小型玉米秸秆收割机的仿真与试验

针对甘肃地区玉米种植地块小且分散,人工收获劳动强度大,生产率低等问题,设计并研制了一种由传动系统、切割装置、扶禾器等组成的小型玉米秸秆收割机。利用Solid Works和ADMAS对整机进行虚拟仿真,得到收割机的性能指标,并对样机进行田间收割试验。结果表明:收割机切割装置转轴的总动能为1.547×105 J,转轴的总冲量为3 858 N·s;在不清除地膜和杂草的条件下,平均割茬高度为1.76 cm,玉米秸秆的平均铺放合格率达95.59%,各装置协调、平稳、可靠,平均工作效率可达5.10 hm2/h。通过整机虚拟仿真得到的转轴动能和冲量可作为收割机切割效果的性能指标。     

4SYT–0.8型自走式油菜苔收割机的设计

借鉴立式油菜割晒机的切割输送方式,研制了4SYT–0.8型自走式油菜苔收割机。油菜苔收割机主要由行走底盘、立式切割台、割台升降装置等组成。确定了切割割台、割台升降装置的结构参数、切割割台与机具前进速度相匹配的横向输送链拨齿线速度、切割器切割线速度等作业参数,作业时可根据菜苔切割高度要求调整切割器离地高度。试制样机在垄宽60 cm、行距40 cm、平均密度39.82万株/hm~2的单垄2行油菜菜苔种植地进行收割试验,结果表明:行驶速度为0.8 m/s、横向输送链拨齿线速度为1.12 m/s、切割器切割线速度为0.96 m/s时,对油菜苔的漏割率为0.8%,输送损失率为1.3%,作业质量可满足要求。     

基于甘蔗切割有限元分析的割台工作参数优化

为了研究垄沟甘蔗收割台的切割性能,分析割台切割器的刀盘倾角、刀盘转速和割台前进速度对切割力和切割能耗的影响。通过试验测量了甘蔗轴向和径向的剪切模量、弹性模量、泊松比分别为0.59 MPa、8.63 MPa、0.458和4.30 MPa、5.25 MPa、0.419。利用ANSYS/LS_DYNA软件和物理特性试验结果对甘蔗的切割过程进行了有限元仿真分析。利用软件Design-Expert.V8.0.6.1对有限元仿真数据进行了方差分析、回归分析和响应曲面分析,其分析结果表明,当机器前进速度为0.45 m/s时,刀盘倾角14°～23°、刀盘转速630～670 r/min为最佳参数范围。对甘蔗进行有限元仿真能缩短试验时间,降低试验的成本,为样机的设计提供有效的依据。     

东风—12小型甘蔗收割机的研制和性能试验

本文叙述了《东风—12小型甘蔗收割机》第三代样机(以下简称样机)的研制情况;具体介绍了样机的结构特点、工作过程及其主要技术参数;并着重对其性能试验结果进行较详细的分析。该样机是一种新型的小型整杆铺放式甘蔗收割机。田间作业的工作过程:分蔗—扶蔗—切割—输送—机后横垄条放。主要结构特点:机型小、结构简单、具有高扶倒能力的拨指链式扶蔗器和高通过性能的轻型金属履带行走装置。性能试验证明,该机有较高的适应性(指地块大小、晴天雨天、旱地湿地、倒伏程度等),作业质量好(指铺放质量、切割高度和宿根破头率),性能稳定,工作可靠,相对生产率较高等优点,是一种性能优越的小型甘蔗收割机。     

基于作物力学特性的甘蔗收割机参数优化与田间试验

以粤糖54-474甘蔗为试验对象，针对其甘蔗皮和甘蔗芯开展力学特性测试。在这些力学特性参数的基础上建立力学仿真模型，进行甘蔗切割的有限元分析与修正，并在此模型的基础上设计正交试验，对甘蔗收割机的刀具往复速度、工作速度、刀具夹角等参数进行优化。基于正交试验得到的优化参数，研制手扶式甘蔗收割机，并开展田间试验。结果表明：甘蔗破头率为6.9%,定向铺放率为91%,损失率为1.4%,初步达到了设计要求。     

