架體 4柱銷 5 彈簧固定桿 6彈簧 圖 24 由雙手往下推 1，1 沿著 2 的通槽往下移動到了 2 的底部，此時旋轉(zhuǎn) 1 九十度松手， 將 1 卡死在 2 的底部的槽里頭，彈簧將 1 上的力轉(zhuǎn)移到 4 上了，這時 4 就會往下移動 擋住斜楔機構(gòu)，使之不能運動。當工作完成了以后，將 1 往下壓一點，然后再旋轉(zhuǎn) 90 度，松手。1 在彈簧的作用力下自動往上升，再往上拔 1 通過 5 將 4 從斜楔機構(gòu)中拔取 出來。這樣斜楔機構(gòu)又可以移動了！ 2.5.2 彈簧的設計 彈簧的選材：一般的彈簧鋼有碳素彈簧鋼絲、65Mn、60Si2Mn 、50GrVA 等。 其中 65Mn 淬透性強，脫炭傾向小，但有過熱敏感性和回火脆性，易產(chǎn)生淬火裂紋。 一般用來制造直徑為 820mm 的不重要的螺旋彈簧。60Si2Mn 各項性能都比較好，但 它主要用來制造大截面的、受力很大的螺旋彈簧上。因此這里我選用 65 彈簧鋼。 大白菜收獲機的設計 - 12 - 2.5.3 壓塊的設計 （1）壓塊的作用： 壓塊主要是用來推動彈簧并且鎖定彈簧位置的，它要求有一定的強度。 （2）壓塊的選材： 因為開槽體上的帶有螺紋，且要通過焊接來防止因壓柄轉(zhuǎn)動而引起螺紋的松動。 又因為壓塊上帶有兩個定位用的鍵，它要求有一定的強度。這里選擇 Q255它強度 較高，用于承受中等載荷的零件，如鍵、拉桿、轉(zhuǎn)軸、螺栓及螺紋鋼筋等。所以是符 合壓塊的選材需求的。 2.5.4 開槽體和支架的設計 （1）開槽體和支架的作用： 這兩個零件主要是用來限制壓塊運動的，使壓塊有固定的位置。 （2）開槽體和支架的選材： 開槽體和支架并沒有很高的要求。所以可以選擇鑄鐵，這里我選擇灰鑄鐵它的牌 號：HT150 機械制造業(yè)中的一般鑄件，如底座、手輪等零件。 2.5.5 防松柱銷的設計 （1）柱銷的作用： 柱銷主要是通過與斜楔體接觸從而來限制斜楔體的移動的。 （2）柱銷的選材： 柱銷與斜體是點接觸，它要求柱銷有一定的強度和硬度。這里選擇 40Gr 作為它的 制造材料。40Gr 是重要的調(diào)質(zhì)件，如軸類、齒輪類、銷子等。柱銷的工作部分還應當 表面淬火，以增加它的硬度。 2.5.6 螺紋空管的設計 （1）螺紋空管的作用： 螺紋空管主要是用來連接壓塊和手柄，使操作者施加的力可以很好的傳遞給彈簧。 大白菜收獲機的設計 - 13 - （2）螺紋空管的選材： 考慮到螺紋空管是需要加工內(nèi)螺紋的，所以壁厚要取大些。這里選擇冷拔無縫鋼 （YB23164）它的性能參數(shù)如下：外徑38mm 壁厚8mm 理論重量 5.92kg/m。 2.5.7 手柄的設計 （1）手柄的作用： 手柄是操作者施加力的直接對象，它應當有很好的省力作用。 （2）手柄的選材： 手柄不是什么重要的工作零件，所以這里也采用鑄鐵 HT150。 2.5.8 彈簧固定桿的設計 （1）彈簧固定桿的作用： 彈簧固定桿主要是用來固定彈簧的位置，使彈簧不會隨意的走動。還有將柱銷拔離的 功能。 （2） 彈簧固定桿的選材： 彈簧固定桿一端要加工成螺紋，另一端要焊接，所以強度不可太高，最好選擇含碳量 較低的鋼，這里選用 20 鋼焊接性能好，便于加工成螺釘、螺母等零件。 3 切削機構(gòu)的設計 3.1 切削刀的分析 3.1.1 切削刀的切削情況 大白菜與地面緊密的連在一起，要想將它分離，就應當將其根部切斷，然后通過運 輸機構(gòu)運到所需的位置上去。當然也可以直接從地里拔取出來，但考慮到從地里拔取 出來的拔取力過大，拔取的時候可能會對大白菜的部分部位造成損害，且拔取后的根 部帶有大量泥土，將會污染運輸機構(gòu)和大白菜本身。所以選擇邊切斷邊運輸?shù)姆绞健?刀片貼近著地面以 1.2m/s 的速度向待切割的大白菜運動過去。通過車的慣性將大白菜 切斷。 大白菜收獲機的設計 - 14 - 3.1.2 切削刀的選用 切削刀主要有旋轉(zhuǎn)切割刀和固定式切割刀兩種?；顒邮降那懈畹峨m然切削效率比 較高，但它結(jié)構(gòu)太復雜成本太高不適合用于小型的收獲機械上。 其中固定式的切削刀一般分為斜切刀和弧型切刀兩種如圖 31 所示：其中 A 為斜 切刀 B 為弧型切刀，A 雖然結(jié)構(gòu)比較簡單，加工相對簡單，但它的剛度沒有 B 好，容 易產(chǎn)生翹曲。所以決定選擇 B 弧型切刀。AB 圖 31 3.2 切削機構(gòu)零件的設計 3.2.1 刀片的設計 （1）刀片的作用 因為刀片是固定在提升機構(gòu)上的，自身沒有切削速度，只能靠拖拉機提供一個切 削速度。這就要求刀片相對鋒利，且具有一定的強度。根據(jù)資料表明新鮮大白菜的切 削力為 200N。大白菜在切削時不會像金屬切削時產(chǎn)生大量的熱，所以不用考慮到切削 熱對刀體的影響。刀片的形狀如圖 32 所示： 大白菜是種植在一條直線上刀片的直 徑只要大于單棵大白菜的直徑就可以了，為了保證刀片能切到每棵大白菜刀片的直徑 這里取 150mm。刀片鋒利就要求刀片薄一點刀片強度高就要求刀片厚一點綜合一下， 這里取刀片的厚度為 5mm （2）刀片的選材 大白菜收獲機的設計 - 15 - 刀片在切割過程中為不連續(xù)的切割，刀片要受到一個較大的沖擊，可以選擇綜合 機械性能較好的中碳鋼，又考慮到刀片與地面離的很近時常會發(fā)生摩擦，因此希望它 有一定的耐磨，這里本機構(gòu)采用 40Gr，且表面要經(jīng)過熱處理使它的硬度為 HRC55 60。 圖 32 3.2.2 壓刀板和刀桿的設計 （1）壓刀板和刀桿的作用 壓刀板主要是用于固定刀片和連接刀桿的，為了牢靠的固定刀片，壓刀板應當盡 量大面積的與刀片相接觸，以保證整個機構(gòu)的剛度。刀桿是安裝確定刀片的安裝角度 和安裝位置的。因為整個機構(gòu)為一個懸壁梁刀桿的末端安裝位置最為危險，為了提高 他的安全性，應當適當?shù)脑龃笏臋M截面積，所以這里選擇板狀的刀桿。 （2）壓刀板和刀桿的選材 它們不是什么很重要的零件，這里選擇 30 碳素結(jié)構(gòu)鋼。 4 結(jié)論 4.1 主要結(jié)論 本課題在進行了大量調(diào)查和文獻檢索的基礎上，對大白菜收獲機鎖緊機構(gòu)和切削 機構(gòu)做出了一些分析與研究。尤其上在防松裝置的設計上，對幾種類似的機構(gòu)做出了 改良和擇優(yōu)。 大白菜收獲機的設計 - 16 - （1）螺旋夾緊緩慢，通過改進后就是一個快速夾緊的過程，而且自鎖性能也很好。 具有一定的參考意義。 （2）研究現(xiàn)有的主要的鎖緊裝置后，斜楔夾緊雖然穩(wěn)定性不好，但只要升角取值 合理，再輔佐其它一些裝置，它以結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)勢，在各種機械的運用中得到了廣泛 的應用。 4.2 問題與展望 本論文雖然是對收獲機的鎖緊機構(gòu)、切削機構(gòu)做了一些闡述和設計?？墒沁€是處 于膚淺的階段，有很多東西也只是停留在理論的設計上，對于其能否實現(xiàn)這個功能， 還未得到驗證。 據(jù)了解我國暫時還沒有成熟性能的大白菜收獲機的投產(chǎn),主要是我國人口多,人力 資源豐富,一些地方的大白菜都只是人工收獲，可是隨著經(jīng)濟的發(fā)展、社會的進步、人 們的生活水平必將得到大幅度的提高，到那時我國的農(nóng)業(yè)也早已進入機械化，就會迫 切需求各種農(nóng)業(yè)機械。大白菜作為我國人們的主要蔬菜之一，它的種植到收獲也必將 走向機械化。所以大白菜收獲機械的發(fā)展?jié)摿€是很大的。 1 秦同瞬、楊承新主編.物流機械技術.人民交通出版社,2001 2 運輸機械設計選用手冊編輯委員會.運輸機械設計選用手冊.北京：化學工業(yè)出版社， 2005 3 譚建榮、張樹有、陸國棟、施岳定編.圖學基礎教程.高等教育出版社。1999 大白菜收獲機的設計 - 17 - 參 考 文 獻 4 楊明忠、朱家誠.