便携式采茶机切割器运动仿真与试验

利用ADAMS软件对双动割刀往复式切割器进行运动仿真研究,依据仿真结果,应用响应面法对一次切割率、重割率和漏割率进行分析,确定齿距20mm、齿高19mm、刀机速比1.05为最优组合。此时,一次切割率、重割率和漏割率分别为76.45%、21.34%和2.50%。利用双动割刀往复式切割器进行田间试验,并与仿真结果进行对比分析。结果表明,一次切割率实测值与模拟值绝对误差小于6%,漏割率实测值与模拟值绝对误差小于2%。此方法可为便携式采茶机切割器的参数优化提供理论依据     

收获机械往复式切割器切割图的数值模拟与仿真

通过对往复式切割器工作原理的分析，利用Matlab软件对切割器切割图进行了数值模拟。对影响切割图各区域面积的关键参数进行了仿真计算，得到了提高切割质量、降低功率消耗的较优运动参数和结构参数组合。方差分析结果表明，切割器类型、割刀进距、动刀片刃部高度对空白区和重割区面积影响显著，动刀片宽度、前桥宽度对面积影响不显著。     

水稻切割器的试验研究——不同节距切割器性能的对比

本文对节距分别为76.2、60.50mm的大、中、小三种切割器进行了切割水稻的台架试验和理论分析。正交试验以割刀节距、割刀平均速度和机器前进速度三项为试验因素,测定了包括割刀阻力、功率消耗、割槎高度及其变异系数在内的七项性能指标。分析了三项因素对七项指标各别的影响,并以加权评分法,综合评定了三种切割器的性能。用计算机从理论上计算了割槎高度及产生破穴切割的机率。小刀片切割器的平均割槎比大刀片的可降低3mm左右,但它产生破穴切割的定刀数,约增加50％,惯性力约增大35％。中刀片切割器的性能指标大都不及大刀片。建议在制定水稻切割器的国家标准时,宜采用宽度为76mm的动刀片,并宜配以轻型护刃器,以利于水田作业并延长刀片的使用寿命。     

往复式切割器割刀往复速度对切割面积的影响

本文通过Matlab软件对切割器参数进行数值模拟,绘制了往复式切割器切割图,形成了重割区、漏割区面积--曲柄转速关系曲线图。结果表明:当刀刃高度和机器前进速度不变时,重割区和漏割区的大小与机器曲柄转速(割刀往复速度)有密切关系。当前进速度不变,随着割刀曲柄转速增大,漏割区变小而重割区变大,反之则相反。该结论不仅为割草机械的切割部件开发提供可靠依据,同时减轻设计人员的劳动强度,提高设计效率。     

谷物联合收获机往复式切割器切割过程的研究—基于切割图分析

为了获得谷物联合收获机的理想工作状态,通过切割图分析,对联合收割机往复式切割器切割过程的一次切割区、重割区以及漏割区面积在不同切割情况下的变化特性进行了理论分析,得出了相应的速度匹配参数.在割刀切割速度与机器前进速度配比等方面为谷物联合收获机往复式切割器工作性能和作业效果的改善提供了理论依据和工作参数设计参考.     

前驱苜蓿刈割压扁机切割装置设计与分析

针对苜蓿刈割压扁机在作业过程中出现的收获质量低、漏割率高、割茬高度不一致等问题,基于苜蓿收获要求,设计了一种前驱苜蓿刈割压扁机的切割装置。对其核心作业部件完成理论设计并确定相关结构和参数,对割刀进行运动学和动力学分析,并基于ADAMS软件对切割器在复杂路面的工作性能进行仿真。研究结果显示:刀盘转速为1800r/min和割刀数量为8片时,能够确保刈割作业不发生漏割现象;切割扭矩主要取决于刀盘转速和割刀刃长;所设计的切割器在复杂路面作业具备良好的通过性,可以保证割茬高度一致。研究成果可为苜蓿刈割压扁机的设计与优化提供参考。     

浅谈往复式切割器的修理调整和使用

切割器是收割机的重要工作部件。据调查,收割机一部分故障,就发生在切割器上,因此,切割器的性能好坏,对收割机工作质量有很大影响。为使切割器工作时能适应密植的谷物顺利的进行切割,不产生堵刀、漏割及刀片负荷过重,应对切割器进行正确的修理、调整和使用。 切割器是由作往复运动的割刀、装有定刀片的护刃器、压刃器和护刃器梁等组成。割刀相对护刃器作往复运动,并与机器一起前进。因此,动、定刀片形成切割副,定刀片是切割时的固定支承,它在切割时与剪刀道理相同,必须使刀片相互保证有正确间隙,才可使切割整齐,所以采用压刃器来实现这一要求。下面将切割器各主要部件在使用中应注意的问题叙述如下:     

