酿酒葡萄振动分离试验研究

随着新疆酿酒葡萄种植面积的不断扩大,人工收获存在的劳动强度大、效率低等问题日益突出,已成为制约酿酒葡萄产业健康快速发展的重要方面。为此,在自制的振动分离率测定装置上,以电机转速、偏心距离及摇杆长度作为影响因素,分离率为性能指标,确立了试验方案并进行了振动分离试验,分析了影响振动采收效果的主要因素,确定了各参数最优组合。试验结果表明:影响酿酒葡萄分离率的主次顺序为偏心距离、摇杆长度和电机转速,最优参数组合为偏心距离75mm、摇杆长度320mm、转速245r/min。试验结果为设计基于葡萄藤蔓振动的酿酒葡萄振动分离装置提供了理论依据。     

末端驱动式酿酒葡萄分离机构的设计及分析

为实现酿酒葡萄采收机械化,提出了新疆酿酒葡萄种植特点的振动分离机构设计要求。为此,设计了肋条末端驱动式酿酒葡萄振动分离机构,并阐述了该机构的结构及工作原理。利用ADAMS仿真软件对振动分离机构运动过程进行了仿真,获得振动分离机构运动的速度、加速度、位移的变化规律,验证表明机构设计合理。     

酿酒葡萄振动脱落机构运动分析及研究平台设计

为提高酿酒葡萄采收效率、降低采收成本,设计了酿酒葡萄果实振动脱落机构,并对该机构进行了运动分析,得出了驱动部分角位移表达式及工作部分肋条末端有效振幅的表达式。利用ADAMS参数化宏命令及二次开发功能搭建了该机构虚拟样机研究平台,并赋予各参数值进行了虚拟仿真分析同理论计算分析对比,曲柄旋转1圈摇杆偏离初始位置的角位移、肋条末端有效振幅的理论分析结果与虚拟样机研究平台仿真结果吻合,验证了脱落机构理论分析的正确性和虚拟样机研究平台的可行性。     

酿酒葡萄修剪装置的设计

酿酒葡萄修剪作业直接影响酿酒葡萄的产量和品质。为此,针对新疆酿酒葡萄人工修剪劳动强度大、效率低、费用高等问题,结合新疆酿酒葡萄的种植模式和修剪要求,设计了一种酿酒葡萄修剪装置。介绍了修剪装置的整机结构和工作原理,并对旋转刀刀盘进行了运动分析,理论分析表明:当拖拉机前进速度为6km/h、旋转刀刀盘半径为200mm、刀片长度为20mm、刀片数量为4及旋转刀刀盘转速为2 000r/min时,该修剪装置可以满足酿酒葡萄的修剪要求。同时,通过AMESim液压仿真软件对修剪装置液压系统进行仿真分析,验证了修剪装置液压系统的可行性。     

花椒采收机设计与试验

为解决花椒收获过程中的摘净率低、损伤率高的问题,在现有结构基础上,基于梳刷摘果原理对采摘装置、传动装置等零部件进行设计和分析,确定了影响花椒采收机采摘效果的因素。利用ADAMS软件,以采摘装置梳刷滚筒转速、梳刷滚筒与喂入口间距、两梳刷滚筒间距为影响因素,以花椒果实未损伤摘净率为检测目标,进行响应面仿真分析试验。结果表明：梳刷滚筒转速对花椒果实未损伤摘净率影响极其显著,梳刷滚筒与喂入口间距、两梳刷滚筒间距影响比较显著。最优参数下,即梳刷滚筒转速531r/min、两梳刷滚筒间距70.6mm、梳刷滚筒与喂入口间距46.7mm时,花椒果实未损伤摘净率为96.6%。研究结果可为后续花椒采收机的研究提供参考。     

振动式大葱分苗装置设计与试验

为了解决大葱秧苗移栽机需人工分苗的问题设计了一种振动式大葱分苗装置,原理是利用斜抛运动的原理,通过曲柄摇杆机构施加一个振动,将堆叠的大葱秧苗分离开来。首先,分析大葱秧苗状态和运动,确定了锯齿板高为10.6mm、长为21.2mm,曲柄半径为13.4mm;其次,对大葱秧苗进行运动仿真,得到不同因素对分苗效果的影响范围;最后,以分苗率为评价指标,以电机转速、摇杆长度、单次投苗数量为试验因素进行三因素三水平的正交试验,确定较优的参数组合。用Design-Expert软件分析得到：在连杆长度为373.943mm、单次投苗数量为15棵、电机转速为368.027r/min时,分苗率达到最佳为78.20%,满足工作要求。     