機械設計.武漢理工大學出版社。2001 5 中國農(nóng)業(yè)機械化科學研究院編.農(nóng)業(yè)機械設計手冊.機械工業(yè)出版社。1974 6 陳于平、周兆元編.互換性與測量技術基礎.機械工業(yè)出版社。2006 7 劉鴻文編.材料力學.高等教育出版社。2004 8 于永泗、齊民編.工程材料.大連理工大學出版社。2001 9 曾志新、呂明編.機械制造技術基礎.武漢理工大學出版社。2007 大白菜收獲機的設計 - 18 - 致 謝 這次畢業(yè)設計是在肖麗萍老師的精心指導下完成的，在整個學習和做論文的過程 中，肖老師對我們悉心指導和嚴格要求，為我們創(chuàng)造了良好的學習氛圍；她嚴謹?shù)闹?學態(tài)度、高尚的敬業(yè)精神和淵博的學識，給我留下了深刻的印象，對我產(chǎn)生了巨大的 影響，使我不僅掌握了更多的理論知識，而且在分析問題、解決問題的能力上有了很 大的提高。 最后，我要感謝我的父母，是他們給了我上大學的機會，給了我生活的信心和挑 戰(zhàn)困難的勇氣；我還要感謝大學的所有老師，是他們無私地教導我，使我掌握了機制 專業(yè)的基礎知識，為這次的畢業(yè)設計和我以后的工作奠定了基礎。感謝他們多年的關 心、支持和鼓勵！謝謝！ 蔣鵬飛 2009年5月 2009年第5期 農(nóng)機化 國外農(nóng)機：一 約翰迪爾7760自走式可打包棉花收獲機 約翰迪爾7760自走式可打包棉花收獲機是由 美國迪爾公司于2007年推出的世界上最先進的新 一代自走式摘棉機，由一臺摘棉機和一臺機載的圓 形棉花打包機組成。它的誕生體現(xiàn)了迪爾公司在棉 花收獲機械技術上的世界領先地位，實現(xiàn)了機械收 獲棉花的一次革命，即田問采棉和機載打包一次完 成，實現(xiàn)連續(xù)不問斷的田間采棉作業(yè)。該機具有的 主要特點： 1 進行連續(xù)不停頓的田間采摘收獲作業(yè) 7760棉花收獲機柴油箱容積1 136 L，摘錠清 洗液箱容積1 363 L，采棉頭潤滑脂箱容積303 L。 每天加注一次液體可以在田間連續(xù)采棉作業(yè)12 h 以上。 據(jù)美國農(nóng)場主經(jīng)過2008年棉花采摘季節(jié)的實 踐，與傳統(tǒng)的棉箱式摘棉機相比，相同作業(yè)面積時， 7760棉花收獲機在采摘作業(yè)時間上平均可以節(jié)約 20-30，大幅度提高了棉花采摘效率。當用時間 作為衡量棉花采摘作業(yè)的要素時，這種效率的提高 無異是幫助摘棉機用戶節(jié)約了費用。 2 節(jié)約了田間采摘作業(yè)時需要的人力和相 關配套的設備 在采摘作業(yè)中，該機只需要把機載的圓形棉花 打包機彈出的棉花包放置在機器后面的一個可升降 的托架上，繼續(xù)進行采摘作業(yè)。等該機到地邊時，直 接把棉包卸載到地面上。僅需要配備一個拖拉機后 置式的棉包叉車和一輛棉包運輸車。減少了傳統(tǒng)的 棉箱式摘棉機作業(yè)時必須配套的運棉車、牽引運棉 車的拖拉機或傳統(tǒng)的方形棉花打垛機等設備，農(nóng)場 棉機一樣的摘錠清洗功能，確保了最大的收獲效率。 7 底盤 5 棉花輸送系統(tǒng) 該機使用了在約翰迪爾自走式摘棉機上驗證多 年的JETAIRTROL棉花輸送系統(tǒng)，確保收獲更干 凈的籽棉。 棉花輸送系統(tǒng)由一個風機和兩個輸棉管組成， 每個采棉頭都有一個單獨的通向棉箱的輸棉管。即 使在最小動力輸出時，該系統(tǒng)也能夠提供出色的籽 棉輸送效率。此外，該系統(tǒng)使采摘頭被阻塞的可能 性降為最低。棉花輸送系統(tǒng)由牽引拖拉機的后動力 輸出軸提供動力。 6 棉箱 棉箱容積l3 m3，最大籽棉裝載量約1 000 kg。 棉箱的升起和下降通過在拖拉機駕駛室內(nèi)操作液壓 輸出閥手柄完成的。 棉箱系統(tǒng)包含一個手動接合的棉箱油缸鎖。當 棉箱在升起并鎖定的情況下，這個裝置保證了可以 安全地完成各項維修保養(yǎng)工作。 棉箱后部有一個梯子，棉箱上有安全扶手，為清 理棉箱頂部提供了便利。 該機在牽引拖拉機和摘棉機之間，實現(xiàn)了可轉(zhuǎn) 向的聯(lián)結(jié)。該裝置允許駕駛員在拖拉機駕駛室進行 道路運輸狀態(tài)(正牽引模式)和田間采摘作業(yè)(右置 側(cè)牽引模式)兩種模式下的牽引狀態(tài)轉(zhuǎn)換操作。此 外，該裝置還可以減小轉(zhuǎn)彎半徑。 在道路行走時，使用道路運輸牽引模式。這種牽 引模式也被用來在棉田首次采摘開路時使用。當棉 田采摘通路被打開后，將牽引方式轉(zhuǎn)換成田間采摘 作業(yè)模式，使兩個采摘頭始終在拖拉機的右側(cè)工作。 該機與牽引拖拉機之間的懸掛連接和分離非常 方便快捷。在從牽引拖拉機上分離摘棉機時，駕駛員 先放下停車支架，卸掉動力輸出軸，從液壓輸出閥上 拔出液壓管，從拖拉機后部斷開電線插頭和斷開拖 拉機牽引桿。三個人在1 min之內(nèi)就可以完成懸掛 連接或分離。 約翰迪爾7260牽引式摘棉機在中亞地區(qū)、中國 已經(jīng)連續(xù)數(shù)年進行了田間棉花采摘作業(yè)。實踐 證明，該機完全適合在中小規(guī)模棉花種植規(guī)模下對 棉花機械化收獲的需求。 (約翰迪爾中國市場部) 61 國外農(nóng)機 農(nóng)機化 2009年第5期 主明顯減少了在棉花采摘季節(jié)需要雇用的輔助勞動 力人數(shù)，也減少了在田間需要搬運棉花方形打垛機 的麻煩。 當7760棉花收獲機需要從一塊棉田轉(zhuǎn)移到另 一塊棉田時，可以在1 min之內(nèi)從采摘模式轉(zhuǎn)換到 運輸模式，允許駕駛員非常輕松地以27 kmh的速 度在道路上行駛。 不論是摘棉機在田間采摘棉花，還是從一塊棉 田轉(zhuǎn)移到另一塊棉田，7760棉花收獲機都把棉花機 械化收獲提高到了一個新的水平，創(chuàng)造了一種簡單 高效的棉花機械化收獲方式。 3 動力強勁，能夠保證在各種條件下棉田 的采摘作業(yè) 約翰迪爾7760自走式可打包棉花收獲機配備 了約翰迪爾POWERTECH PLu 排氣量135 L、 額定功率370 kW、符合TIER III排放標準的柴油發(fā) 動機。ProDrive 自動換檔的變速箱，允許駕駛員在 行進時實現(xiàn)平穩(wěn)變速。一檔采摘速度可達68 kmh， 道路運輸速度可達274 kmh。靜液壓四輪驅(qū)動，保 證強大、高效的驅(qū)動能力。適應各種條件下棉田的 采摘作業(yè)，甚至能夠在泥濘和有積水的棉田中進行 采摘作業(yè)。 2008年，美國路易斯安那州颶風災害發(fā)生后， 當其它型號自走式摘棉機都無法在有積水的棉田中 繼續(xù)采摘作業(yè)時，只有約翰迪爾7760自走式可打包 棉花收獲機能夠在泥濘的棉田繼續(xù)進行采摘作業(yè)。 4 適應全天候條件下的采摘作業(yè) 約翰迪爾7760自走式可打包棉花收獲機的機 載圓形打包機把圓形棉包包裹三層，棉包最大直徑 可達229 m(直徑可調(diào)范圍091229 113)，寬度2。43 m，每包籽棉重量2 039-2 265 kg。與傳統(tǒng)的方形棉 花垛相比，網(wǎng)形棉包改善了雨天的防水性能，具有 抗風、運輸過程中不易破損等特點，圓形棉包的高強 度打包膜從田間到軋花廠的過程中，很好地保護了 棉花纖維和棉花種子。 圓形棉包與地面接觸面積小，對存放場地沒有 特殊要求，不需要專門的運輸車輛。具有拉運方便、 在田問和軋花廠存放方便的特點。圓形棉花包被全 部包裹，減少了在田問和軋花廠存放場地上的籽棉 損失。 62 5 有利于軋花廠的加工 在棉花的收獲和加工季節(jié)，對軋花廠來說，籽棉 的運輸和存放是非常困難的。圓形棉包具有形狀大 小一致，內(nèi)部濕度恒定和密度均勻，運輸和存放靈活 方便的特點。 使用7760棉花收獲機收獲的棉花，給軋花廠拉 運籽棉尤其是在雨天拉運籽棉帶來了極大的便利。 