不同辊齿对甘蔗收割机辊轮输送影响仿真分析

甘蔗收割机辊轮输送结构输送能力的大小直接关系到整个物流系统的通畅性能,是评价甘蔗收割机整机性能优劣的关键因素。为此,对不同辊齿做了比较分析,并进行了仿真与试验研究,结果表明,梯形软齿型辊齿能有效提高辊轮的甘蔗输送能力。由此为小型甘蔗收割机整机完善的物流输送系统的研制提供了方案。     

小型整杆式甘蔗收割机拨蔗机构仿真试验研究

通过对小型整杆式甘蔗收割机的拨蔗机构建立仿真运动模型,运用ADAMS动力学仿真软件对仿真模型进行试验研究,分析该拨蔗机构的拨蔗完整率。以机器前进速度、旋转轴转速、拨杆数目为因素,拨蔗完整率为试验指标,设立一个三因素三水平的正交试验。分析三因素与拨蔗完整率的关系,同时对仿真结果的数学模型进行优化分析。结果表明:当机器前进速度为0.9m/s、转轴转速为400r/min、拨杆数目为2时,拨蔗机构的拨蔗完整率可达到的最大值为96.6%。     

甘蔗收割机物流虚拟试验

通过PRO/E和ADAMS虚拟样机技术对甘蔗收割机的整机及关键部件进行动力学仿真,分别对扶起装置、切割装置、夹持输送装置、铺放输送装置和剥叶装置等关键技术进行虚拟试验,研究了各部件收获甘蔗时的物流过程。通过高速摄影试验,分析扶起装置与夹持输送装置衔接过程并进行了田间试验验证。结果表明,虚拟样机能够顺利实现甘蔗的扶起、切割、夹持输送、铺放输送和剥叶等工序,可为生产物理样机提供参考。     

小型甘蔗收割机断尾质量影响因素的试验研究

以研究甘蔗断尾断面质量及切割功耗为目的,采用试验方法,研究了进给速度、刀盘转速、刀盘悬伸长度对断面质量及切割功耗的影响.应用综合评分法处理实验结果,得出较优参数组合,即刀盘转速为900r/min,进给速度为0.488m/s,刀片悬伸为60mm.通过方差分析得知,刀盘转速对试验结果影响高度显著.同时,探讨了3种不同圆盘切割器的断尾效果,得出工具钢刀片的断尾质量最好且功耗最小的结论.     

基于EDEM甘蔗切割器入土切割仿真试验分析

为了明确甘蔗收割机所用的不同结构切割器以及工作参数(刀盘倾角、行走速度)对进入输送通道泥土量的影响效果,采用离散元分析法建立甘蔗切割器入土切割蔗垄仿真模型,以收集装置收集土壤颗粒质量为试验指标,切割器种类、刀盘倾角、行走速度为试验因素,进行三因素三水平完全交叉分组仿真试验。在入土切割深度为70mm、刀盘转速为650r/min条件下工作,仿真试验结果表明:对进入输送通道泥土量影响因素由主到次关系依次为刀盘倾角(B)、行走速度(C)、切割器种类(A),且三因素对其影响均极其显著。其中,切割器种类A1与A2之间差异不显著,A3与A1、A2之间差异显著,且切割器A3入土切割时泥土带入量最少,切割器A1泥土带入量最多;刀盘倾角各水平之间差异显著,且当刀盘倾角为B1时,泥土带入量最多,刀盘倾角为B3时,泥土带入量最少;行走速度C2与C3水平间差异不显著,C1与C2、C3之间差异显著,且当行走速度为C1时,其泥土带入量最少,行走速度为C3时,其泥土带入量最多。分析切割器入土切割过程可知:土壤颗粒经过切割器作用后,大部分土壤颗粒呈向后抛送状态且不同颗粒向后抛送速度不同,研究结论可为今后的甘蔗切割器结构设计及工作参数优化提供参考。     

