基于UG的采棉机锥齿箱的三维建模与虚拟装配

介绍基于UG软件的采棉机锥齿箱的建模与装配,实现了采棉机锥齿箱的虚拟设计,缩短了产品的研发周期,提高实际生产的效率与产品的可靠性。     

采棉机摘锭采摘过程的动力学分析

针对采棉机采棉头核心部件摘锭易磨损、易折断的工程实际问题,根据采摘系统的结构特点和振动特性,建立该系统单自由度干摩擦振动模型,考查摘锭在摩擦力作用下的动力学响应,分析了系统运动中存在的黏滑振动,并通过摘锭速度及结构参数的变化揭示了摘锭在工作过程中实际动力学特性,同时探讨了呈现出的动力学行为对摘锭磨损的影响,并提出抑制摘锭磨损的建议。该文的理论分析与数值结果为采棉机摘锭的结构设计及优化提供参考。     

电磁处理提升采棉机摘锭力学性能和耐磨性

棉花机械化收获程度逐年提高,新疆生产建设兵团部分团场已实现100%机械化采收,整体达到85%以上。摘锭是采棉机的核心部件,其表面耐磨性能直接决定了采棉机的作业效率和机采棉品质,因此进一步提高摘锭表面耐磨性一直是重点关注的科学和技术问题。本文在不改变采棉机摘锭结构的基础上,基于电磁处理技术对市场化凯斯摘锭(Case)、迪尔摘锭(Deere)和国产摘锭(Yeer)进行电磁强化处理,并对3类摘锭电磁处理前后的力学性能进行实验室对比分析。摘锭电磁处理后试验结果表明:凯斯和国产摘锭残余应力下降60%,迪尔摘锭下降50%;凯斯、迪尔和国产摘锭涂层弹性模量与硬度的比值(E/H)都小于处理前的21,分别为18、17和20;电磁处理后凯斯和国产摘锭的磨痕宽度下降较迪尔显著,且随着载荷增大磨痕宽度下降趋势也随之增大,但仍是凯斯和国产摘锭下降较迪尔明显。相比较迪尔和国产摘锭,凯斯摘锭经电磁处理后力学性能提升效果最为显著,建议对凯斯摘锭电磁处理后进行田间耐磨性试验验证与评价。     

田间作业条件下摘锭耐磨性能及棉花采净率的试验研究

为了探究田间作业条件下摘锭的耐磨性能与棉花采净率,该研究将未钝化摘锭和钝化摘锭安装到采棉机不同采摘头上,在作业面积达到0、150、300、450、600 hm2时,获取2种摘锭样本并进行切割制样,分析钩齿磨损形貌,提取钩齿磨损面积及镀层厚度,同时测定2种摘锭的采净率。结果表明：未钝化摘锭的钩齿前齿尖易折断,钝化摘锭的钩齿镀层剥落晚于未钝化摘锭。在相同作业面积下,钝化摘锭的钩齿磨损面积更小,在测试位置的镀层厚度更高;当作业面积达到600 hm2时,未钝化摘锭的钩齿平均磨损面积达到2.9×105 μm2,约为钝化摘锭的2.6倍;未钝化摘锭1号、2号钩齿及钝化摘锭1号钩齿测试位置镀层剥落,钝化摘锭具有更加优异的耐磨性能。对照2种全新摘锭的采净率,钝化摘锭的采净比未钝化摘锭低0.2个百分点;当作业面积达到约200 hm2时,2种摘锭的采净率相差不大;当作业面积超过200 hm2时,钝化摘锭的采净率大于未钝化摘锭;当作业面积为450 hm2时,未钝化摘锭和钝化摘锭采净率均达到最大值,分别约为96.4 %和96.7 %;当作业面积为600 hm2时,钝化摘锭的采净比未钝化摘锭高0.5个百分点,钝化摘锭具有更加优异的采摘性能。该研究成果对于采棉机摘锭钩齿的结构优化与修形具有重要意义。     