往复式切割器割刀磨损对切割图中区域面积的影响

在联合收割机收获作业中，由于往复式切割器不同程度的磨损，使切割图中重割区、漏割区及一次切割区的面积也在不断地发生变化。为此，利用MATLAB软件，对标准往复式切割器在一定工作条件、割刀未磨损及磨损量分别为5％、10％、15％和20％时，切割图中3个区域的面积进行了计算，并定量地描述了割刀磨损量与切割图中3区域面积的变化规律。     

窄节距低割茬往复式切割器的研究

通过绘制往复式标准型切割器的切割图,对其在不同进距下的割茬高度进行了分析,得出降低割茬的关键在于减小作物茎秆被动刀横向或纵向推移的距离的结论,并进行了论证。据此提出了窄节距低割茬切割器的设计依据。该切割器制作完成后,证明切割效果良好。     

浅谈往复式切割器的修理调整和使用

切割器是收割机的重要工作部件。据调查,收割机一部分故障,就发生在切割器上,因此,切割器的性能好坏,对收割机工作质量有很大影响。为使切割器工作时能适应密植的谷物顺利的进行切割,不产生堵刀、漏割及刀片负荷过重,应对切割器进行正确的修理、调整和使用。 切割器是由作往复运动的割刀、装有定刀片的护刃器、压刃器和护刃器梁等组成。割刀相对护刃器作往复运动,并与机器一起前进。因此,动、定     

小型往复式平衡惯性牧草收割机的研制

在现有牧草切割机的基础上,结合广西复杂的种植环境情况,设计了小型往复式平衡惯性牧草收割机。该小型往复式平衡惯性牧草收割机采用对称的双曲柄连杆机构将旋转运动来变换成割刀的往复运动,由机架、动力机构、传动机构及执行机构4部分组成。首先通过小型柴油机带动传动装置,从而带动双动刀片往复切割牧草;双动刀片同时做方向相反的往复直线运动,对双刀间的牧草进行剪切,牧草切割完后便沿着特殊设计的犁型曲面挡板滚落到车轮两侧。对称设计的动刀片在刀片变向瞬间可抵消大部分惯性,可有效平衡刀片在切割过程产生的惯性振动,使得切割后留茬平整,破头率降低,利于牧草的再次生长。试验结果证明:牧草破头率降低25%,作业质量符合农艺要求,结构设计合理,为非平原地带牧草收割提供了技术支持。     

水稻秸秆反旋深埋滑切还田刀优化设计与试验

针对水稻秸秆深埋还田时,还田刀作业功耗过高和缠草的问题,结合还田机作业过程,分析还田刀功耗过高和缠草的原因,设计了一种反旋深埋滑切还田刀。使用阿基米德螺旋线设计还田刀侧切刃,提高还田刀的滑切性能,计算并验证侧切刃曲线的动态滑切角满足土壤-秸秆滑出还田刀的条件,使用圆弧曲线设计还田刀正切面,以耕宽和正切面安装角为依据确定圆弧半径为60mm。运用离散元仿真软件EDEM进行了反旋深埋滑切还田刀与传统还田刀的仿真对照试验,结果表明反旋深埋滑切还田刀的秸秆还田率、抛土性能与传统还田刀基本一致,作业功耗降低18.19%,选取留茬高度、刀辊转速和机具前进速度为影响因素,选取作业功耗为评价指标进行正交试验设计,确定影响还田机作业功耗的因素从大到小依次为：刀辊转速、机具前进速度、留茬高度。田间试验结果表明：在土壤含水率为20%~30%,地表秸秆覆盖量为336~353g/m2,拖拉机作业速度为低速一挡（1.5km/h）,刀辊转速为250r/min时,秸秆深埋滑切还田刀作业后,平均耕深为18cm左右,秸秆还田率为87.9%~89.7%,地表平整度为2.1~3.7cm,作业指标均满足秸秆还田的农艺要求。     

红花采收机双动对切式末端执行器设计与试验

针对红花采收机械存在的花丝破碎率高,采收效果差的问题,基于低速对切与分段切割的设计思想,研究设计了一种红花采收机双动对切式末端执行器,利用双动刀和多工作段凸轮实现低速夹持切割与分段作业。构建刀具-花丝切割力学模型,对切割过程进行理论分析,确定影响末端执行器性能的关键因素为：切刀进给速度、刃口倾斜角和切刀刃面倾角;并以凸轮转速（切刀进给速度）、刃口倾斜角和切刀刃面倾角为试验因素,以花丝采净率与花丝破碎率为评价指标,进行了三因素五水平二次正交旋转组合试验,得到试验因素与评价指标间的数学模型,对回归模型进行多目标优化,确定最佳参数组合为：凸轮转速27.9r/min、刃口倾斜角16.1°、切刀刃面倾角19.7°,对应花丝采净率为91.78%,花丝破碎率为5.32%。在最佳参数组合下进行田间验证试验,结果表明,花丝采净率为91.25%,破碎率为5.57%,与优化结果误差不超过5%,表明所设计末端执行器能实现花丝的低破碎率采收。     