整秆式甘蔗收割机柔性夹持输送装置

华南农业大学研制的整秆式甘蔗收割机的两种柔性夹持机构,其中链轮张紧式夹持输送机构存在功率消耗大、链条所需张紧力大等问题.试验表明,在夹持力达到要求的情况下,应将张紧力保持在450～550N比较合适.圆弧轨道夹持输送装置,链条采用轨道支撑、将原输送线路中直角部分改为圆弧过渡、减小输送线长度.通过对新装置进行相关参数确定和试验测量表明,新设计能够在很小的链条张紧力下稳定工作,并且消耗功率明显小于原装置.     

甘蔗收割机单圆盘切割器切割运动分析与仿真

为研究收割机单圆盘切割器运动对甘蔗切割质量的影响,提高切割器的切割质量,根据单圆盘切割器运动方程,结合甘蔗收割要求,建立单圆盘切割器不漏割一般条件式,对不漏割最大速比与切割器结构参数之间的关系进行分析,并利用机械动力学仿真分析软件ADAMS建立切割器连续切割多根甘蔗的运动学仿真模型,进行了刀片刃线上单点及刀片刃线的运动轨迹仿真分析研究,验证了不漏割一般条件式的正确性,为甘蔗收割机结构参数设计提供依据.     

马铃薯联合收获机输送臂的运动仿真

马铃薯联合收获机输送臂是一个二自由度刚性连杆机构,结合输送臂的本体特征建立了输送臂的运动学方程,通过控制输送臂的末端位置,使输送臂能够按照给定的轨迹进行运动。同时,为了实现实时控制,使用ADAMS系统仿真软件对输送臂在虚拟环境中真实地模拟系统运动,并对其在工况下的运动和受力情况进行仿真分析,观察并试验各组成部件的相互运动情况,输出位移、位置等所需要的数据曲线,以达到跟踪控制的最优指标和更好性能。     

甘蔗收割机齿轮箱的模态分析与试验验证

齿轮箱是甘蔗收割机中切顶装置的重要组成部分,齿轮箱的振动情况直接关系到切割甘蔗的效率和质量,因此对齿轮箱振动的研究成为当前研究的重点。基于此,笔者以某甘蔗收割机齿轮箱为研究对象,采用理论分析与试验相结合的方法对齿轮箱的频率和振型进行研究,首先通过有限元分析软件HyperWorks得出齿轮箱三维模型在自由模态下的固有频率和振型,然后通过西门子LMS设备采集齿轮箱试验模态信号得到齿轮箱在力锤敲击下的输入与输出函数,接着对试验结果采用PolyMAX（俗称参考点最小二乘复频域法）的方法提取模态的相关参数,最后再与有限元分析结果进行对比分析,得到与之相对应的频率和振型。研究结果表明,齿轮箱理论模态与试验模态之间的误差控制在10%左右,误差较小且振型基本相符合,因此齿轮箱有限元模型正确。本次分析结果为齿轮箱后期的结构优化和设计提供重要理论依据,节省了每次改动遇到试验分析的步骤,大大提高了产品优化设计的效率,节约了工作成本,缩短了产品更新的周期。     

小型甘蔗收割机压蔗横杆的设计与仿真分析

通过对已开发的小型甘蔗收割机在实际切割过程中受力状况的分析,在原有台架上增设一个扶砍蔗辅助装置-压蔗横杆.通过合理的结构设计,并建模仿真,最终证明压蔗横杆不但可以稳固台架,还成为扶砍蔗过程中的一个辅助支点,有助于甘蔗的扶起分流、压倾,便于切割,提高切割质量.     

