小型甘蔗收获机一种台架机构的建模与仿真分析

在开发小型甘蔗收获机的过程中,本文利用Pro/E建立了一种台架机构的虚拟模型,此台架采用平行四边形的提升机构和独立刀架,导入机械系统动力学仿真软件ADAMS后,对其进行了仿真,分析其可行性和实用性,并在ANSYS中建立了砍蔗刀片的有限元模型,对刀片进行了结构静力学分析,为后续研究提供了一些有用的设计参数。     

小型甘蔗收获机集蔗机构的设计与仿真

集蔗机构是用于收集甘蔗并将收集的甘蔗摆放成堆的机构。通过总结几种集蔗机构的优缺点,提出一种新集蔗机构—收缩翻转集蔗机构,并进行了结构设计、三维建模和动力学分析。最后,通过SolidWorks Motion分析模块对集蔗机构的工作过程进行模拟仿真,验证运动学计算结果的正确性。     

基于钢板弹簧刚度特性的某驱动桥壳静力分析

针对目前桥壳分析中采用的简支梁力学模型不能反映钢板弹簧刚度特性对桥壳受力的影响的问题,对基于钢板弹簧约束的某款新开发的驱动桥壳进行了研究。通过驱动桥壳台架试验来验证模拟台架试验的简支梁约束桥壳有限元模型的正确性。在该桥壳有限元模型中装配钢板弹簧来模拟实际工况进行分析,并对引入板簧前后的有限元结果进行比较分析。结果表明,模拟台架试验的有限元分析与台架试验结果误差在10%以内,其有限元模型可信度高;引入板簧前后得到的桥壳应力分布有明显差别;该桥壳的强度和刚度在模拟的实际工况中满足设计要求,为实际工况的桥壳验证提供了参考依据。     

油菜联合收获割台落粒横流气压收集装置设计与试验

针对机播油菜提出了一种对行作业、基于横向正压气流的割台落粒在线收集方法及装置,并通过理论计算、虚拟仿真和台架试验对收集过程进行了分析和优化。首先通过理论分析,确定下落高度和气流速度2个因素为主要考察对象;然后利用Fluent-EDEM气固耦合仿真方法分析了无秸秆条件下2个因素对收集过程的影响规律并对装置结构提出了改进措施;最后利用有秸秆条件下的台架试验验证了改进措施的有效性。试验结果表明：籽粒收集率随下落高度的降低而升高,随气流速度的升高先增大后减小,且二者间交互作用影响显著;试验获得最佳参数组合为A3B3C3,即辅助网板安装于4号收集槽、籽粒下落高度为200mm、变频器设置为50Hz;增设辅助收集网板和对收集槽进行网格化处理对收集效果的提升作用明显,相同试验条件下的最佳收集率由48.02%增至70.34%,但网板安装位置及其与其他因素间的交互作用影响均不显著。     

整秆式甘蔗收获机集蔗机构的设计与仿真

在分析了现有的几种甘蔗收获机集蔗机构存在的一系列缺陷和不足的基础上,结合甘蔗收获机集蔗机构的功能和要求,利用三维设计软件SolidWorks设计了一种整秆式甘蔗收获机集蔗机构的模型,并利用动力学和动力学仿真分析软件ADAMS对该模型进行了动力学和运动学仿真分析。通过观察仿真过程和所得到的甘蔗卸载时质心的运动速度曲线,对该模型做出了适当的修改,得到了比较理想的结果。     

小型甘蔗收获机物流防堵机构的设计与仿真分析

多根甘蔗同时进入小型甘蔗收获机剥叶机时,存在卡死剥叶辊,使剥叶机不能正常工作的现象.为了防止小型甘蔗收获机物流堵塞,保证剥叶机正常工作,运用螺旋传动原理,设计了小型甘蔗收获机物流防堵机构,并且在Pro/E软件中建立防堵机构的三维模型,导入到ADAMS多体动力学软件中进行仿真分析.仿真结果显示甘蔗通过防堵机构作用后,由原来的拥挤状态变成了分散排列.得出防堵机构在物流过程中具有良好的分散甘蔗、提高物流通过性作用的结论.     

蔬菜钵苗移栽机取苗机构人机交互参数优化与试验

针对蔬菜钵苗自动取苗机构多目标优化设计问题,利用可视化人机交互优化方法进行求解.建立了移栽机取苗机构优化数学模型,编制基于Visual Basic的计算机辅助分析与优化软件,分析设计变量对目标和约束的影响,进而优化得到满足取苗要求的结构参数组合.利用ADAMS软件和高速摄像技术对取苗机构运动特性进行了移栽机仿真和台架试验验证.试验结果与理论分析结果基本一致,表明了机构运动学模型及其优化设计理论和方法的正确性和可靠性.通过取苗试验证明该机构能完成取苗作业,且取苗成功率为80％.     