振动式石榴脱粒装置参数优化及试验

针对石榴脱粒机器脱净率低、破损率高等问题,设计了一种振动式石榴脱粒装置。首先,阐述装置的整体结构和工作原理,根据理论分析及前期试验确定以曲柄长度X1、曲柄转速X2及振动盘转速X3为试验因素,将石榴脱净率Y1和破损率Y2作为目标响应值;然后,通过Design-expert软件对目标响应值进行数据分析,得到影响石榴脱净率Y1的显著顺序为曲柄转速X2>振动盘转速X3>曲柄长度X1,影响破损率Y2的显著顺序为曲柄转速X2>曲柄长度X1>振动盘转速X3。试验验证结果表明:当曲柄长度X1为57mm、曲柄转速X2为139r/min、振动盘转速X3为29r/min时,石榴脱净率Y1为95.58%,破损率Y2为2.38%,试验值与优化结果的相对误差分别为1.37%、3.03%,均小于5%。     

纵轴流联合收获机双层异向清选装置设计与试验

针对传统纵轴流联合收获机清选系统单层筛架在作业过程中存在大喂入量下损失率和含杂率高等问题,设计了一种结构紧凑、清选能力强、清选效果好的双层振动清选装置,提出了双层异向独立振动的玉米籽粒清选方式,分析确定了筛面和物料的运动规律、清选筛和双风道的结构参数以及传动机构的运动参数。以籽粒含杂率、籽粒损失率和分布比例为评价指标,对曲柄转速进行单因素试验,确定最佳工作参数为上曲柄转速220r/min、下曲柄转速190r/min;选取上筛曲柄长度和下筛曲柄长度为试验因素,进行了两因素三水平正交试验,确定较优组合为：上、下筛曲柄长度分别为50mm与40mm。在较优水平组合下,以8kg/s的喂入量进行验证试验,试验结果表明籽粒损失率为0.45%,籽粒含杂率为0.76%,籽粒分布比例为1.92%,清选效果较好,能满足清选性能要求。     

油莎豆收获筛分机构运动学分析与试验

针对油莎豆收获人工收获难度大、收获效率低、损失率高等问题,提出先脱粒后分离的收获方式,设计一种油莎豆收获筛分装置,该装置主要由脱粒系统和振动筛分系统等组成。采用矩阵法对振动筛分机构进行运动学理论分析,运用ADAMS软件对该机构进行仿真,得到筛面各点的位移、速度、加速度曲线图,分析各点的运动变化规律,找到影响筛面运动的关键因素。以曲柄转速、筛面倾角、振幅为试验因素,以筛分效率和损失率为试验指标,运用Design-Expert软件进行分析。结果表明:曲柄转速为236.51 rad/min、筛面倾角为6.7°、振幅为3.98 mm时,筛分效率为96.56%,损失率为1.83%,满足油莎豆收获机的设计要求。     

酿酒葡萄激振机构驱动结构的设计与分析

利用RSSR空间四杆机构动态性能好、能产生理想复杂空间运动轨迹及结构紧凑等优点,针对酿酒葡萄采收,设计了一种基于RSSR空间四杆偏心激振机构的驱动结构,该机构为一对曲柄呈180°、其余杆件对称布置的并联设计。对空间RSSR四杆机构进行了运动分析,获得了输出摆动角位移方程,基于Adams建立了并联RSSR空间四杆机构的运动学模型,并通过仿真分析得到运动的变化规律。RSSR空间四杆机构的参数与设计结果满足振动采收机构的运动要求,为酿酒葡萄收获机的研发奠定了基础。     

芦苇收割机拨齿机构仿真设计

拨齿及传动装置是芦苇收割机中的关键部件。如何进行有效收割是芦苇收获的关键问题,而有效收割的关键是拨齿轨迹规划。通过对芦苇收割机的拨齿及运动机构进行研究,选择有急回特性的曲柄连杆机构来实现拨齿的弧形运动轨迹。依据收割需求,依据理论关系式计算出机构曲柄长度250 mm、摇杆长度330 mm、连杆长度690 mm和机架长度650 mm。然后,确定曲柄连杆机构驱动装置,考虑左右拨齿的曲柄转向相反、转速相同,且两曲柄始终保持180°角度差的联动要求,确定以相同尺寸链轮的链传动和相同尺寸齿轮的一级齿轮传动相互配合来实现该联动,根据需求,确定链和齿轮的关键尺寸。依据曲柄连杆、拨齿,以及链轮和齿轮尺寸,用Pro/E软件进行各零件绘制并进行装配,从而对设计机构进行运动仿真。通过参数调整,实现拨齿在连杆上的位置偏置75°时,有不错的收获效果,验证了设计的拨齿机构运动轨迹满足设计要求。该设计和仿真思路可对相关收获机的设计有一定的参考价值。      

纵轴流玉米脱粒分离装置设计与试验

针对黄淮海地区籽粒直收时籽粒损伤严重及未脱净率高的问题,结合现有的玉米脱离分离装置的特点,设计了一种纵轴流式变径变间距玉米锥形脱粒滚筒,以及利用可调节双头拉杆调节工作倾角的脱粒分离装置倾角调节装置.设计了脱粒元件在锥形滚筒的安装位置及排列方式,分析了脱粒元件与籽粒接触的脱粒动力学过程,并查阅相关文献确定了脱粒装置关键参...     

