基于知识工程的旋耕机刀辊的快速设计系统研究

为了提高旋耕机刀辊的设计效率，建立了一种基于知识工程的对旋耕机刀辊的快速设计系统：在查阅整理旋耕机刀辊设计流程及规则知识的基础上，建立刀辊参数库、规则库、实例库等知识库，选用SQL语言对知识库进行添加、查询、修改；应用基于规则和实例的混合推理方法，以SolidWorks和Visual Studio为系统开发平台，应用API二次开发工具和VB.NET语言开发刀辊的快速设计系统，实现尺寸驱动模型变更和不同农耕农艺要求下刀辊的参数化快速设计。在Intel i5处理器、系统内存8 GB配置环境下，快速设计系统运行 3~5 min即可设计出满足用户需求的刀辊CAD模型并输出文件，满足使用需求。     

刀辊在坡地上旋转切削阻力均匀性的探讨

在坡地上进行旋转切削的刀辊,其切土深度沿刀辊轴线方向是变化的,使刀辊负载均匀性受到影响。因此在切土刀的安排上,应有与农用旋耕机不同的设计方法,根据切土深度不同,适当调整各把刀的宽度及沿圆周的安装夹角,有利于使刀辊负载均匀。文中给出了相应的计算公式和利用计算机进行调整计算的程序流程图。     

基于Pro/E的水田秸秆还田耕整机的设计与运动仿真

运用Pro/E软件设计了一种双螺旋刀辊组合的水田秸秆还田耕整机,能够一次性实现水田秸秆的翻埋还田、旋耕碎土、平地等多项功能.应用Pro/E软件中的机构模块对螺旋刀辊进行了运动学仿真,得到了刀辊转速一定时机组在不同前进速度下的4种不同运动轨迹,通过对运动轨迹的分析可优化机组工作的前进速度.     

旋耕机作业中应注意的问题

旋耕机是一种由动力驱动旋耕刀辊完成耕、耙作业的耕耘机械。它能较好地切断植被并将其混合于整个耕作层内,也能将化肥、农药等混施于土中。旋耕机的一般工作过程是:动力驱动刀辊转动,转动的旋耕刀切削土壤并将切下的土块向后抛掷,     

双螺旋旋耕埋草模型刀辊工作扭矩试验

为研究双螺旋旋耕埋草刀辊对水田土壤耕整时的工作性能,以相似原理为理论依据,基于LabVIEW搭建扭矩测试平台,制作与原型大小比例为1∶2的模型刀辊,以工作扭矩为评价指标,以土壤含水率、前进速度、刀辊转速和耕深为试验因素,在室内土槽条件下对该模型刀辊的工作扭矩进行研究。单因素试验结果表明:在试验范围内,模型刀辊的工作扭矩随前进速度的增加而增大,随刀辊转速的增加而减小。选取L18(37)正交表,开展上述4因素对模型刀辊工作扭矩影响的正交试验,极差结果显示,土壤含水率、耕深、前进速度及刀辊转速对模型刀辊的工作扭矩的影响程度依次降低,方差分析结果显示,土壤含水率、耕深、前进速度对工作扭矩有极显著的影响,刀辊转速对工作扭矩影响不显著。     

双螺旋旋耕埋草模型刀辊横刀刃口螺旋线的逆向重构

采用相似法研究双螺旋旋耕埋草刀辊对土壤的切削特性,根据相似原理设计并制作了与原型刀辊比例为1∶2的旋耕埋草模型刀辊。为检验模型刀辊横刀螺旋线是否存在制造误差,基于逆向工程技术,以模型刀辊的横刀组为对象开展了三维形状的重构研究。以端面横刀侧平面为基准平面,利用FD-Y685型三坐标测量机对螺旋横刀组进行了扫描,利用CATIA V5软件对所获取的云图进行了导入和过滤处理,借助MATLAB软件以过滤后的云图测量数据为依据对横刀刃口螺旋线进行反求。结果表明:横刀刃口螺旋线上各测量点与对应理论反求点之间距离最大值为6.016mm、最小值为0.624mm、平均值为3.243mm;各测量点与对应反求点间最大伸长率5.2%,最小伸长率0.6%,平均伸长率3.6%;三维逆向重构作为一种测量技术可用于农业装备形状的精确测量、反求与重构。     

秸秆粉碎还田、回收机刀辊工作参数的研究

为了研制一种无须借助风机既可完成秸秆粉碎还田又可完成秸秆回收的作业机,通过试验和理论分析,研究了秸秆粉碎还田、回收机核心部件刀辊的主要工作参数,分别对甩刀的排列、刀辊高度及转速进行了分析和探讨,为整机的设计提供了依据。     

提高梗丝机切丝合格率的研究

以提高梗丝切丝合格率为目标,对配方梗（A类烟梗、B类烟梗）进行正交试验,优化刀门压力、刀门高度以及刀辊转速等参数组合。试验结果表明影响梗丝合格率因素的主次顺序为刀门压力〉刀辊转速〉刀门高度;在来料稳定、符合工艺标准的情况下,刀门压力0.33MPa、刀棍转速480～520rpm、刀门高度110～120mm,切梗丝合格率最高。     

