微耕机水田旋耕刀片切土作业过程动力学仿真

针对微耕机旋耕作业部件与水田土壤间的作用机理研究匮乏,作业过程出现碎土性能差、效率低、和功耗大等问题,以1WGQ4型微耕机为对象,采用有限元法(FEM)和光滑粒子流体动力学方法(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)的耦合方法,构建土壤-旋耕作业部件系统的动力学仿真模型,在细观上对旋耕作业部件刀片与水田土壤间的作用过程进行动力学分析。结果表明:构建的土壤-旋耕作业部件系统的动力学仿真模型精度高;水田旋耕刀片向后抛起的土壤少,与挡板碰撞破碎的土壤少,水田微耕机采用前耕后驱设计方案有利于提高其碎土性能。     

小型室内水田土槽的研制

在室内土槽中进行试验可以避免田间试验的恶劣工作环境,能有效改善试验环境,提高工作效率。本文针对水田平整机具的设计研制了一种小型室内水田土槽,它主要由槽体、台车及其牵引系统组成,用于初步探讨水田推土板与水田相互作用参数的优化值,为优化平地铲和整机设计提供一定的依据。台车在土槽进行了同工况下的牵引速度试验,结果表明本文设计的土槽,可以模仿水田激光平地机二维推土板在田间的推土作业过程,能够依托它进行水田平整机具的相关试验,满足设计要求。     

流变态土壤切削试验用室内土槽与测试系统设计

根据农业机械在水田作业的实际情况,设计了模拟田间实际作业的水田试验土槽。阐述了设计方案及设计过程,提出了解决湿基制备、土壤含水率控制等问题的方法。根据室内试验土糟的功能和特点,开发了与之配套的试验数据实时采集系统。     

水田筑埂机旋切集土性能优化研究

旋切集土装置作为筑埂机的重要组成部分,对筑埂机的工作效率和工作质量具有很大影响。为此,主要对水田筑埂机两侧取土型旋切集土装置展开研究。为了满足水田筑埂机碎土集土性能要求,提高旋切装置的工作效率,结合光滑粒子流体动力学法(SPH)及离散元法(DEM)对旋切集土弯刀的结构参数和排列组合对旋切集土性能的影响进行了分析,最终构建了土槽实验平台,并对弯刀结构旋切集土效果进行了验证。研究结果表明:优化后取土弯刀有用功利用率增加了20.9%,筑埂集土方向抛土力明显增大;对于组合刀轴,旋切功耗降低了21.83%,土壤破碎率增加了19.06%。研究成果为水田筑埂机旋切集土装置结构设计提供了理论依据,对降低水田筑埂机整机功耗、提升整机工作质量有着重要的意义。     

叶片调节式水田侧深施肥装置设计与试验

为提高水田深施肥的施肥质量,设计了一种叶片调节式水田侧深施肥装置。应用水田侧深施肥肥量调节装置计算机优化软件V1.0优化求解施肥量调节机构结构参数,通过施肥量调节机构受力分析,确定步进电动机的输出扭矩应大于680 N·mm。建立叶片调节式侧深施肥装置仿真模型,应用离散元EDEM软件进行排肥虚拟试验,分析螺旋钢丝和毛刷在工作时受到肥料颗粒的作用力,从而确定肥箱直流电动机和防堵装置直流电动机的输出扭矩应分别大于5 345 N·mm和8 N·mm。通过JPS-12型排种性能检测试验台对槽轮式和叶片调节式水田侧深施肥装置进行施肥性能研究,获得了槽轮式水田侧深施肥装置的槽轮转速和前进速度对施肥稳定性和均匀性影响规律,以及叶片调节式水田侧深施肥装置的开口直径和前进速度对施肥稳定性和均匀性影响规律。对比试验结果表明:叶片调节式水田侧深施肥装置施肥稳定性和施肥均匀性指标满足国家标准要求,在施肥质量上优于槽轮式水田侧深施肥装置,施肥能力满足农艺要求。     

流变态土壤切削试验用室内土槽与测试系统设计

根据农业机械在水田作业的实际情况,设计了模拟田间实际作业的水田试验土槽.阐述了设计方案及设计过程,提出了解决湿基制备、土壤含水率控制等问题的方法.根据室内试验土糟的功能和特点,开发了与之配套的试验数据实时采集系统.     