基于Adams的甘蔗收割机切割器运动学仿真分析

为探究收割机切割器运动对甘蔗收割质量的影响,提高切割器的切割质量,研究了甘蔗收割机双圆盘切割器的运动学规律,推算出描述该运动规律的计算公式。通过公式计算,得出最佳参数匹配,利用pro/E建立甘蔗切割器三维实体模型,在Adams中进行运动学仿真,对刀刃上单点运动进行分析,得出了刀刃单点的位移、轨迹的运动规律图。结果表明,在不同前进速度、不同刀片数目的情况下,随着公式系数P的增加,甘蔗被重复切割次数会增加,通过合理选取系数,可以算出准确的刀盘转速以达到特定的切割效果。当系数P取1或2时,能够控制甘蔗被一刀或两刀切断,是比较理想的切割效果。     

虚拟样机技术及其在水稻插秧机设计中的应用

提出了基于UG/ADAMS/ANSYS软件的水稻插秧机设计解决方案,阐述了以水稻插秧机为研究对象,建立水稻插秧机的虚拟样机模型,以及对模型的仿真分析、有限元分析等。研究结果表明,用虚拟样机技术可以实现对水稻插秧机的快速、准确分析和改进试验,从而提高设计速度、缩短设计周期,减少设计成本;通过对虚拟样机的真实物理样机考核证明,虚拟样机技术可为复杂农机结构设计提供帮助。     

基于虚拟样机技术的水稻快速插秧机推秧装置设计

文章提出了基于UG/ADAMS/ANSYS软件的水稻快速插秧机推秧装置设计解决方案,并以该装置为研究对象,建立了水稻快速插秧机推秧装置的虚拟样机模型,对该装置进行了仿真分析。结果表明,用虚拟样机技术可以实现水稻快速插秧机推秧装置快速、准确地分析和改进结构,提高设计速度、缩短设计周期、减少设计成本;通过对虚拟设计样机的物理样机考核证明,虚拟样机技术可为农机复杂结构设计提供帮助。     

甘蔗断尾机构工作稳定性的虚拟仿真分析与试验验证

根据甘蔗尾部抗弯、抗压和抗冲击强度显著低于其他部位的特点,探讨了整秆式甘蔗收割机断尾机构的设计方案;分析其设计要求和工作机制,提出了3种断尾机构设计方案。通过ANSYS/ADAMS联合仿真分析比较其工作稳定性,证明防窜动式断尾机构合理可行,具有良好的通过性,上下跳动和左右窜动程度小,可以实现断尾功能。通过虚拟试验得到了防窜动式断尾机构的最优结构参数范围:上下断尾轮的中心距h取320mm到330mm,上下断尾元件的交错角度α取5°到10°。在带有防窜动式断尾机构的整秆式甘蔗收割机断尾机构试验台上,按照最优结构参数进行物理样机验证性试验。结果表明:该断尾机构合理可行,断尾率达到92.5%,理想断尾率达到87.5%。这可为整秆式甘蔗收割机断尾机构设计提供参考。     

用EDEM对收割机谷物搅龙输送效率的仿真研究

对收割机谷物搅龙输送机理进行了分析,以离散单元法为依据,应用颗粒仿真软件EDEM,导入谷物搅龙三维模型,并在EDEM中建立麦粒仿真模型,通过改变搅龙转速及麦粒生成速度(间接反映收割速度)来对麦粒在谷物搅龙中的输送效率进行仿真研究,探讨了搅龙转速和麦粒生成速度如何影响收割机谷物搅龙的输送效率.     