园艺型耕耘机刀辊半径设计方法的研究

 刀辊半径是耕耘机设计中的一个基本的设计参数。提出耕耘机的刀辊半径设计的两种方法,并比较了它们的特点,最后针对园艺型耕耘机独特的结构和工作原理,确定最短切土长度时功耗最低理论为设计耕耘机刀辊半径的合理方法。     

香蕉茎杆/根茬还田机刀具的研究

通过对香蕉茎杆/根茬还田机刀辊振动的影响因素、刀辊平衡情况等的研究,确定了刀具的结构形式和安装位置。采用在刀具刃口部高频感应堆焊的方法,提高了香蕉茎杆/根茬还田机的效率,具有较好的经济价值。     

基于离散元与多体动力学的微耕机旋耕刀轴负荷分析

旋耕部件是微耕机的核心部件，其耕作性能的优劣直接影响微耕机的耕作效率和作业质量。以重庆地区典型的旋耕刀辊和土壤为对象，基于离散元和多体动力学理论，设定前进速度为0.2 m·s^-1，转速为110 r·min^-1，耕深为150和200 mm，采用非线性粘弹性塑性接触模型，在EDEM和Recurdyn软件平台上实现了刀辊耕作过程的模拟分析；同时，依托已有的土槽试验平台，测试了相同工况下刀轴的等效扭矩。模拟与试验的对比分析结果表明：同一刀轴上不同刀盘的扭矩变化规律相似，但数值并不一致，整个刀轴所受的等效扭矩不能简单地理解为单个刀盘所受扭矩与刀盘数的乘积；耕作深度为150、200 mm时刀轴等效扭矩的变化规律一致，模拟值与试验值的最大相对误差分别为14.01%、11.49%。研究结果可为探讨旋耕刀与土壤的相互作用，优化微耕机作业性能提供参考。     

基于离散元与多体动力学的微耕机旋耕刀轴负荷分析

旋耕部件是微耕机的核心部件,其耕作性能的优劣直接影响微耕机的耕作效率和作业质量。以重庆地区典型的旋耕刀辊和土壤为对象,基于离散元和多体动力学理论,设定前进速度为0.2 m·s^-1,转速为110 r·min^-1,耕深为150和200 mm,采用非线性粘弹性塑性接触模型,在EDEM和Recurdyn软件平台上实现了刀辊耕作过程的模拟分析;同时,依托已有的土槽试验平台,测试了相同工况下刀轴的等效扭矩。模拟与试验的对比分析结果表明：同一刀轴上不同刀盘的扭矩变化规律相似,但数值并不一致,整个刀轴所受的等效扭矩不能简单地理解为单个刀盘所受扭矩与刀盘数的乘积;耕作深度为150、200 mm时刀轴等效扭矩的变化规律一致,模拟值与试验值的最大相对误差分别为14.01%、11.49%。研究结果可为探讨旋耕刀与土壤的相互作用,优化微耕机作业性能提供参考。     

基于动态规划法的轧制规程设计系统

针对某钢厂的实际生产情况开发了高速线材轧制规程设计系统.以总轧制能耗最小为目标函数,采用动态规划算法进行孔型的优化.利用CAD图形的二次开发技术,实现了自动绘制轧辊孔型图形.现场测试表明：本系统能有效地降低整个轧线的总轧制能耗,轧制规程效率高,具有很好的工程应用价值.     

旱地玉米机械化保护性耕作技术及机具研究

在我国北方旱作地区进行连续7a的玉米保护性耕作与传统耕作的田间对比试验,结果表明,保护性耕作的平均土壤体积质量虽较传统耕作高5％,但不会导致土壤严重压实,土壤含水率较传统耕作平均增加12％,深松地达20．7％,提高了土壤保蓄水能力,玉米产量平均增加13％,且成本降低,研制了不同的播种机防堵机构以及组合式限深切草器与双齿盘拨草配合防堵的2BMQF－4C型玉米免耕覆盖播种机和可调翼铲式深松机。     

甘薯双垄旋耕起垄覆膜机的设计及试验研究

针对传统甘薯双垄旋耕起垄覆膜机具存在结构强度差、作业效率不高、垄体不规范等问题,研究设计一款与55~80kW大型拖拉机配套的新型甘薯双垄旋耕起垄覆膜机。采用理论设计与试验相结合的方法,对起垄覆膜的影响因子及各部件间最优结构参数、工作参数、协调关系进行研究分析。结果表明:甘薯种植起垄覆膜不规范、效果差主要与机具前进速度、压膜机构高度及旋耕深度有很大关系,主次因素顺序为:前行速度压膜机构高度旋耕深度,优选组合为:前行速度0.3m/s、压膜机构高度360mm、旋耕深度400mm。     

土壤深松技术研究进展

论述了深松机具的种类以及深松部件减阻节能的技术措施，分析了土壤-深松部件接触系统的相互关系，提出了基于典型土壤动物的脱附减阻和深松碎土机理的仿生深松部件的设计思路。     