水田非常规行走机构——步行机耕船的研究

为进一步提高机耕船的牵引效率,作者从减小刺孔体积可少消耗能量这一观点出发,提出了四足步行机耕船的设想,并初步试制了一台可在水田土槽导轨上运动的二足四轮步行工作台,模拟步行机耕船在水田中的牵引性能。文中对步行工作台的运动学和动力学作了分析研究,由于它可保证叶片型步行脚完全地垂直入出土,消除了叶片的压土和挑土作用,使刺孔体积减到了最小,较大幅度地提高了行走系统效率。作者认为,在机耕船上采用四足步行机构是可行的。     

水田驱动叶轮仿生叶片机理数值模拟分析

根据水牛蹄独有的几何外形适于水田等松软地面行走和行走阻力低的特性,运用逆向工程技术提取仿生信息,并设计水田叶轮仿生叶片.通过数值模拟的方法研究仿生叶片性能改善的机理,以进一步指导叶轮的设计.仿生叶片与平面单叶片轮叶的计算机模拟对比分析表明,仿生叶片提高推进力的机理主要为:有效延缓叶片表面流体速度突变造成的流体介质冲击与分离,减小分离流对叶片的撞击阻力,提高叶轮驱动力;仿生叶片可增加叶片驱动扭矩,使叶轮驱动力增加.     

水田筑埂装置结构与受力分析

水田筑埂是水田作业的重要环节之一,好的田埂不仅能够节约水资源,而且能够提高粮食产量.机械筑埂与人工筑埂相比,既保证了筑埂质量,节约了成本,又提高了筑埂效率.为此,对所设计的水田筑埂装置的旋耕集土装置、推压筑埂装置和侧向力抵消装置进行了工作原理阐述和受力分析.同时,对推压圆盘所受的侧向力和如何抵消该侧向力进行了研究,旨在为我国水田筑耕机具的研制提供参考.     

甘蓝型油菜籽薄层热风干燥的能耗分析与研究

在热力学第一定律的基础上,对干燥过程的能量消耗进行了分析与研究。基于干燥过程中能量消耗为水分蒸发消耗能量与物料升温消耗能量之和,建立了薄层热风干燥过程的能耗模型。将干燥过程中水分蒸发所消耗的热量处理为能量方程中的源项,并引入了活化能与能耗比的概念,得到了薄层热风干燥过程的温度场分布与总能耗变化情况。分析表明:活化能的计算值与理论值的偏差为9. 19%;薄层热风干燥过程中适当地提高干燥速率,可减少干燥时间和干燥过程中的能量消耗。     

流固耦合作用下水田刀切割碎土的数值模拟与试验

为研究水田刀片对泥土的切割破碎效果,建立水田刀及泥浆槽的三维模型并进行网格划分,采用滑移网格描述刀片旋转、水田泥土和空气两相流耦合作用下进行数值模拟,对水田刀片切割碎土的作业过程进行仿真,并对切割后泥浆的平均飞溅速度进行研究和分析,最后随机抽取水田中5个位置的泥浆样本进行试验验证,结果表明水田土壤混合物经切割破碎作业后的泥浆密度、粘度和屈服强度基本能保持稳定,而其标准差则由切割破碎前的291.1、0.03、1.19变为55.4、0.008、0.18,说明由不同比重的泥土、杂质和泥水土壤混合物被切割破碎后能够有效均匀混合成泥浆,从而用于田间育秧。     

铧式犁犁体曲面研究现状与展望

犁耕作业是一种应用最为广泛的耕地方式,良好的犁体曲面不仅能使土壤达到理想的农艺作业要求,而且可以降低犁耕作业过程中的能量消耗,通过对犁体曲面的几何特征、性能参数、耕作过程和设计方法等方面进行阐述分析,总结基于犁耕作业过程中的土垡运动及受力的各类研究方法,分别从经验设计、几何形成线法、土迹线模拟法、基于犁耕工艺过程的犁体...     

