花生荚果力学特性研究

为深入研究花生的力学特性,减小花生在机械脱壳过程中的损伤,以大白沙、黑花生、两粒红、小白沙4种东北地区主摘花生品种为研究对象,设计了花生荚果静压力学特性实验;以花生荚果破损形式、破损力、变形量为实验指标,以花生品种、受力位置、含水率、加载速度为影响因素,对花生荚果损伤力学特性进行了分析。结果表明:受力位置、含水率对荚果的损伤形式有一定影响;含水率、放置方式、花生品种对花生荚果破壳力有显著影响;含水率、放置方式、加载速度对花生荚果变形量有显著影响。研究结论可为花生收获、脱壳等机械加工等工艺参数的优化设计提供理论依据和技术参考。     

两段式花生摘果特性试验研究

为探明两段式收获条件下花生摘果特性,提高花生联合收获机的收获质量,以江苏宿迁地区天府9号为试验对象,应用室内与田间试验相结合的研究方法,研究收获期影响摘果特性的主要因素,揭示花生荚果含水率、晾晒时间、果柄力学特性和摘果作业质量的内在关系。结果表明:基于不同的试验条件与方法,果柄拉断力有所差异,但随晾晒时间(含水率)变化趋势一致,在晾晒2~3天时,果柄拉断力达到峰值,且秧柄节点拉断力大于果柄节点;确定最佳摘果时间为晾晒5~6天,并经捡拾联合收获机摘果试验验证。研究结果为摘果装置的结构参数和运动参数提供了直接依据,并为两段式收获模式下最佳捡拾摘果时间提供了参考,同时为深入研究摘果效率与摘果损失提供了参考。     

纵轴流花生摘果系统喂入装置的设计与试验

为解决花生捡拾联合收获机摘果喂入过程中荚果易破碎、秧果易拥堵等问题,设计了一种用于花生捡拾联合收获机摘果系统的螺旋喂入装置。通过对花生植株喂入输送过程分析,确定了摘果滚筒螺旋喂入头、锥形套筒的设计参数。以挖掘条铺并经田间自然晾晒3天的花生植株为试验对象,以荚果破碎率为试验指标,以摘果滚筒转速、喂入量、喂入间隙为试验因素进行试验台试验。试验结果表明:当摘果滚筒转速483.962r/min、喂入量3.176kg/s、喂入间隙9.529mm时,破碎率达到最小值为0.228%。经田间试验验证,整机花生荚果破碎率≤1.2%,满足花生低损收获要求。研究可为我国花生捡拾联合收获机喂入及摘果系统的研究提供理论和实践依据。     

花生荚果冲击力学特性试验

为深入分析不同花生荚果脱壳方式的脱壳机理和研究花生荚果脱壳冲击力学特性,选择品种、放置方式、冲击角度、含水率四个因素,以花生荚果破壳能量作为指标对带壳花生荚果进行冲击试验。结果显示:品种、含水率、冲击角度、放置方式对花生荚果破壳能量均有影响。对于花育23而言,其中含水率的影响最大,冲击角度影响次之,最后是放置方式。该研究对进一步研究花生荚果脱壳机理、脱壳方法、脱壳力学特性分析,设计新型花生脱壳机有重要意义。     

不同含水率下花生荚果静摩擦系数测定

为研究含水率对花生荚果静摩擦系数的影响,以花生主产区主要种植品种宛花2号、大白沙171为试验物料,利用DGF30/7-IA型电热鼓风干燥箱对花生荚果进行含水率调控(10.18%、13.57%、16.28%、20.66%、25.85%);利用静力学原理构建的静摩擦系数斜面仪测定花生荚果的静摩擦系数;采用单因素试验,分别分析花生品种、接触材料、荚果含水率对花生荚果静摩擦系数的影响。试验结果表明在含水率各水平下不同品种花生荚果与Q235钢板、大孔筛、小孔筛的静摩擦系数变化趋势相同;花生荚果静摩擦系数随含水率的增大而增大,宛花2号在不同含水率下与Q235钢板、大孔筛、小孔筛的静摩擦系数变化范围分别为0.388~0.611、0.494~0.819、0.553~0.975,大白沙171在不同含水率下与Q235钢板、大孔筛、小孔筛的静摩擦系数变化范围分别为0.42~0.622、0.608~0.822、0.619~0.892。在含水率各水平下花生荚果与不同接触材料的静摩擦系数变化趋势相同,其中大白沙171的静摩擦系数小于宛花2号;大白沙171花生荚果的流动性较好;研究结果可为花生循环干燥设备仿真模拟参数设置及优化设计提供参考依据。     

收获后花生植株力学特性研究

花生植株力学特性对挖掘、去土、输送和放铺等环节有重要影响.为提高花生收获机的生产率,以3种辽西地区主栽花生品种为对象,应用万能材料试验机研究含水率对花生收获后植株力学特性的影响规律.试验结果表明:在相同的含水率下收获摘果时,柄果接点更易断裂;花生品种对秧柄接点及柄果接点的拉力均影响显著.     