甘蔗收割机物流堵塞影响因素的试验研究

为探讨甘蔗物流堵塞的成因与影响因素,在自制的小型甘蔗收割机上进行物流通畅性试验,通过正交试验分析了砍蔗刀盘转速、提升装置表面材料、喂入辊转速及喂入辊耙齿形状等因素对甘蔗通过堵塞关键节点(即砍蔗机构)的时间的影响。结果表明:提升装置表面材料、砍蔗刀盘转速及喂入辊耙齿形状对甘蔗物流通过时间有显著影响,提升装置表面材料的摩擦因数大则甘蔗通过砍蔗系统的时间缩短,在一定程度上提高刀盘转速和改进喂入辊耙齿形状也能提高甘蔗物流通畅性。     

履带式甘蔗收割机坡道行驶稳定性分析与仿真

我国甘蔗种植区域主要在缓坡和丘陵地,为更好地开展履带式甘蔗收割机丘陵山地作业,需对履带式收割机的坡道行驶稳定性进行分析。以两履带与四履带式甘蔗收割机为研究对象,以极限倾翻角为评价指标,对两机纵、横坡倾翻稳定性进行理论分析。利用RecurDyn仿真软件对两机坡道行驶稳定性进行仿真。仿真结果显示：两履带式(输送臂水平旋转0°、+90°)、四履带式的纵上坡极限倾翻角仿真值分别为24.0°、31.0°、35.0°。两履带式(输送臂水平旋转0°、+90°)、四履带式的纵下坡极限倾翻角仿真值分别为36.0°、32.0°、27.0°。两履带式输送臂水平旋转+90°时纵上坡行驶稳定性比水平旋转0°时好,四履带式纵上坡行驶稳定性比两履带式好,纵下坡行驶稳定性则相反。两履带式(输送臂水平旋转-90°、0°、+90°)、四履带式的横坡极限倾翻角仿真值分别为21.0°、18.0°、12.0°、16.0°。两履带式输送臂水平旋转角度与横坡倾斜角度相反,行驶稳定性越好。四履带式横坡行驶稳定性比两履带式输送臂为+90°时好,比两履带输送臂为-90°、0°时差。研究结果表明：四履带式坡道行驶稳定性比两履带式好,更适应...     

甘蔗收割机切割刀盘浮动控制系统的设计与试验

为了探究切割刀盘浮动控制系统设计方法,笔者以甘蔗收割机为例,首先分析了甘蔗收割机的工作原理,给出切割刀盘浮动控制系统结构图和刀盘升降自动控制原理,然后确定刀盘浮动控制系统设计总思路,最终根据切割液压压力试验和入土切割深度试验,得出切割刀盘高度自动调节的可行性。仿真结果证明：当以0.25 m/s速度前进切割时,阻力由3.51 MPa增加到9.45 MPa,入土切割深度由3 cm增加到10.6 cm;刀盘深度均保持在入土3 cm左右,最大误差0.7 cm,可以说明通过优化硬件可以降低切割深度控制误差,符合割茬小于3 cm为合格切割的规定;通过切割刀盘高度自动调节装置,可以根据不同蔗地环境以及切割状态,建立数据库,利用人机交互界面,制定不同的控制方案,最终实现切割刀盘高度的自动调节。     

甘蔗收割机柔性夹持输送装置驱动马达负载的分析

了解执行机构驱动负载是设计液压驱动系统的前提。为此,以华南农业大学自主研制的4ZZX-48型侧后悬挂式整秆甘蔗收割机的无轨道柔性夹持输送装置为研究对象,根据其结构及工作原理,采用逐点张力法,分析了夹持输送链条的张紧力及其影响因素,建立了该装置的驱动负载模型,并进行了试验验证。结果表明,在纵向和横向输送链条的张紧力分别为409~751N和389~721N、工作转速为250~350r/min时,内外侧链条的启动负载分别为103~134N·m和68~107N·m,稳定工作时的负载分别为50~60N·m和68~72N·m。当链条的参数选定后,链条的张紧力对夹持装置的驱动负载影响最大。     

