基于离散元法苜蓿压扁调制过程仿真分析与试验

为研究苜蓿压扁调制机构工作参数对作业性能的影响，采用离散元模拟对基本参数进行优化。基于理论分析，以苜蓿压扁率和压扁损失率为考核指标，采用EDEM软件分别对喂入量、调制辊转速和调制辊间隙作单因素模拟试验，结合模拟试验结果，开展Box-Behnken三因素三水平响应曲面仿真试验研究并对回归模型进行多目标优化。结果表明，各因素对苜蓿压扁率、压扁损失率影响显著性由大到小分别为喂入量、调制辊间隙、调制辊转速和调制辊间隙、喂入量、调制辊转速；最佳工作参数组合为：喂入量2.9 kg·s^-1、调制辊转速694 r·min^-1和调制辊间隙3.7 mm，此时苜蓿压扁率为94.45%、压扁损失率为3.27%，将最优参数通过台架验证试验，测得试验结果与模型优化值相对误差小于3%。研究结果可为相关机具设计和优化提供数据参考和理论依据。     

内侧充种式花生精密排种器性能分析与破碎试验

为提高用于花生播种机的内侧充种式精密排种器的排种质量,降低排种器对种子破碎率的影响,探寻最佳的排种器工作参数组合。基于JPS-12型排种器试验台,采用三元二次正交旋转组合试验设计的方法,以排种轮转速、复式型孔充种孔长度、护种板起始角大小为试验因素,破碎率为试验指标,鲁花11号花生种子为试验对象进行了试验研究。运用DPS软件对试验数据进行了方差分析,结果表明,破碎率影响显著性顺序依次为护种板起始角大小、排种轮转速、复式型孔充种孔长度。运用Matlab软件对数学模型进行了参数优化,得出最佳参数组合为:排种轮转速38 r/min、复式型孔充种孔长度35 mm、护种板起始角大小22°,此时的破碎率为0.65%。试验验证结果表明,理论值与试验值差值为0.06%,最佳参数组合下的破碎率低于花生播种要求。     

6FG-900型核桃分级机的原理与试验

6FG-900型核桃分级机是一种新型分级机械,采用链条带动分级辊运动,辊轴在运动中产生自转运动,调整核桃姿态,同时辊间间距逐渐增大,实现对核桃的连续无级分级。该机也适用于体积不大的类球体的各种鲜果的分级作业。本研究阐述了它的结构特点和工作原理,并通过正交试验得出影响6FG-900型核桃分级机性能的各因素的最佳水平组合。实验表明,当喂入量为15 kg/min,链条前进的速度为24 m/min,分级辊的转速为180 r/min时,核桃的分级精度最高,达到95%。     

6FGH-800型滚杠式红枣分级机研制

[目的]研究采用链驱动的无级可调成对倾斜辊轴分级结构,依据成对辊轴之间相对角度变化进行大小分级的工作原理,实现对不同品种红枣、核桃等果品的尺寸大小分级.[方法]利用CAXA绘图软件设计整机结构及关键部件;采用正交试验和Minitab软件分析确定最优参数组合;通过性能试验和生产考核,测定样机的主要性能指标,考核是否达到设计要求.[结果]红枣分级合格率的最优参数组合,纯小时生产率为1122 kg/h,分级合格率为96;,伤果率为3;,能够满足生产要求.[结论]6FGH-800型滚杠式红枣分级机结构合理、经济实用,设计的振动防堵喂料装置、滚杠间隙调节机构和机架倾角调整机构,解决了常规机械式红枣尺寸分级机分级精度不高、容易“串级”、生产效率低的难题.     

半喂入式花生摘果机的设计与性能测试

为满足花生分段收获机械化生产的需要,在对中国现有花生摘果装置系统分析的基础上,设计一种半喂入式花生摘果机。该机传动系统采用柴油机为动力源,具有2条传动系统分支,分别为夹持输送装置传动系统和摘果装置传动系统;摘果装置为叶片式双辊筒差相组配结构形式,倾斜配置安装;夹持输送装置采用单夹持链与输送导轨相夹紧的结构。通过摘果性能试验,测试摘果滚筒转速大小、夹持输送速度对花生荚果摘净率、破损率的影响。测试结果表明:摘果滚筒转速对摘净率及破碎率影响均极为显著,夹持输送速度对摘净率的影响为极显著,而对破损率影响不显著,设计的摘果机在作业条件下,各项性能指标均能较好地满足半喂入式摘果机具的质量要求。     

花生排种器型孔结构的优化设计与试验

为解决现有花生排种器对种子尺寸适应性差的问题,设计了由调整片控制种窝尺寸大小的内充型孔轮式花生排种器．以单穴单粒率、重播率、漏播率为试验指标,以排种器转速、种窝长度、种子大小为试验因素进行二次正交旋转组合试验．试验结果表明,影响排种性能的主次顺序为：种窝长度、种子大小、排种器转速．在转速４０ｒ／ｍｉｎ,种窝长度９ｍｍ,种子大小１５.６ｍｍ的条件下,排种性能最佳,单穴单粒率９５.３％,重播率２.７％,漏播率２.２％．结果表明,通过调整种窝长度控制排种器的排种量,使排种器对种子尺寸具有良好的适应性．     