蔬菜自动移栽机对置秧盘交替自动取投苗机构研究

针对现有蔬菜自动移栽机茎秆夹持式和钵体顶出式取苗方式的缺点,基于顶出-夹取结合式取苗方式,设计了一种适用于对称布置可弯曲秧盘的交替式取投苗机构。阐述了该机构工作原理、关键点运动轨迹和结构组成。分析了关键因素对秧苗夹持点运动轨迹的影响方式并优选了取值：驱动曲柄转速10r/min,取投苗摇杆长度为 309mm,驱动气缸伸出速度25mm/s,0.8s内完成拔苗,伸出时刻为提前0.4s。该参数组合下秧苗夹持点在拔苗阶段最大横向位移9.6mm,累计横向位移0mm,理论提升高度44mm,满足取投苗作业理论要求。以苗龄45d的辣椒秧苗为作业对象,进行了栽植频率70~120株/(min·行)的取投苗性能试验,试验结果表明,该交替取投苗机构在栽植频率100株/(min·行)时可实现取苗成功率93%,投苗成功率95%,总体成功率88%,满足取投苗作业要求,验证了该取投苗机构的可行性。     

4QM-4.0型麻类青饲料联合收获机割台结构设计与试验

针对现有牧草收割机收割饲用苎麻作物时，割台输料不畅，搅龙易被麻类纤维缠绕的问题，设计一种专用收割机割台。该割台由往复式切割装置、拨禾轮、茎秆捡拾输送器及螺旋搅龙组成。根据饲用苎麻的田间生长特性及物料特点，开展收割机割台设计。通过理论计算与试验分析，确定割台各关键装置结构参数：拨禾轮的圆周半径为840 mm、切割器离拨禾轮轴高度为1 470 mm、拨禾轮转速27.9 r/min、升降行程为700 mm、往复式割刀曲柄转速为540 r/min、茎秆捡拾输送器拨齿轮滚筒半径为150 mm、转速为152.80 r/min，喂入搅龙直径为320 mm、转速为170 r/min。田间试验表明：该机收获损失率为3%，标准草长率为91%，作业小时生产率为0.25~0.35 hm2/h，割茬高度为150 mm。收割时，割台未出现堵料及纤维缠绕现象；收割后，苎麻割茬整齐，未发现作物茎秆基部存在明显撕裂现象。试验结果表明往复式切割器切割效果良好，整机工作性能稳定，该收割机割台能够满足对饲用苎麻作物的收割要求。     

基于人工抽薹原理的蒜薹采摘机设计与试验

针对目前我国蒜薹采摘机械化程度低的问题，本文基于传统人工采摘蒜薹的原理，设计一种蒜薹采摘机，通过划茎夹薹装置完成大蒜植株的划茎及将蒜薹从底部夹断的过程，通过拔薹装置完成蒜薹的拔出与输送过程。根据蒜薹及大蒜植株的物理特性参数，对划茎夹薹装置和拔薹装置的结构进行设计；通过理论分析，确定了机器前进速度与关键部件转速的关系；对硅橡胶板夹薹过程进行ANSYS仿真分析，确定了夹薹间隙为2mm。选取针链间隙、滚筒转速和夹手闭合起始角为试验因素，成功拔薹率、拔薹损伤率和留叶合格率为试验指标，进行了三元二次正交旋转组合试验。结果表明：当针链间隙为3.92mm、滚筒转速为48.32r/min和夹手闭合起始角为78.53°时，成功拔薹率、拔薹损伤率和留叶合格率分别为89.10%、20.55%和77.34%。     

龙门式电驱动油菜薹收获机设计与试验

针对油菜薹机械化收获装备匮乏的问题,设计了一种龙门式电驱动油菜薹收获机,实现油菜薹切割、夹抛、输送、收集、跨厢面遥控自走功能。阐述了收获机整机设计方案,设计了立式回转夹抛切割装置,确定了分禾器、割刀和夹抛辊结构参数;通过割台夹抛过程力学与运动学分析,明确了油菜薹切割、夹抛输送作业影响因素,确定了割刀、夹抛辊结构和运动学要求;搭建油菜薹收获试验台,以切割效果、输送效果为评价指标开展单因素试验和正交试验,结果表明当割刀转速为234r/min、夹抛辊转速为120r/min、喂入速度（机具前进速度）为0.56m/s时综合收获效果最佳。田间收获验证试验表明,设计的收获机作业效率可达到0.41hm2/h,综合切割效果为95.6%,综合输送效果为95.2%,满足油菜薹收获要求。该研究可为油菜薹机械化收获装备的结构设计优化提供参考。