甘蔗收割机刀盘高度自动调节系统模拟试验研究

我国甘蔗种植主要集中在南方丘陵山区,地势起伏大,甘蔗收割机在收割过程中,刀盘不能随着地形变化自动调整高度,无法在合适的位置进行甘蔗切割,造成切割质量差及影响甘蔗第二年发苗和刀具损坏等问题.针对这一现象,设计了一种地面高度检测装置,能够测量出甘蔗垄的相对高度,并利用液压控制系统模拟甘蔗收割机的割台部分,配合检测装置进行了切割刀盘的仿地形自动升降测试.结果表明:地面高度检测装置的最大误差为6mm,采用了该检测装置的刀盘高度自动调节系统误差为9mm,能够满足生产使用的精度要求.     

驱油复合菌系的构建及驱油能力的研究

为构建驱油复合菌系并对提高原油采收率的能力进行评价,在50℃条件下通过长期限制性培养,以乳化和降解石油的能力为指标,获得一组高效稳定的驱油复合菌系。复合菌系发酵液对原油具有降粘和降低表面张力的作用。室内岩心驱油试验表明,水驱后复合菌系驱可提高石油采收率14．47％。2007年9月20日在大庆杏6—3-丙605油井进行了吞吐试验,截止2008年7月31日,采出液平均含水率由93．15％降至90．69％,日产液量提高69．86％,累计增产原油203．95t。表明复合菌系适应地层油藏条件,具有增采作用。     

蔗渣半纤维素·纤维素和木质素分离条件研究

[目的]研究蔗渣中半纤维素、纤维素和木质素的分离条件。[方法]在溶剂-酸-水混合体系中对蔗渣半纤维素、纤维素和木质素进行蒸煮分离,利用单因素试验和响应面分析法对主要影响因素进行分析优化,得到最佳的分离条件。[结果]通过响应面分析法预测最佳的分离工艺条件为溶剂浓度(v/v)69.63%、酸浓度(v/v)6.41%、反应时间4 h,此条件下模型预测的半纤维素水解率为98.07%、纤维素存留率为92.49%、木质素去除率为66.72%,验证试验半纤维素水解率为99.00%、纤维素存留率为92.08%、木质素去除率为67.06%,接近理论值。[结论]研究结果可较好地用于蔗渣半纤维素、纤维素和木质素的分离。     

连续式杏果切分去核机的设计与试验

【目的】 设计一款连续式杏果切分去核机,使其达到产量在600 kg/h之上,损失率5%以下,为提高鲜杏加工效率、减少果肉损失和提高生产率等提供参考。【方法】 采用理论分析与前期试验,确定样机结构以及工作参数要求,进行样机试验。【结果】 鲜杏切分去核设备去核率≥95%,杏肉损失率≤3.5%,生产率达638 kg/h。【结论】 连续式杏果去核机实现了自动上料,有效去核和减少果肉损失。     

盐度对香港巨牡蛎摄食和代谢的影响

为了探明香港巨牡蛎(Crassostrea hongkongensis)的摄食和代谢与盐度的关系,在实验室条件下采用流水系统研究了不同盐度(S)条件下香港巨牡蛎的滤水率(FR)、摄食率(IR)、吸收率(AE)、耗氧率(OR)和排氨率(NR)的变化规律。结果显示:在盐度6～27范围内,盐度对香港巨牡蛎的滤水率、摄食率的影响都极显著,随着盐度的升高,滤水率与摄食率先增大后减小,盐度13时最大,分别为5.93 L/g.h和38.26×106cell/g.h;盐度对吸收率的影响不显著,吸收率为74.77%～78.41%。盐度对香港巨牡蛎的耗氧率和排氨率的影响极显著,随着盐度的升高,耗氧率与排氨率先增大后减小,盐度20时最大,分别为1.76 mg/g.h和0.11 mg/g.h;盐度对O∶N比的影响不显著,不同盐度下O∶N平均值为17.89,表明在本试验条件下香港巨牡蛎代谢所需要的能量主要由脂肪和碳水化合物提供。根据研究结果可以判断,香港巨牡蛎的摄食和代谢活动在盐度13~20之间处于较适宜水平。     