在用车滑行检测台架与道路差异性研究

研究了底盘测功机台架与道路滑行距离检测之间存在的差异,选用金龙汽车,在台架和道路进行滑行距离的对比试验,指出两者的结果存在差异.其主要原因是由于汽车在台架和道路所受到的阻力不同,并对各种阻力进行了分析,最后建立滑行距离修正模型,以减少测试数据误差,合理反映汽车实际的滑行距离.     

车辆半主动空气悬架系统设计与试验

建立了半主动空气悬架系统数学模型,设计了可调阻尼减振器、半主动悬架控制器以及台架试验系统。在仿真的基础上,进行了可调阻尼减振器试验与半主动空气悬架系统1/4模型台架试验,分析了半主动空气悬架及其控制系统对车辆动态性能的影响,计算和试验结果基本吻合,提高了车辆的乘坐舒适性。     

半主动空气悬架控制的试验研究

建立了半主动空气悬架1/4模型,设计了台架试验系统。该试验系统可实现空气悬架的动态模拟,并在台架上进行空气悬架的PID控制。通过不加控制和加控制在相同路面激励试验数据对比,验证了算法的有效性。     

2FP-130型桑园偏置式施肥机设计与试验

针对四川桑园施肥机械化水平低、劳动强度大的问题,秉持机艺融合,研制一款桑园偏置式施肥机。该机主要由履带底盘、传动装置、液压调深装置、螺旋刀具和排肥装置等部件组成,作业时肥料通过排肥器排至地面,在螺旋刀具的搅拌作用下与土壤混合并被覆盖。结合桑园施肥农艺要求,确定施肥机螺旋刀具、液压调深装置的结构参数和工作参数。以刀具转速、排肥速率、行进速度为试验因素,以肥料覆盖率为评价指标,进行二次回归正交组合试验。结果表明,对肥料覆盖率的影响显著性大小的因素依次为刀具转速、行走速度、排肥速率。优化后的最佳参数组合为刀具转速320 r/min、排肥速率57 g/m、行进速度0.32 km/h,此时理论肥料覆盖率为88.2%。田间试验结果表明,在优化组合参数条件下,肥料覆盖率为88%,验证试验结果与理论优化值吻合度较好,可有效指导实际生产,研究结果可为同类机型的优化设计和作业参数设定提供参考。     

青贮饲料收获机割台高度固定控制装置的设计及应用

针对青贮饲料收获机作业过程中割台高度调节主要依靠驾驶员手动控制液压油路和视觉经验的现状,设计了一种割台高度固定控制装置。通过角度传感器来获取割台高度信息。根据田间作业需求,实现一键智能调节割台高度。通过田间试验和结合用户实际需求,制定了可靠详尽的控制流程。该装置结构简单,控制流程安全可靠,能有效减少驾驶员的工作量,降低劳动强度,提高青贮饲料收获机的作业效率。      

椭圆形刀顶对齿根弯曲应力的影响

着重研究了椭圆形刀顶曲线的形状对齿根弯曲应力的影响，并以减小最大齿根弯曲应力为目标，对椭圆形刀顶曲线的形状参数进行了优化设计。应用边界单元法，分别计算了普通圆弧形刀顶及椭圆形刀顶加工出的齿轮的齿根弯曲应力，应力分析结果表明：使用具有最优参数的椭圆形刀顶的刀具加工出的齿轮，其最大齿根弯曲应力比普通齿轮的最大齿根弯曲应力降低了１０．１％     

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。     

秸秆切割揉碎装置设计与仿真分析

切割揉碎装置设计的合理性是影响秸秆切割揉碎打捆机切割质量、工作性能和整机平衡性的主要因素。通过对切割揉碎装置粉碎刀的密度及其排列方式的研究,利用SolidWorks Simulation分析软件对粉碎刀和刀轴进行了仿真分析,获得了粉碎刀的最大应力为20.7 MPa,粉碎刀对秸秆的切削具有足够的强度支撑,根据获得的刀轴模态振型图,可知刀轴实际工作中的转速远低于其最低临界转速,满足实际工作的需求。      