運輸圓形棉花包時，首先使用拖拉機后置式叉 車在田間將棉花包分段運輸，再使用標準的方形棉 花垛運輸卡車或平板卡車將圓形棉花包運走。一輛 標準的方形棉花垛運輸卡車每次可以裝運四個圓形 棉花包，長1464 in的平板卡車一次可以裝載6個 圓形棉花包，1617 m的平板卡車一次可以裝載7 個圓形棉花包。 圓形棉花包被全部包裹，從田間到軋花廠包中 的籽棉幾乎不損失。在加工圓形棉花包時，由于圓形 棉花包不會在場地上散落棉花，軋花廠也不需要專 門派人來清理。而傳統(tǒng)的方形棉花垛堆放在軋花廠 場地上會吸收地上的水分并容易受雨水的侵蝕，在 喂人軋花加工線前，需要烘干處理、把臟棉花人工分 撿出來。而全包裹的圓形棉花包從田間到軋花廠的 場院、軋花加工線一直能保持籽棉的干燥。 圓形棉花包中的含水量恒定在大約85，因此 棉花烘干需求的爐溫低、時間短，所以軋花加工線每 小時大約平均可以增加7包的喂入量。此外，由于圓 形棉花包里的籽棉靜電減少了，所以在軋花加工線 上喂入來自圓形棉花包中的籽棉時，要比喂人方形 棉花垛中的籽棉更容易了。據(jù)美國德克薩斯州的一 個軋花廠測算，在2008年秋季發(fā)生颶風期間，他們 在雨天加工圓形的棉花包時，節(jié)省了40的用于烘 干籽棉的燃料。另外，圓形棉花包的包裝膜完全可以 回收再利用，也成為了軋花廠的一筆額外收人。 經(jīng)過美國2008年棉花收獲季節(jié)的實踐，約翰迪 爾7760自走式可打包棉花收獲機得到了棉花農(nóng)場 主和軋花廠的普遍好評。該機不僅實現(xiàn)了田間連續(xù) 不停頓的采摘作業(yè)，使農(nóng)場主提高了棉花收獲的采 摘效率。而且，緊湊的圓形棉花包幫助軋花廠減少了 籽棉的損失和棉花等級的降低，也為軋花廠提供了 籽棉拉運和存放的靈活性和方便性，并提高了軋花 加工線的加工效率。 (約翰迪爾中國市場部) 2950 Niles Road, StJosepli _ 49085-9659, USA 269.429-0300 fax 26S.4293SS2 hc|#asabe.org www.asabe.org An ASABE Meeting Presentation Paper Number: 084469 7760 Cotton Picker Jason D. Wattonville John Deere Des Moines Works, Ankeny, Iowa, USA Written for presentation at the 2008 ASABE Annual International Meeting Sponsored by ASABE Rhode Island Convention Center Providence, Rhode Island June 29 - July 2，2008 Abstract. The John Deere 7760 Cotton Picker, with on-board module building technology, offers customers the next revolution to cotton harvesting machinery. The 7760 breaks through the productivity barrier by way of virtual non-stop harvest. The 7760 can harvest non-stop or continuously pick while forming, wrapping, ejecting and carrying a round module. Building round modules on-board the machine eliminates most field support equipment and the additional labor and costs associated with it. Wrapping the round modules in waterproof plastic wrap provides better protection to preserve cotton fiber and cotton seed quality while containing the cotton in the module so minimal cotton is lost during handling and transport. Some other key features of the 7760 include a Tier III emissions compliant 13.5L engine (500 hp), Pro Drive? powershift transmission, CAN BUS electronics, updated operator station, and improved serviceability and diagnostics. Keywords. Agricultural Equipment, Cotton, Cotton Harvesters, Farm Machinery, Harvesting Machinery The authors are solely responsible for the content of this technical presentation. The technical presentation does not necessarily reflect the official position of the American Society of Agricultural and Biological Engineers (ASABE), and its printing and distribution does not constitute an endorsement of views which may be expressed. Technical presentations are not subject to the formal peer review process by ASABE editorial committees; therefore, they are not to be presented as refereed publications. Citation of this work should state that it is ftorn an ASABE meeting paper. EXAMPLE: Author's Last Name, Initials. 2008. Title of Presentation. ASABE Paper No. 08-—. St. Joseph, Mich.: ASABE. For information about securing permission to reprint or reproduce a technical presentation, please contact ASABE at iutter@asabe.org or 269-429-0300 (2950 Niles Road, St. Joseph, Ml 49085-9659 USA). 