齿带式残膜捡拾机构的设计与试验

【目的】针对钉齿链板式残膜捡拾机构在土壤坚实度较大条件下,链板与辊筒发生打滑的现象,探索将皮带应用于残膜回收机捡拾机构避免此类问题的可行性,设计了一种新型齿带式残膜回收机的捡拾机构,该机构主要由齿带、齿带辊及刮泥装置组成.【方法】首先对齿带、捡拾钉齿、齿带辊的设计及排布参数进行了说明,然后基于Box-benhnken中心组合试验原理,进行田间试验,研究机具前进速度、钉齿入土深度以及上齿带辊转速对残膜回收效果的影响,并对试验结果进行优化,得出工作参数最优组合.【结果】当机具前进速度为5.5 km/h,钉齿入土深度为30 mm,上齿带辊转速为100 r/min时,残膜回收率为90.3%.【结论】该齿带式残膜捡拾机构可以有效捡拾残膜,符合设计标准,能够满足使用要求.     

半喂入式花生摘果机虚拟仿真分析与试验研究

【目的】为了确定半喂入式花生摘果机合理摘果部件的结构形式及作业参数,对不同结构、参数摘果叶片及不同作业条件摘果辊的摘果性能进行虚拟仿真研究。【方法】利用虚拟样机技术在UG软件中建立了半喂入式花生摘果机三维实体模型,在此基础上建立了摘果部件运动分析主模型,通过UG用户界面模块、求解器模块和后处理模块,对摘果过程进行了仿真分析,测试了不同结构、参数下摘果机叶片的运动速度特性,并利用仿真正交试验方法测试了不同作业条件对摘果机作业性能的影响。【结果】虚拟仿真测试表明:叶片结构形式对摘果效果影响较大,在相同作业条件下,直板型、折弯型、圆弧型叶片的水平径向速度分别为0.70~4.28,0.83~3.99和0.56~3.60m/s,垂直速度分别为0.32~3.93,0.10~3.60和0.27~3.31m/s,其中直板型叶片打击作用最强,折弯型叶片打击力有所减弱,但梳刷作用增强,圆弧形叶片打击力相对最弱,梳刷作用最为柔和;圆弧型叶片参数对摘果效果也有较大影响,叶片圆弧半径越大,则后倾弧度越小,摘果过程中打击力相对增大,梳刷作用相对降低,当圆弧半径为50mm时叶片打击效果最好,梳刷效果最差;摘果辊转速对摘果效果影响显著,随转速增大打击力及梳刷作用均有所增强;夹持输送速度对摘果效果的影响与摘果辊水平转角及摘果辊与加持输送链夹角有关,随夹持输送速度增大,打击力及梳刷作用增强,且对打击力的影响强于梳刷作用;当摘果辊转速为500r/min、夹持输送速度为1.5m/s时,摘果作用最强。【结论】通过虚拟仿真技术,获得了半喂入式花生摘果机的作业参数与摘果叶片结构以及作业参数对摘果作业的影响效果,为花生摘果部件的设计及结构参数的优化提供了参考依据。     

基于EDEM的种窝可调式内充种花生排种器的设计与试验

为满足不同品种的花生单粒精密播种需求，设计了1种种窝可调式内充种花生排种器，采用种窝调整盘与型孔盘相配合的工作原理，通过人工手动调节可快速调整种窝长度。利用EDEM软件对3个花生品种的种子在该排种器中的不同因素下的仿真分析，并利用MATLAB软件对仿真结果进行处理分析，确定了花生品种、种窝长度和排种器转速是影响排种质量的主要因素，获得了最优组合参数：‘四粒红’‘豫花37号’和‘豫花22号’的最佳种窝长度分别为9、12、15mm，最佳转速为40r/min；台架试验结果表明，在该组合参数下排种器的3个品种的单粒率分别为96.3%、94.6%和95.1%，重播率分别为2.1%、2.3%和2.7%，漏播率分别为1.6%、3.1%和2.2%；各项指标与仿真结果的误差较小，最大误差为2.43%，其结果均符合排种器排种性能标准，能够较好地适应不同品种花生种子的排种需求。     

饲用苎麻收获机切碎系统设计与试验

为解决饲用苎麻收获机工作中纤维缠绕切碎系统以及喂料不均匀导致标准草长率达不到国家标准的问题,设计了一种喂料间隙自适应的饲用苎麻收获机切碎系统,由喂入压辊部件和切碎部件组成。该切碎系统的喂入压辊部件采用浮动压辊实现喂料间隙随喂入量变化自适应调节,饲用苎麻在喂入压辊部件的夹持推送作用下,由高速旋转的平板型滚刀式切碎器（动刀）切碎。分析得到了影响标准草长率的主要因素有喂入压辊转速、切碎器转速、动定刀间隙。试制了切碎系统性能考核试验台并进行了多因素二次旋转正交组合试验。结果表明,切碎系统的最优工作参数组合为喂入压辊转速 159.16 r·min-1、切碎器转速 848.11 r·min-1、动定刀间隙 0.65 mm。优化模型与验证试验所得的标准草长率分别为 93.18%、92.96%,二者的相对偏差为 0.24%,满足饲用苎麻收获机作业要求。