育苗穴盘自动清洗装置的设计

工厂化育苗过程中,使用过的穴盘中常含有有害病原菌,影响种子出苗质量,重复使用前需进行清洗消毒处理。针对传统手工清洗方式劳动强度大、效率低、易伤盘,且部分穴盘基质固结不易洗净的问题,提出了清水浸泡-水压冲洗-风力干燥的方式,即浸泡后的穴盘竖直送入清洗舱,两侧对称喷头多次冲洗,后续风力干燥,最终设计了一种育苗穴盘自动清洗装置。该装置主要由清洗系统、干燥系统和控制系统组成,通过控制系统实现清洗水压和清洗速度可调,并利用压力变送器和变频器的PID控制稳定清洗压力,同时清洗用水可循环利用。该设计有效地提高了穴盘清洗效率和作业性能,避免了穴盘损伤,满足了育苗穴盘重复利用清洗需求。     

SDQXJ-Ⅰ型隧道式穴盘清洗机清洗系统设计

穴盘重复使用必需经过清洗才能再次使用。目前清洗方法主要有物理清洗、化学清洗和电子清洗3种,其中压力清洗(物理清洗)是目前世界上公认的最科学、经济和环保的清洗方法。设计了SDQXJ-Ⅰ型隧道式穴盘清洗机,该机是一种采用压力清洗方法专门用于育苗穴盘清洗的设备。概述了其设计方案、工作原理及相关参数计算,并进行了试验验证。     

2BS-162型穴盘精量播种机优化试验

为解决当前单排针式或吸嘴式穴盘精量播种机工作效率低,重播率及漏播率高,人工辅助劳动强度大等问题,本文设计了一种气力式穴盘精量播种机,本播种机可以实现连续多排吸种、排种。该播种机主要由工作台、机架、吸嘴式吸盘、气泵、抛振装置、气控装置组成。为了研究播种机不同参数对漏播率和重播率的影响,使播种机达到最佳性能,本文对2BS-162型穴盘精量播种机重要部件参数进行了响应曲面优化试验。采用CCD法进行二因素三水平响应试验,分析播种盘参数:吸种气压与清种气压的最优值;采用BBD法进行三因素三水平响应试验,分析振动参数:种子悬停时间、悬停高度以及振动幅度的最优值。通过试验可知:当吸种气压为0.014 kPa,清种气压为0.012kPa时,漏播率为7.0%,重播率为11.94%;当吸种时间为7s;吸种距离为1.00cm,振动幅度为13.00mm时,漏播率为10.21%,重播率为25.65%,均符合要求。     

莲藕清洗设备的研制

介绍了莲藕清洗原理和设备的基本组成,建立了莲藕清洗的数学模型,优化了清洗装置的结构和运动参数,分析了各参数对清洗性能的影响规律。试验结果表明,莲藕清洗装置的未洗净率和损伤率均较低。在生产实践中,用此装置代替手工清洗作业,可提高生产效率,降低劳动强度和生产成本。     

整叶类蔬菜清洗机设计与试验

针对整叶类蔬菜清洗过程中整叶、低损伤、有序的要求,设计了以气浴和水流为清洗动力的整叶类蔬菜清洗机。确定了清洗工艺流程,进行了清洗机整体结构设计,针对菜叶遇水粘附、上浮等清洗难点,模拟人工清洗过程,设计料筐周期性上下振动方式清洗。对清洗机清洗槽和过滤装置、气泡发生装置、水流喷射装置等关键部件进行设计,实现设备自动化运转。针对喷气管路进行流体动力学模拟仿真,对不同气流流速下的气相分布情况进行研究,确定气流流速范围为2~8m/s,用以指导风泵的选型。选定气流流速6m/s作为参数,对不同喷气孔径、喷气孔间距的管路进行模拟仿真,以气相分布均匀程度作为评价指标,得出最优管路参数为喷气孔径8mm、喷气孔间距50mm。以整棵菠菜为清洗物料,选定清洗量、清洗时间、气浴强度作为因素,各选定三水平,同时设定空白列,进行四因素三水平正交试验。清洗试验以破损率和洗净率作为评价指标,按照破损率和洗净率各占0.5的权重进行正交试验分析和方差分析。清洗试验结果表明,清洗量、清洗时间、气浴强度对菠菜洗净率、破损率影响显著,最佳菠菜清洗参数清洗量为4kg、清洗时间为120s、气浴强度为5m/s。     