如何选用花生收获机械

目前通过山东省农机推广鉴定的花生收获机械,主要分为自走式花生联合收获机和挖掘式花生收获机。现将这两种主要型式的花生收获机的长处及不足之处做简单分析,供用户购置时参考。自走式联合收获机一般采用半喂入式摘果机构,分轮式和履带式,适应垄作花生的联合收获作业,可以一次性实现花生的挖掘、输送、抖土、摘果、清选、装箱作业。目前通过农机推广鉴定的花生联合收获机,普遍具有作业效率高,含杂率和损失率低等优点。不足之处是收获后用户若不能及时晾晒已装袋的花生荚果,会产生黄曲霉素,降低花生品     

花生基本物理特性试验研究

以辽宁主栽品种花育23和四粒红为例,研究花生荚果及籽粒生理特性,为花生脱壳机的设计提供理论参数和依据。试验表明,随着含水率的增加,花生米三轴尺寸、三轴算术平均径、几何平均径均增大,且三轴算术平均径、几何平均径与含水率之间存在较好的线性相关,相关系数分别为R=0.9814和R=0.98146。花生米在5种不同的含水率下,球度变化很小,即含水率对花生米球度影响不大。任何含水率下,四粒红花生荚果粒质量的平均值都大于花育23,而花育23花生米粒质量的平均值大于四粒红,四粒红花生荚果的壳厚与花育23的壳厚基本相同,这是由两品种花生的不同物理特性决定的。     

花生基本物理特性试验研究

以辽宁主栽品种花育23和四粒红为例,研究花生荚果及籽粒生理特性,为花生脱壳机的设计提供理论参数和依据.试验表明,随着含水率的增加,花生米三轴尺寸、三轴算术平均径、几何平均径均增大,且三轴算术平均径、几何平均径与含水率之间存在较好的线性相关,相关系数分别为R=0.981 4和R-0.98146.花生米在5种不同的含水率下,球度变化很小,即含水率对花生米球度影响不大.任何含水率下,四粒红花生荚果粒质量的平均值都大于花育23,而花育23花生米粒质量的平均值大于四粒红,四粒红花生荚果的壳厚与花育23的壳厚基本相同,这是由两品种花生的不同物理特性决定的.     

多功能组合式全喂入花生摘果试验装置研究

为深入研究各种形式花生摘果机、摘果部件的工作原理,探究花生摘果过程中的荚果损伤机理、花生荚果分布规律和花生植株动力学状况,进而进行花生摘果机结构与参数优化,设计出一种多功能组合式全喂入花生摘果试验装置,主要由机架、电动机、传动系统、摘果系统、清选系统、变速与控制系统、荚果分布测试系统等组成。该装置作为花生摘果试验平台具有以下功能:通过改变和控制花生植株运动方向,可实现切流单滚筒、轴流单滚筒、切流双滚筒、切轴流双滚筒、轴流双滚筒、双切流横轴流三滚筒和切流双轴流三滚筒7种不同切轴流喂入、摘果方案;通过变频器与机械传动组合式调速方式,实现各摘果滚筒的速度调节;通过格式接料器,可研究各摘果机构的花生荚果分布规律。性能试验表明,该装置可针对不同花生品种及其性状进行不同摘果元件、不同切轴流组合的摘果性能试验,主要参数为:转速200~800 r/min,摘果间隙25~50 mm,最大喂入量5 kg/s。     

4 HJZ-4 A花生捡拾摘果机设计与试验

花生作为一种油料作物和经济作物,在我国被大量种植,长期以来收获过程都是依靠人力,机械化程度较低。近年来,随着人工成本的不断上升,花生的机械化收获已经成为制约花生生产发展的一个重要阻碍。为此,设计了一种花生捡拾摘果机,由弹齿式捡拾装置、二级轴流摘果滚筒、双层振动筛及集果升运器等组成,可以较好地完成花生的捡拾、摘果、清选等作业。田间试验表明:该机在标准试验条件下能较好地完成作业,总损失率为2.3%,破碎率为1.3%,果荚含杂率为3.7%,均符合花生收获国家行业标准(NY/T 2204-2012),满足实际生产要求。本研究为花生机收提供了一种新的机型。     

花生旋挖机概念设计

分析了我国目前花生收获机械的优缺点,对其存在的原理性缺陷提出了改进措施.挖掘前进行割蔓处理,用旋挖铲代替传统的牵引式挖掘铲,辅之以红外线花生稞识别技术,可降低挖掘功耗,提高挖掘后的花生果筛分效果;同时,结合花生的物性特征对旋挖部件的运动学参数进行了详细地理论分析,并给出了理想旋挖机的作业方式及功能模块图,为改善目前花生挖掘机械的挖掘效果提供了全新的设计思路.     