推倒喂入式甘蔗收割机中间输送均匀性试验研究

对于推倒喂入式甘蔗联合收割机来讲,喂入的甘蔗在这种收割机的中间输送通道内,是否能均匀铺开,对后续的剥叶质量有重要的影响。本文基于华南农业大学新研制的4GZL-132整秆式甘蔗收割机对甘蔗物流均匀铺开进行实验研究。通过试验获得影响甘蔗中间输送均匀铺开的因素的主次关系,依次为:输送辊筒转速A、喂入量B、上下辊筒间隙C,并找出各因素影响甘蔗铺开效果的变化规律。     

马铃薯联合收获机输送臂系统的运动防碰仿真

针对马铃薯联合收获机输送臂系统的结构,提出了基于Adams-Matlab的联合仿真方法和防碰撞控制的限位算法;在对运动防碰问题分析的基础上,对二自由度输送臂系统的运动防碰进行了仿真分析,得出了输送臂转角θ1和θ2关于时间的变化曲线,以及输送臂与马铃薯距离、输送臂与车斗壁距离随时间的变化曲线,证明了限位算法和控制方法的可行性,有效解决了输送臂运动防碰问题。     

切段式甘蔗收割机排杂仿真建模方法研究

针对目前切段式甘蔗收割机排杂装置排杂机理研究匮乏的问题,通过SolidWorks和ICEM建立了排杂装置简化的几何模型,对收割机切段后的蔗料进行了分类,并利用EDEM离散元软件进行建模及离散元参数的测定和标定。采用Fluent软件进行了收割机排杂装置的稳态风场仿真,通过室内试验进行了验证。在此基础上,采用计算流体动力学CFD(Computational Fluid Dynamics)和离散元方法DEM(Discrete Element Method)的耦合方法建立了排杂装置-蔗秆段-蔗尾(碎蔗)-蔗叶的耦合仿真模型,并通过田间试验进行了验证。结果表明:建立的排杂装置-蔗秆段-蔗尾(碎蔗)-蔗叶的耦合系统仿真模型合理,可为进一步研究排杂装置工作机理及优化排杂装置提供参考。     

甘蔗收获机切割系统对物流输送影响的仿真分析

基于物理样机物流输送堵塞现象,分析了切割系统结构部分存在的问题,对甘蔗收获机切割系统的结构进行改进,确定了各主要零部件的结构及其之间的相互位置关系。通过实体建模软件SolidWorks建模,采用虚拟样机技术进行动态仿真分析,验证改进的切割系统对物流输送的通畅性,为样机的研制提供数据支撑。     

基于压力反馈的甘蔗收割机台架液压升降系统仿真

根据我国南方地势起伏不平以及甘蔗茂密、蔗叶交错的甘蔗收割环境,提出了一种基于压力反馈的甘蔗收割机台架液压自动升降系统.为此,介绍了该控制系统的工作原理和信号的处理方法,应用AMEsim软件进行建模与仿真分析.仿真结果表明,通过采用压力反馈的方式,液压升降系统能够根据负载的变化自动控制台架升降,从而保证刀盘始终能够紧贴地面进行收割,从而实现提高甘蔗收割机收割质量的目的.     

三角履带式甘蔗收割机转向系统的设计与试验

针对我国目前山地甘蔗收割困难、缺乏适用收获装备的问题,设计了三角履带式甘蔗联合收割机转向系统,主要包括后桥、轮桥连接架的设计和转向油缸行程确定。针对关键部件转向后桥和轮桥连接架进行了受力计算与有限元应力分析,对转弯半径进行了计算,并进行了相应的试验。关键零件应力测试试验结果表明:转向后桥的最大静应力为43. 67MPa,动态稳定应力约50MPa,仿真误差为12. 66%;轮桥连接架转向最大静应力158.59 MPa,动态应力为176 MPa,仿真的误差为9. 89%,仿真与实际基本一致。转弯半径试验结果表明:理论转弯半径为6.4m,实际测试时由于车速不同,转弯半径在6.127～6.5m范围内,与理论最大误差4.27%,在可接受范围内,转向系统的设计达到了设计要求。