盘刷式矮密栽培落地红枣集条装置研制

针对新疆落地红枣人工集条劳动强度大、机械化程度低的问题,研制一种与落地红枣捡拾机配套的红枣集条装置。重点设计避障系统和仿形机构等关键部件,确定盘刷、液压缸行程和仿形机构的工作参数,结合避障工况需求,设计扫盘避障液压系统并对液压元件进行计算选型。以盘刷转速、盘刷前倾角和前进速度为影响因素,集条率和破损率为评价指标,开展三因素三水平正交组合试验,结果表明：各因素对集条率影响显著性顺序为盘刷前倾角、前进速度、盘刷转速,各因素对破损率影响显著性顺序为盘刷转速、前进速度、盘刷前倾角;采用多元统计分析方法得出最优水平组合为前进速度08 m/s、盘刷转速200 r/min、盘刷前倾角15°,此时集条率为97.54%、破损率为1.11%;在最佳参数组合下进行田间验证试验,集条率为96.64%,破损率为1.13%,试验值与理论预测值相对误差分别为0.93%、1.77%,各项指标符合设计要求。     

基于人工取盘原理的食葵取盘装置设计与试验

为提高食葵机械化收获水平,解决人工分段收获成本高、劳动强度大等问题,基于人工取盘原理设计一种食葵取盘装置,其主要工作部件为倾斜输送链式取盘机构,模拟人工取盘时沿竖直方向拔起葵盘的动作,实现葵盘采收。依据部件作业过程与动力学分析确定了前翻转控制凸轮推角、后翻转控制凸轮推角、托盘杆尺寸及旋转位置、推杆角度等关键设计参数,并获取了作业性能影响因素及其取值范围。以机具前进速度、推杆角度、插盘高度为取盘性能影响因子,以取盘总损失率为响应值进行三因素三水平正交试验,并进行了最优参数组合重复试验。结果表明,取盘过程中各因素对取盘总损失率显著性顺序依次为推杆角度、前进速度和插盘高度,最优参数组合为前进速度0.4m/s、推杆角度20°、插盘高度1000mm,在此参数组合下测得取盘总损失率为1.22%,该食葵取盘装置满足食葵低损失收获要求。     

斜置式非规则齿轮行星轮系扎穴机构工作参数试验优化

为探明深施型液态施肥机扎穴机构工作参数对作物损伤率、穴口宽度以及穴距的影响机理,设计了一种斜置式非规则齿轮行星轮系扎穴机构。通过联轴器使扎穴机构满足斜置式扎穴状态,使其扎穴轨迹平面与垄面呈一定角度变化,实现斜入式扎穴。采用二次回归正交旋转组合设计进行最佳工作参数试验,以行星架转速、前进速度和斜置角度为试验影响因素,以穴口宽度、穴距和作物损伤率为优化指标,利用响应曲面方法进行优化,运用DesignExpert 8.0.10软件对试验数据进行分析,得到因素与指标之间的回归方程及响应曲面图。试验结果表明,当行星架转速75.0 r/min、前进速度0.48 m/s、斜置角度23.3°时,穴口宽度为40.2 mm,穴距为220 mm,作物损伤率为0.33%,此时机构性能最优,应用此参数组合进行斜入式扎穴测试验证,验证了其合理性。     

夹持辊式棉秆拔取装置设计与试验

针对现有棉秆收获机械拔断率、漏拔率高,作业时需对行等问题,设计了一种夹持辊式棉秆拔取装置。该装置主要由棉秆拔取机构、棉秆输送机构组成,通过对棉秆拔取机构作业过程进行运动学与动力学分析确定了各零部件的结构参数与工作参数。为了验证棉秆拔取装置工作的可靠性与作业性能,以机具前进速度、上拔秆辊转速、机具前进速度与拨秆轮线速度比值(简称速比)作为试验因素,棉秆拔断率、漏拔率为试验指标进行了三因素三水平二次回归响应面试验,建立了回归模型,分析了各因素对棉秆拔取装置作业性能的影响,并进行了参数优化与试验验证。试验结果表明：影响棉秆拔断率的因素主次顺序为上拔秆辊转速、机具前进速度、速比;影响棉秆漏拔率的因素主次顺序为速比、机具前进速度、上拔秆辊转速。优化后的工作参数为：机具前进速度0.60 m/s、上拔秆辊转速46 r/min、速比0.50,以此参数组合进行田间试验,得到棉秆拔断率为3.68%,漏拔率为5.19%,与理论优化值相对误差不超过5%,研究结果可为棉秆拔取装置的设计提供参考。     

网式旋流自清洗过滤器流场分析与试验

为分析网式旋流自清洗过滤器过滤性能的影响因素、过滤器和吸污器内部流场分布规律,对过滤器结构和工作原理进行了分析,并利用Gambit软件建立过滤器和吸污器仿真简化模型,运用Fluent软件对过滤器和吸污器内部流场分布进行了数值模拟。以过滤器出口大小、吸污器转速、吸污口宽度为影响因子,除杂率为评价指标,采用三因素三水平正交组合试验方法,分析各影响因子对过滤性能的影响规律。试验结果表明:影响过滤性能的主次因素为过滤器出口大小、吸污器转速、吸污口宽度;最优参数组合:过滤器出口大小为300mm、吸污器转速为30r/min、吸污口宽度为20mm时,除杂率为87.4%,过滤器过滤性能性最佳。