4HLB-2型半喂入花生联合收获机试验

为了提高4HLB-2型半喂入花生联合收获机作业性能,通过单因素试验和两因素全试验,研究了土壤含水率、收获期、夹持高度、清土频率和振幅、摘果辊转速和夹持输送速度对收获损失和含土率的影响.结果表明:收获沙壤土花生的适宜土壤含水率为8%～15%;花生生长后期,清土落果损失率逐渐增加,当根茎拉断力小于5N时,落果损失率大于2%;机器收获的最佳夹持高度为150～200mm,此时清土和摘果效果最佳,其中果实总损失率小于6%,含土率小于4%;清土作业采用低频率、小振幅时落果损失小,但含土率高,采用高频率、大振幅时含土率低,但落果损失大;摘果作业在高摘果辊转速和低夹持速度工况下,摘果段损失率较低,试验中当摘果辊转速为390r/min、夹持速度为0.5m/s时,摘果损失率为2.79%.     

花生秧蔓打捆装置设计与试验

针对目前国内花生收获工作过程中存在秧蔓浪费严重的问题,设计了一种与花生联合收获机配套使用的秧蔓打捆装置,在收获花生果实的同时,可对秧蔓进行青贮打捆处理。通过理论分析确定了秧蔓打捆装置及保证圆捆质量的秧蔓切根机构主要机构结构参数和分布型式。田间试验结果表明:添加打捆装置的花生联合收获机作业后的平均秧蔓粉碎率为99.1%,秧蔓损失率为0.4%,秧蔓切根率为98.7%,成捆质量57kg,各项性能指标均达到相关设计标准,且花生秧蔓打捆装置能与花生联合收获机的挖拔、清土、摘果、清选装置较好配合。研究可进一步丰富我国花生机械收获体系,弥补国内花生秧蔓青贮处理机械的空缺。     

基于无人机平台的气振式核桃采收机设计与试验

针对云南山地种植的深纹核桃树体高大造成现有机械难于采收,而人工爬树用竹竿击打采收成本高且伤亡大的问题,提出了搭载无人机的气振式核桃采收原理及方法,基于深纹核桃成熟果实的果柄连接强度的测试与分析结果,进行了核桃脱落的气振流动仿真分析,设计了搭载于六旋翼农业植保无人机上的气振式核桃采收机,分析了气振式核桃采收机在发射气振时的反冲稳定性,实施了气振式核桃采收机搭载无人机进行采收的试验验证,按效率优先和采净率优先两种采收模式,对气振式核桃采收机的采收效率和采净率做了预测分析。研究结果表明,核桃成熟度为80%、90%和100%时,使核桃果柄断裂实现落果的气振临界流速分别为77.5、69.0、58.5m/s;气舱容积为20L且气压为1MPa时,气振式核桃采收机的气动喷口至核桃挂果位置的最佳距离为0.5m,单次气振流动采收的最大有效面积的仿真值和试验值分别约为0.09m2和0.10m2,最大有效采收面积随着到气动喷口距离增大而减小。     

轴流式花生捡拾收获机设计与试验

针对花生全喂入捡拾收获过程捡拾率低、荚果损失率高、生产率低等问题,基于花生生物学特点、荚柄脱离特性及荚果破损机理,设计了一种轴流式花生捡拾收获机。整机采用自走式底盘驱动,配套动力120 kW,主要由捡拾装置、输送装置、摘果装置、清选装置、底盘系统、集果装置等组成,可一次完成对田间条铺花生植株的捡拾、输送、果蔓脱离、果杂清选、提升集果等功能。在分析整机工作原理的基础上,进行了关键部件结构设计及参数确定,通过动量守恒原理和赫兹接触理论建立捡拾过程的碰撞模型和摘果装置关键参数方程,并对荚果破损和荚柄分离力学模型进行了定量分析,确定以弹齿转速、摘果滚筒转速、机具前进速度为主要影响因素,并针对“开农61”品种花生进行试验研究。结果表明,最优参数组合为弹齿转速68 r/min、摘果滚筒转速447 r/min、机具前进速度1.4 m/s,对应的捡拾率为98.62%、荚果损失率为2.11%、生产率为0.61 hm^2/h,捡拾率、生产率比优化前分别提高了2.1、4.5个百分点,荚果损失率比优化前降低了0.9个百分点,综合性能明显提高。     

连杆自锁式花生拔采机的设计与有限元分析

设计了一种连杆自锁式花生拔采机,可实现花生机械化拔起采摘的功能。通过对个体农户人工采摘花生现状的分析,给出了花生拔起动作和采摘工艺流程,设计出一种适合大面积花生拔起采摘机,利用UG建立三维模型导入ADAMS和MATLAB进行仿真,并利用ANAYS进行有限元分析,最后进行研制。该拔起采摘机可以高效完成花生拔起采摘动作,关键部件满足强度和刚度要求,并能适应花生在播种过程中存在的直线误差问题,实现了多自由度的拔采,对提高大面积花生采摘效率、减少劳动强度具有重要意义。     

齿带式花生秧果捡拾装置的设计与试验

为了提高花生捡拾收获机捡拾装置的秧果捡拾效率,在现有研究基础上,对捡拾装置的捡拾幅宽、捡拾齿、捡拾输送辊筒等零部件进行设计和分析,重点设计了带有活动间隙角的捡拾齿,阐述了其结构及工作过程,并对捡拾齿捡拾花生秧果时进行受力分析和运动轨迹分析.同时,以捡拾装置捡拾齿间距、捡拾带速度、捡拾齿活动间隙角度为影响因素,以秧果捡拾...