7760 Cotton Picker Introduction Feedback from a worldwide customer base, representing all segments of the cotton industry, expressed the need to enhance and improve the entire cotton production chain — a chain that includes harvesting, handling, transporting and ginning seed cotton. The overall customer request was to "help us- reduce our labor, reduce our assets, increase our flexibility and help us preserve fiber quality." To provide a solution of increased efficiency and profitability, we needed a systematic paradigm shift (see Figure 1) which involved 3 groups of constituents: farmers, transporters and ginners. Input from those constituents helped define the requirements for a new generation cotton harvester, the John Deere 7760 Cotton Picker. Equipped with built-in module-building technology, the 7760 is a revolutionary cotton-harvesting machine which streamlines the stages of cotton production, from the initial picking of the plant to the completion of the lint bale. Figure 1, 7760 Harvesting System Approach  project Description FigCire 2. Current Basket Picker Harvesting Process Typically, every 6 row cotton picker requires four pieces of support equipment along with labor to operate that equipment (see Figure 2). The labor, cost and management challenges associated with supporting cotton harvest is one of the primary drivers and inspiration for the 7760 and producing round modules on-board the harvester. Development of producing modules on-board cotton pickers began as far back at the 80’s. John Deere began experimenting with various packaging techniques to determine optimum size and shape for building cotton modules on-board the cotton harvester. Since the industry had standardized on conventional modules, early experiments involved partitioning a conventional module builder to evaluate partial size modules. The major issues to be addressed with this concept were: 1) the lack of module integrity; 2) the low package (module) density; 3) the requirement of the vehicle to stop for module unloading. These issues would have contributed to higher transportation costs, lower ginning efficiency and unimproved or reduced harvesting productivity. Additionally, the smaller “mini” modules did not offer improvements in handling, transportation or improvements to fiber preservation. Since these issues resulted in not meeting the requirements that our customers were asking for, the focus was turned to an alternate package type, the round module (bale). The first advantage we saw in the round shape was that it sheds water naturally and lends itself to being covered automatically. A waterproof protective covering completely around the circumference of the round module helps preserve the fiber and reduce seed cotton losses incurred by handling and/or transportation. Additionally, the round module enables the 7760 to harvest non-stop resulting in a dramatic machine productivity increase of 20% or more. The 7760 eliminates the time spent unloading, waiting for boll buggies, or driving back and forth to a module builder as round modules can be wrapped, ejected, carried and dropped at the turn row without ever needing to stop themachine. The non-stop harvesting function of the 7760 Picker trims approximately five days off of the typical four-week harvest. The vision for this program is as follows: ? Reduce labor requirements ? Improve asset utilization ? Increase productivity ? Lower harvesting costs ? Preserve cotton fiber and reduce losses ? Increase handling and transportation option The performance requirements for this vehicle are outlined in Table 1. In many cases, our requirements were based against the current 9996 cotton