纸膜与水田泥浆粘附特性的测量方法探讨

为了保证覆膜机构的覆膜质量,有必要研究纸膜与水田泥浆的粘附特性。在对土壤与触土部件的粘附理论与测量装置研究的基础上,提出基于电子万能试验机进行纸膜与水田泥浆粘附性的测量方法。研究表明,纸膜与泥浆的粘附力的大小对覆膜质量有重要影响。     

纸膜与水田泥浆粘附特性的测量方法探讨

为了保证覆膜机构的覆膜质量,有必要研究纸膜与水田泥浆的粘附特性.在对土壤与触土部件的粘附理论与测量装置研究的基础上,提出基于电子万能试验机进行纸膜与水田泥浆粘附性的测量方法.研究表明,纸膜与泥浆的粘附力的大小对覆膜质量有重要影响.     

基于SPH法的水田筑埂机取土弯刀旋切性能优化研究

为满足水田筑埂机集土需求,提高其旋切集土效率,基于标准旋耕刀具IT245,建立单个取土弯刀与土壤相互作用的光滑粒子流体动力学(SPH)模型,研究了取土弯刀结构参数对旋切性能的影响。首先研究取土弯刀切土过程,然后分析了刀具弯折角、弯折半径、滑切角、正切面端面高、工作幅宽、刀刃线长等参数对集土效果与工作效率的影响,研究结果表明当弯刀结构参数为127°-60 mm-20°-60 mm-60 mm-15 mm(弯折角—弯折半径—滑切角—正切面端面高—工作幅宽—刀刃线长)时,在满足集土要求的基础上,弯刀旋切工作效率提高至84.91%,相较于优化前提高20.9%,筑埂机取土弯刀性能得到了显著提高。     

水田耕整机结构与田间作业规程

水田耕整机有单轮和双轮两种结构形式。单轮乘座式耕整机只能用于水田作业，而双轮耕整机可水田和旱土两用。     

机动插秧机的维修与故障排除

水田机械插秧技术是我国水田生产发展重要的一项科学技术,随着水田机动插秧机数量的逐年增加,在使用过程中各种故障也随之产生.经过多年的实际工作经验与对此项技术的认真分析研究,现分别对其修理常见故障和排除加以说明.     

浮式水田拖拉机驱动叶轮的研究

本文对浮式水田拖拉机驱动叶轮滚动阻力大的问题进行了研究,根据叶轮滚动阻力主要来自叶片对土壤的垂直挤压,研究了叶片司以垂直入、出土的浆式叶轮。分析了它的运动学并推导了该叶轮的推进力、滚动阻力的计算式。对作者所设计的这种浆式叶轮的电测实验表明:它具有较小的外滚动阻力和较高的牵引效率。     

基于Hypermesh水田高留茬搅浆埋茬平地机打浆刀动态仿真试验

为研究水田高留茬搅浆埋茬平地机打浆刀在切割土壤时的应力变化规律,现以打浆刀切土相位角0°～180°为一个周期,将打浆刀的切土过程划分为6个部分进行有限元应力仿真试验。通过建立刀辊—土壤力学系统,并将其导入Hypermesh仿真软件中对打浆刀切土过程进行动态仿真,得到打浆刀切土时的应力云图与应力曲线,从云图和曲线中得出一个周期内刀辊上打浆刀工作时应力变化规律。经过综合评价和相关性分析,在打浆刀刚接触土壤,即切土相位角30°时,在刀柄与弯刀联结处出现应力最大状态,与应力曲线在动态仿真0～0.2 s过程中应力变化一致,在打浆刀侧切面刚切入土壤时,与刀柄相连部分产生最大应力,随着正切面切割土壤,应力出现扩散和回归,正切面抛土时,应力出现分布范围扩大现象,对应的应力曲线在0.2 s以后应力减小且保持稳定,且侧切面受到的平均应力是正切面平均应力的2.9倍。本探究为打浆刀优化与设计提供理论研究方向。     

小型碎土机的设计

为解决水田育苗过程中碎土劳动强度大、效率低的问题,设计研制了工厂化育苗生产线配套机具——小型碎土机。介绍碎土机的基本结构及工作原理,着重阐述关键部件的设计和使用Solid Works建模方法。试验结果表明:该机结构紧凑、运行平稳、工作效率高、作业质量好,可促进工厂化育苗技术的快速发展。