采棉机摘锭磨损失效分析

新疆是中国棉花主产区,机械化收获程度相对较高.采棉机是高端农机装备,摘锭是其核心零部件在采摘过程中与棉纤维、硬质棉秆接触摩擦导致表面涂层磨损,降低田间采净率及摘锭使用寿命,故其性能好坏直接影响采棉机的运行效率和机采棉品质.该文建立了采棉机摘锭的实体模型,通过有限元方法分析摘锭在脱棉过程中应力与应变的分布规律,旨在揭示摘锭失效的力学机制.数值结果表明表面涂层磨损是作用在钩齿表面上的摩擦力合力在采摘过程中不断撕裂涂层引起、摘锭断裂是扭转变形所致及锥齿轮磨损归因于过载后产生的塑形变形造成.并基于扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)观测失效摘锭的微观结构形貌进行验证,结果表明该有限元分析结果与实际情形基本吻合.     

挖掘机工作及运动状态的仿真与应用研究

该文利用UG软件对SLWY-60型挖掘机进行实体建模,将其成功导入ADAMS软件,针对其工作装置的主要构件的尺寸和位置进行了参数化处理,通过各种铰连接以及运动驱动的定义建立了该挖掘机的工作状态仿真模型.对该挖掘机进行了动力学仿真.在虚拟环境中模拟了该挖掘机的各种真实典型工作状态,并进行了应用研究.将仿真值与实例出厂值进行比较,两者结果吻合良好.该研究为实际产品的优化设计提供了强有力的工具.     

4HJL-2型花生联合收获机摘果机构的设计与试验

为适应4HJL-2型花生联合收获机摘果作业的要求,该文设计了一种螺旋圆弧面板式摘果机构,并对该4HJL-2型花生联合收获机中螺旋圆弧面板式摘果机构进行研究,通过试验建立了摘果机构参数与各试验指标之间的数学模型,并进行了动平衡和田间试验。结果表明,该螺旋圆弧面板式摘果机构可以对花生进行有效摘果,在最优工作参数：摘果搅龙长度168 cm、转速595 r/min、面板宽度47 cm时摘果率99.25%,破碎率0.234%,生产效率1 098.21 kg/h,均符合花生摘果机行业标准（NY/T 993-2006）,满足实际生产要求。研究结果可为花生联合收获机的开发研究提供参考。     

半喂入式花生摘果试验装置的设计与试验

为适应花生分段收获和摘果的需要,通过对中国花生生产机械化现状和摘果方式的调查研究,设计了一种半喂入式花乍摘果试验装置.对摘果试验装置的结构和工作原理进行了分析,重点研究了花生摘果试验装置的喂入、输送和摘果等装置的优化配置,以探索新的工作原理和新的结构设计.进行了半喂入式花生摘果试验装置参数优选试验,求得摘果滚筒转速、夹持输送速度和摘果滚筒直径与摘果指标的关系,得出了影响花生摘果指标的主次因素和各因素的显著性水平,各参数的最优组合为摘果滚筒转速270 r/min,夹持输送速度11.3 m/min,摘果滚筒直径160mm.该研究对半喂入式花生摘果机的设计具有实际指导意义,同时为今后花生摘果机械的研制提供理论依据与科学指导.     

高速水稻插秧机车架的轻量化设计

以某型号高速水稻插秧机车架为研究对象,利用三维建模软件UG对其参数化建模,并导入有限元分析软件ANSYS Workbench中对水稻插秧机车架进行有限元分析。该文进行了车架的应力计算,并对主要变形部位进行应力试验测量,将计算结果与田间试验数据进行对比,验证了有限元计算的正确性。以有限元分析结果为依据,建立了车架优化设计模型,通过计算提出较为合理的车架轻量化设计方案,经优化及结构改进,车架质量降幅达16.77%,证明了该优化方案的经济性和可行性。     

小麦精密排种器特征造型及装配关联设计

利用三维特征造型软件Inventor对小麦精密排种器进行参数化特征造型和基于装配的关联设计，探讨了排种器三维建模过程中的技术要点和基于装配的关联设计技术关键，并动态模拟装配过程和关联产生二维工程图，提高了排种器改型设计和系列化设计的效率，确保了较高的设计精度。 同时为Inventor软件在其它机构设计过程中的应用提供了参考和借鉴。