picker since it has and continues to be the market leader in the 6 row class of cotton pickers. Table 1: 7760 Performance Requirements Model 7760 Productivity increase over 9996 20% Ability to non-stop harvest (up to 4 bale/acre yields at 4.2 mph) Yes Fluid capacity 12 hrs Continuous Improved shift-ability Yes Locked wheel during powered brake turn Yes Field transport height Equivalent to 9996 Shipping height Equivalent to 9996 Flotation Equal or greater than 9996 Tractive efficiency Equal or greater than 9996 Tractive effort Equal or greater than 9996 Standard front dual drive tires Yes Option single front drive tires No Improved maneuverability over 9996 Yes Tier III emissions compliant ? Yes  Accumulator Round Module Builder j Wrap Mechanism Figure 3. Machine Cut-Away Theory of Operation 'i he following section describes the theory of operation of the round module building process on-board the 7760. Please refer to Figure 3 in this section. Accumulator Accumulator technology and monitoring provides an 8.5 mA3 (300 ftA3) chamber or buffer that temporarily stores 1000-1200 lb seed cotton during the wrap and eject process. This buffer is what allows the machine to harvest non-stop. The accumulator working in conjunction with a double reverse flighted auger ensures an even and uniform flow of cotton is delivered to the round module builder resulting in consistent cylindrical formed round modules in all conditions. Mounted to the top of the accumulator is the lid extension and hood. It contains perforated screens and fingergrates that provide a means to separate trash from the cotton and also provides self-raising and lowering of the ducts. Sensors monitor the level of cotton within the accumulator to start and stop the feeding process f「om the accumulator into the round module builder. Feed rolls convey cotton from the accumulator to the feeder belt. The feed roll metering system is patented technology. Feeder Cotton received from the accumulator feed rolls is transported via a rubber belt and compressed between this belt and a laydown roller resulting in a uniform ribbon (or mat) of cotton presented to the entrance or throat of the round module builder. The feeder is also patented technology developed jointly between John Deere and PA Consulting. Round Module Builder The round module builder has the capability to automatically build, wrap, eject (on demand), and drop uniform and consistent modules without stopping the machine. The round module builder is powered by an electronic controlled hydrostatic system that operates in conjunction with the feeder system. The round modules can be variable in size up to the target diameter of 2439 mm (90，’）and a width of 2388mm (94，，）and will weigh approximately 5000 lbs depending on moisture content of the cotton. This size of module will allow unloading on one end of the field in all but extreme operating conditions (high yields and long rows). Portioned Wrap & Wrap System The round module covering consists of an industry first portioned wrap (eliminates a cutting mechanism) made of a non-contaminating LLDPE material. LLDPE, is the same material used for lint bale covers today and is recyclable. The wrap will provide package integrity, puncture resistance, and full surface coverage with an edge-wrap feature (CoverEdge?) to provide weather resistant protection for the seed cotton package. Wrap will be provided in rolls that weigh 