木薯种植机种茎切断装置的设计

机械化种植技术能够大大提高木薯种植效率,降低种植成本,是木薯田间生产大势所趋,而国内木薯种植设备研究起步晚,尚存在诸多问题。为此,结合木薯种植农艺要求及木薯种茎特性,针对木薯种植机种茎切断装置设计中存在的问题,进行了有关切秆装置设计的理论研究,分别对外形尺寸、整体结构、切秆刀辊、刀片及护盖等进行了分析与设计。试验表明:所设计的木薯种茎切断装置能够稳定切断木薯秆,拖拉机行驶速度约1.2 m/s时,作业稳定性高,无故障作业面积可达4 0 hm2以上。     

圆盘切割式剑麻采摘装置设计与仿真

针对剑麻人工收割劳动强度大、效率低、成本高等问题，结合剑麻叶片物理特性和收割工艺特点，设计一种圆盘切割式剑麻采摘装置。首先，简述整机结构与工作原理；然后，对装置关键部件的结构进行设计，通过对刀具在切割过程中的受力与运动分析，确定刀具的回转半径和转速等结构与运行参数；最后，运用ANSYS对圆盘刀具进行静力学和模态分析，进而仿真优化刀盘结构，以刀具回转半径和安装角度为试验因素，刀具底部的最大应力和刀具顶部的最大形变量为评价指标进行两因素三水平正交仿真试验。仿真试验结果表明：当刀具安装角度为28°，最大回转半径为105 mm时，刀具的最大变形量为0.09 mm，最大应力为9.38 MPa，远小于刀具材料的最小屈服强度345 MPa；安全系数最小值为15，远大于1，最小循环次数为1010，进入了无限寿命区；根据刀具前6阶模态分析知，刀具的工作转速800 r/min，远小于极限转速。以上研究表明，刀具的刚度、强度和安全系数、疲劳寿命均满足要求，且不会发生共振现象。研究为剑麻收割机的设计及刀具避开共振点频率，减小因振动产生的变形，提供理论和技术参考。     

大蒜联合收获机按压式切根装置设计与试验

针对大蒜联合收获作业过程中根系切净率低与损伤率高的问题,设计了一种按压式切根装置,阐述了其主要结构与工作机理。通过理论计算确定了夹持输送与切割机构作业参数,构建大蒜夹持运动方程和拨轮组动力、变形及切割力学模型。以链轮、拨轮和圆盘刀转速为试验因素,伤蒜率和切净率为试验指标,利用Design-Expert 8.0.5软件进行回归与响应面分析,构建三元二次回归模型,得到各因素对指标值的影响顺序。结果表明,当链轮、拨轮和圆盘刀转速为107、52、197r/min时,装置性能最优,伤蒜率和切净率分别为0.63%和97.07%。对比鳞茎顶端定位“浮动切根装置”的最优参数组合,结果表明,所提出的装置伤蒜率降低2.15个百分点,切净率提高3.9个百分点。对优化因素进行试验验证,验证与优化结果基本一致,满足大蒜机械化收获高效切根作业要求。     

刀盘式马铃薯削皮装置设计与试验

国内马铃薯净菜和鲜切产品的需求巨大，针对我国马铃薯加工和机械化去皮技术发展滞后的问题，设计了一款刀盘式马铃薯削皮装置，可实现马铃薯的切削、排屑和排料等作业。利用该装置进行削皮试验研究，结果表明，削皮效果影响程度依次为刀盘转速＞削皮时间＞尺寸规格＞单次喂入量。最佳切削工艺参数为中型马铃薯（90 mm＜长径≤120 mm，200 g＜单个质量m≤400 g），一次喂入4 kg，以325 r/min加工50 s，在此加工参数下，基于图像处理的削皮评分94.1，损耗评分89.6，损伤评分99.3，综合评分94.3。      

切碎组合式木薯秸秆粉碎机关键部件设计

针对收获后木薯秸秆资源浪费程度高和机械化处理程度低等问题,设计了一种木薯秸秆切碎机。该机采用先切断再粉碎的组合方式将木薯秸秆集中切断并粉碎。该机主要由间歇输送装置、切割装置和粉碎装置组成。切割刀具采用锯齿形圆盘刀,切割断面好、工作效率高,并选定液压缸作执行机构,以实现对木薯秸秆切割的循环作业。木薯秸秆输送装置采用不完全齿轮带动滚筒间歇性运转,通过带传动,实现输送装置的间歇性输送。粉碎刀具采用具有很高硬度和耐磨性的优质碳素工具钢T12作为刀具材料,形状选用Y型甩刀,可缓解拐角处的应力集中,而且斜切的方式更省力。刀具排列方式采用均力免震法,可提高机器的平衡性和减少振动。