收获期花生秧蔓切割锯盘设计与试验

为合理设计花生联合收获机切秧装置,在确定以旋转锯切为切秧方式的基础上,分析锯盘刀齿齿顶点和齿根点的运动特性,确定了锯盘的齿高、齿数、齿距等关键参数;通过对秧蔓切割时刀刃的受力分析发现合适的刀齿刃倾角可以减小工作时刀齿所受的阻力;建立了花生秧蔓的几何模型,并借助ANSYS/LS_DYNA进行关于盘厚、齿高、刃倾角的三因素三水平的切割仿真正交试验,试验以切割力为评价指标,确定了在盘厚5 mm、刃倾角20°、齿高17 mm为最优组合时,花生秧蔓的切割力最小为50 N;由自主设计的测力试验台所得试验值与仿真值的相对误差为3.24%,说明有限元仿真法对花生秧蔓切割力的测定是可行的。研究结果可为花生秧蔓切秧装置的设计和参数优化提供依据。     

大蒜仿形浮动切根机构运动特性分析与仿真

为深入研究大蒜仿形浮动切根机构作业机理,进一步提升仿形浮动切根作业质量,开展切根机构仿形浮动作业过程运动学解析,构建切根机构浮动位移量数学模型、回转切刀刃口轨迹曲面数学模型、切刀刃口切割速度数学模型,探明切根机构结构参数和运动参数对仿形浮动切根作业过程的影响;同时,通过ADAMS虚拟样机仿真试验,获取切刀运动轨迹曲线、时间—切割速度曲线和位移—切割速度曲线,分析不同切刀转速、切刀数量、刃口位置点、切刀位移等对切割次数、漏切区、切刀运动轨迹、切割速度的影响。研究结果表明,通过合理设置切根机构结构参数和运动参数,可有效实现机构的仿形浮动切割作业,提升切根作业效果;当蒜株输送速度为1 m/s、切刀倾斜角度为33°、回转切刀转速为2 600 r/min时,根盘处的根系被单个切刀刃口旋转最高点的切割次数可达到2次,且漏切区面积很小;当蒜株输送速度为1 m/s、切刀倾斜角度为33°、回转切刀转速为1 000 r/min、切刀数量为4片时,根盘处的根系被所有切刀的刃口旋转最高点的切割次数为2次,且漏切区面积很小。该研究可为大蒜联合收获仿形浮动切根作业机理研究和机构优化提供理论参考。     

整杆式巨菌草双圆盘切割装置动力学研究与参数优化

巨菌草收获机切割器的模型与工作参数直接影响到收割能耗与质量。基于虚拟样机设计技术与切割仿真理论，利用ugnx1847参数化建立整杆式巨菌草双圆盘切割器三维实体模型及巨菌草物理模型，在adams/view模块中将巨菌草茎秆柔性化，导入adams中完成虚拟样机设计并进行刚柔耦合动力学仿真分析，试验验证虚拟样机设计及仿真的正确性。以刀盘倾角、刀片刃角、刀盘转速为影响因素，切割茎秆的切割力为评价指标表征切割损耗，对影响切割力与切割损耗的因素设计三因素三水平虚拟正交试验，运用统计学软件进行响应面回归分析和方差分析。结果表明：切割器转速为480 r/min，刀片刃角为25°，刀盘倾斜角为2°时，切割力为最低水平266 N，切割损耗有效降低，为巨菌草切割器关键部位的优化设计提供理论和试验依据。     

小型组合式王草铡切打浆机优化设计与试验

针对缺少适合家庭农户使用的王草专用铡切打浆机械问题,设计了一种小型组合式王草铡切打浆机,该机通过更换部件可进行王草的铡切、打浆加工。在现有研究的基础上,分析了轻简化王草铡切和打浆工艺,设计优化了喂入装置、铡切动刀和抛送板等关键部件;利用ANSYS/LS-DYNA软件对铡切机构切割过程进行计算机仿真,通过正交试验确定影响切割功耗的主次因素依次为切刀类型、动定刀间隙、定刀高度,最优水平组合为:铡切机构选取缺口圆弧切刀、动定刀间隙2 mm、定刀高度23 mm;通过试制试验样机,并进行王草打浆优化试验,确定打浆工艺最佳结构及工作参数为:主轴转速1 400 r/min、王草破碎方式采用标准锤片与齿板破碎式、浆料排料方式采用圆孔凹板式。在试验的基础上对小型王草铡切打浆机进行改进,改进后的整机性能试验表明,王草铡切的纯工作时间生产率为545 kg/h,标准草长率为86%,打浆纯工作时间生产率为150 kg/h,浆料中长草质量分数为9.1%。