100 kg (220 lbs) and contain 22 portions. The wrap mechanism will have the capability to separate the portioned wrap as it is applied to the round module during the wrapping process. Fully loaded, the machine can carry 110 wraps (five rolls). One roll is positioned in the wrap mechanism with four .additional rolls in the magazine. This provides more than enough wraps to complete a 12 hour harvest day. Handler The handler carries a round module to the desired field staging location. It also provides a means to lower the round module builder down to an acceptable shipping and field transport height. The rear gate of the round module builder rests in slots located on the handler which guides the builder into this configuration. Figure 4 shows the machine in field transport configuration. Figure 4. Field transport position ltAuto" Mode Module Building "Auto" mode enables the machine via electronics, hydraulics, software and sensors to automatically control the building of each round module. “Auto” mode is engaged by pushing one button on the hydro handle alleviating the complexity of module making. During the automated round module building process, the comerpost and armrest displays provide clear and concise feedback to the operator indicating exactly where the machine is at in executing the process. The round module builder or baler does not run continuous, but rather cycles on and off as needed. The cycle is controlled by 2 sets of infrared through-beam sensors. The upper sensors sense when the accumulator is full, initiating the module building cycle to start. The cycle continues until the lower set of sensors are activated stopping the cycle. This repeats itself until the round module reaches its maximum diameter of 90，，. When it reaches 90”，the cotton flowing from the accumulator is stopped and the wrap cycle is automatically initiated wrapping the round module. After the round module is wrapped, the operator interface asks the operator to eject. Confirmation is required to eject the round module out onto the handler. Cotton continues to pour into the accumulator during the wrap and eject cycle. After the round module has been ejected and the gate closes, the system is ready to repeat itself. Key Features Non-Stop Harvest “Auto" mode, described in the previous section, enables the machine to automatically control the building of each round module allowing the picker to harvest continuously while forming, wrapping, ejecting and unloading round modules from the machine. Eliminating stops, for any reason, keeps the picker harvesting cotton. Operator Station The 7760 features a newly designed cab for a much improved operator's environment. New operator interfaces have been added that include a CommandCenter display mounted to the revised and updated armrest (see Figures 5 and 6). The cab layout has been revised to provide for an LCD based Cornerpost Display, updated armrest control locations, Harvest Doc Cotton ready, and overhead console revisions. With the addition of the CommandCenter display, information such as internal alarms, diagnostic trouble codes, diagnostic addresses, calibrations, mode management setup screens, set point adjust, and text displayed messages are available to the operator. The addition of the LCD based Cornerpost Display Unit provides for a dedicated round module builder display (see Figure 6), as well as a display for general harvest monitoring. Harvest warning indicators have been added for complete operator warning annunciation. Figure 5. The all-new CommandCenter display and CommandTouch console ■jepijnq a|npoiu punoj pjeoq-uo am oj |o」iuoo o!6o| 6u!p!AOJd Aq e|q!ssod BujiseAjeq dojs-uou se>iBLU Lp!i|M BunseAjeii epoiu ?。