青饲料收获机切碎辊刀具的优化设计及试验

青饲料收获机切碎辊刀具的设计直接影响秸秆的切割质量。刀具与秸秆接触时的受力分析表明,切割力与秸秆的压应力有关,而压应力不仅与秸秆物理特性有关,也与刀刃的倾斜角有关。利用Ansys-Workbench有限元软件进行仿真分析,结果表明,当刀具材料为65Mn、刀具厚度为8 mm、刀尖倾斜角度为30°时,刀具的等效应力最小。以秸秆层厚度、刀具倾斜角、秸秆含水率为试验因素,以切割装置切割秸秆时的扭矩值为试验指标,通过正交试验及交互作用分析,确定了因素对指标影响的主次关系为：A2>C2>B2>A>BC>AC>C>B,当秸秆层厚度7.5 cm、刀具倾斜角度35°、秸秆含水率35%时,刀辊扭矩值最小。验证试验结果表明选取的较优参数组合真实可行。该研究为新型刀具及防堵刀辊的机理研究提供了理论和试验借鉴。     

青饲料收获机切碎辊刀具的优化设计及试验

青饲料收获机切碎辊刀具的设计直接影响秸秆的切割质量。刀具与秸秆接触时的受力分析表明，切割力与秸秆的压应力有关，而压应力不仅与秸秆物理特性有关，也与刀刃的倾斜角有关。利用Ansys-Workbench有限元软件进行仿真分析，结果表明,当刀具材料为65Mn、刀具厚度为8 mm、刀尖倾斜角度为30°时，刀具的等效应力最小。以秸秆层厚度、刀具倾斜角、秸秆含水率为试验因素，以切割装置切割秸秆时的扭矩值为试验指标，通过正交试验及交互作用分析，确定了因素对指标影响的主次关系为：A2>C2>B2>A>BC>AC>C>B，当秸秆层厚度7.5 cm、刀具倾斜角度35°、秸秆含水率35%时，刀辊扭矩值最小。验证试验结果表明选取的较优参数组合真实可行。该研究为新型刀具及防堵刀辊的机理研究提供了理论和试验借鉴。     

耕作方式与灌水次数对砂姜黑土冬小麦水分利用及 籽粒产量的影响

【目的】 探讨耕作方式与灌水次数对砂姜黑土冬小麦水分利用和籽粒产量的影响,明确适宜砂姜黑土区冬小麦产量和水分利用效率同步提高的耕作与灌水处理组合模式。【方法】 于2015—2017年连续2个冬小麦生长季,在豫东南砂姜土区设置旋耕（RT）、深松（SS）2种耕作方式为主处理和拔节期+开花期灌2次水（W2）、拔节期灌1次水（W1）、全生育期不灌水（W0）3种灌水为副处理的二因素裂区试验,深入研究耕作方式与灌水次数的主效应及其互作效应对砂姜黑土冬小麦水分利用和籽粒产量的影响。【结果】 耕作与灌水对砂姜黑土麦田耗水特性、水分利用效率及籽粒产量均具有明显的调控效应。SS较RT处理可显著增加土壤贮水消耗,有利于提高自然降水和灌溉水的利用效率,与RT相比,两年度SS处理的土壤平均贮水消耗量、降水、灌水利用效率分别提高13.69%、7.03%、6.51%;增加灌溉虽可明显增加冬小麦田间耗水量,但过多灌溉致使水分利用效率降低,两年度W2较W1、W0的水分利用效率平均值分别下降18.85%、16.69%。SS处理的籽粒产量显著高于RT处理,且以深松+拔节期灌1水处理组合SSW1的产量最高。相同耕作方式下,随灌水次数的增加,千粒重呈降低趋势,成穗数呈增加趋势;两年度穗粒数变化总体随灌水次数的增加呈先升后降的变化规律。耕作方式主要通过调控千粒重影响产量,灌水次数则主要通过调控穗粒数和千粒重而影响产量,但灌水过多会抑制穗粒数和千粒重的提高。【结论】 综合考虑耕作方式与灌水次数对冬小麦水分利用和籽粒产量的调控效应,深松+拔节期灌1水处理组合SSW1可作为适宜豫东南砂姜黑土区冬小麦产量和水分利用效率同步提高的耕作与灌水处理组合模式。     

基于正交试验的制粒机成型仿真及结构参数优化

制粒机是饲料行业重要设备之一,其结构参数影响饲料成型。为了进一步优化制粒性能,采用COMSOL有限元分析软件对物料的挤压过程进行分析模拟,设计L9(34)正交试验研究制粒机环模内径、模孔长度、压辊直径和模辊间隙对成型性能的影响,通过权矩阵分析确定较优的参数组合并加以验证。结果表明：①制粒机内部模型的仿真模拟能够有效地反映物料在实际工作时的运动状态;②对性能影响由大到小的结构因素排序为模辊间隙、模孔长度、压辊直径、环模内径;③制粒最优组合为环模内径425 mm、模孔长度54 mm、压辊直径178 mm、模辊间隙1.5 mm,制粒机的成型速率较优化前得到提升。上述结果表明,采取的仿真试验及优化办法具有一定的实效性,可为制粒机内部成型模拟分析以及后续的结构设计与参数优化提供方法借鉴。