雨? 6u!p!Aaid joj euoq>|oeq s! ainpsijipje Sim S0SS9UJB4 6uu|m jo uo!pnp9J pue sAe|ej uo,!oi!|a ai|i ‘sesn“o jeqiunu am eonpej SJ01U9O j0Mod 9兩s-p!|0s Lji!M uo!!ounfuo3 u! pesn 'sjeea uiiop Xq pedo|ey\ep |sjs||ojituoo ,xoq xey, uo peseq s! ajeMpjei] ei|i sejijiiqedBO o!isou6e!p p9A0」duj! 9|q!jediuo3 JosjApy 90|AJ9S s! pue s|ooo!ojd NVO pjepue^s Aflsnpu! luejjno uo psseq s! ainp列ipje |eo!jp9|9 ei|j_ so!uono&i3 paseg ' Ae[ds;p jsodjaujoo _9 3jn6|j Electronic Unit Synchronization Currently, picking unit synchronization to ground speed is done via a mechanical link between the ground drive and unit drive hydrostatic pumps. Each machine requires adjustment as part of the manufacturing process. The 7760 program has developed the electronic unit speed synchronization system. This technology eliminates the synchronization adjustment in manufacturing and delivers synchronized unit speed at picking speeds up to 4.2 mph. The improved range of synchronization improves the picking efficiency of the machine. System calibrations provide for precise and accurate control of the picking unit speeds for the entire harvest range. ProDrive? Automatic Shift Transmission The 7760 also has a new electronic controlled 2-speed powershift transmission with automatic shifting and independent hydraulic wet disc brake design with an integrated spring applied, hydraulic released park brake. Increased tractive effort and higher loads will be carried through a high capacity four pinion differential with hydraulically actuated differential lock to more effectively and reliably transfer the power to the ground in adverse as well as normal conditions. Electronic Controlled Variable Speed Hydrostatic Ground Drive ProDrive? Automatic-ShiftTransmission (AST) ? Picking Mode 6.8 kph (4.2 mph) ? Scrapping Mode 8.1 kph (5.0 mph) ? Field Transport Mode 14.5 kph (9.0 mph) ? Road Transport Mode 27.4 kph (17.0 mph) Power Module The heart within the power module is a tier III emission certified 13.5L John Deere PowerTechPlus? engine rated at 373 kW (500 HP) @ 2100 RPM. Coupled to this powerplant is a direct drive pump drive gearbox which provides efficient transfer of power to the hydrostatic, hydraulic systems and cotton fans. Walk-under Mainframe The new mainframe design allows walk-under clearance into the power-module area to improve access into the engine compartment for daily service and maintenance. Air System In order to meet the increased cotton conveying demands due to increasing ground speed to 4.2 mph, twin high efficiency fans deliver improved air flow rates and consume less power. Mechanical Rear Drive Axle The on-board cotton handling/moduling system added nearly 20,000 lbs of weight to the rear axle compared to our current 9996 cotton harvester. A new rear axle and tire size (see Figure 7) were developed to address higher vehicle weights (without increasing ground compaction), increased tractive effort requirements and increased maneuverability requirements. Figure 7. Mechanical rear axle By converting to larger radial constructed rear tires, ground compaction under the rear tires remains comparable to the 9996. The static loaded rolling radius increased 30% over the 9996. The new rear axle is powered 100% of the time by an electronically controlled hydrostatic system. This system works in conjunction with the front axle hydrostatic system to provide increased rim pull while maintaining current transport speed. This translates into a machine that is better at climbing hills and is less prone to getting stuck in muddy conditions. Improvements to turning radius over the 9996 cotton picker, in light of a 20% increase in vehicle wheelbase, are possible due to a 55-degree steer angle, a 34% increase in steer angle over the 9996. This results in improved vehicle maneuverability over the 9996 by actually reducing the vehicle turning radius by over 36%. This reduction allows the machine to turn back on the adjacent unpicked rows without requiring the use of power hydraulic brakes or making a three point turn, resulting in less structural stress, less power, and less time to make the turn. Spec Comparison Rear axle weight comparisons 9996= 18,000 lbs 7760 = 38,000 lbs 111% increase in rear axle weight Tread setting options Same for both a 9996 and 7760 - 30,32,36,38 & 40 in Oscillation comparison 9996 = 8.3 deg 7760 = 9.0 deg 8.4% increase oscillation angle Wheel base comparison 9996= 141" (3.58m) 7760 = 170" (4.32m) 20.6% increase in wheel base Steer angle comparison 9996 = 41 deg 7760 = 55 deg 34.1 % increase in steer angle Turning radius comparison (6 row heads require tighter turning radius to turn back on adjacent 6 rows) 9996 = 236” (5.99m) 7760 = 150”（3.81m) 36.4% reduction in turning radius Ground compaction Within 2-3 psi of 9996 Round Module Handling Figure 9. Round Module Handler CM1100 Figure 8. Staging Round Modules It was already mentioned that the round shape sheds water and the plastic wrap protects the fiber. Some other notable advantages of the round modules include water protection and reduced waste during moving. Notice how the cover-edge on the round module keeps the water away from the fiber (see Figure 10) when exposed to ponding rainfall. And when the round modules are moved, there’s typically less waste as well. Typical waste or cotton left behind in the field and gin yard when moving conventional modules (see Figure 11). Once the cotton is harvested, the round modules are easily staged for conventional module truck pick-up (see Figure 8), moved to high ground if necessary, or loaded for transport. The Frontier Round Module Handler CM 1100，coupled to an 8000 series John Deere tractor, provides an effective solution to move, stage or load round modules (see Figure 9) and also provides the flexibility to do these operations when convenient and when circumstances and manpower allow. 11 Table 2: Machine Specifications Figure 10. Round Modules in Standing Water Figure 11. Waste from Conventional Modules Module Transporting The round modules provide additional flexibility for transporting seed cotton to the gin as either a traditional module truck (see Figure 12), with the chain bed modified slightly, or a standard flatbed trailer can be used (see Figure 13). Figure 12. Conventional Module Truck Figure 13. Flatbed Trailers Ginning We’ve invested a tremendous amount of engineering time and energy to make sure that the round modules are uniform. Uniform in size, density and moisture. This uniformity has proven to be very beneficial to the ginning process. Ginning experts that hav