NaOH-乙醇预处理提高甘蔗渣酶法制备低聚木糖效率

目的对甘蔗渣酶法制备低聚木糖(XOS)的工艺进行研究,并通过NaOH-乙醇预处理提高低聚木糖的生产效率。方法首先,对预处理前后甘蔗渣的化学组成进行表征,确定预处理对原料组分的影响。其次,利用接触角和X射线衍射分析技术,探讨预处理对底物湿部化学(润湿性)特性和物理结构的影响。最后,通过高效液相色谱(HPLC)分析检测木聚糖酶水解样品,比较不同预处理强度对酶水解生产低聚木糖质量浓度的影响。结果对于NaOH-乙醇预处理促进木聚糖酶水解的工艺而言,最佳的预处理条件为10 g/L NaOH-乙醇(乙醇的体积分数为50%)预处理。在该预处理强度下,大量的木质素被脱除,脱除率可以达到78.10%;而且,该预处理方式能够有效改善物料的亲水性能,使接触角从61.5°降低到55.4°,同时将纤维原料的结晶度从28.6%提高到32.3%。通过分析酶水解样品可知:当NaOH用量为10 g/L时,可以实现最高低聚木糖质量浓度(1.85 g/L),与未处理原料(0.83 g/L)相比,提高了122.89%。结论对于甘蔗渣制备低聚木糖的工艺而言,采用木聚糖酶水解的方式能够实现从半纤维素到低聚木糖的有效转化,并且采用NaOH-乙醇预处理可以有效提高甘蔗渣的酶解效率,促进低聚木糖的生产。      

氮肥施用方式对甘蔗产量及土壤养分变化的影响

【目的】为提高氮肥在甘蔗生产中的利用率,减少农业生产中的氮污染提供参考。【方法】以ROC22为材料,设3个不同氮肥施用量（38、276和414kgN／ha）和3种不同施用方式（1：氮肥10％作基肥,30％小培土时施用,60％大培土时施用;2：氮肥30％作基肥,70％小培土时施用;3：氮肥全部作基肥施用）。测定甘蔗农艺性状、产量和土壤养分等指标,研究氮肥与甘蔗生长以及土壤养分变化的关系。【结果】甘蔗产量随着氮肥施用量增加而增加,以276kgN／hat曾产效果较好。氮肥早施可以促进甘蔗早拔节、早生长和提高甘蔗产量。土壤氮素、速效钾含量随着氮肥施用量增加而增加,但大量施用氮肥会引起土壤酸化。早施氮肥有利于促进土壤磷酸盐的溶解,提高磷的吸收利用。氮肥作基肥一次性施用容易造成氮流失,氮利用率低。【结论】甘蔗氮肥合理施用方式为两次分施,施氮量为138～276kgN／ha。     

双割台双滚筒全履带式再生稻收割机的设计与性能试验

为降低再生稻头季收获碾压率,设计1台轻量化、宽割幅、低碾压的双割台双滚筒全履带式再生稻收割机。该机由2套收割、脱粒、清选及储粮系统构成,共用1套履带式行走底盘,其收获装置采用对潮湿作物脱粒能力强的轴流钉齿式脱粒滚筒,清选装置采用质量轻、功耗小的气流清选筒式装置。对整机结构及参数进行设计并试制1台割幅为2.55m、理论喂入量为1.6kg/s的样机。以水稻品种"中香一号"为试验对象,对该机进行田间性能试验,结果表明,该机作业速度可达0.24 m/s,割茬高度在0.35~0.55 m间可调,工作效率为0.133hm~2/h。该机碾压率低、质量轻,能满足再生稻头季收获要求。     

甘蔗嫩叶鞘外植体褐变相关因子研究

对6个甘蔗品种嫩叶鞘进行离体培养,研究不同基本培养基、蔗糖浓度、甘蔗品种、取样季节和光照培养条件对外植体褐变的影响。试验结果表明:3种基本培养基中,以N6培养基的外植体褐化率最高(35.44%);当蔗糖浓度为40g/L时,外植体褐变程度最大,而当蔗糖浓度为30g/L时,愈伤组织平均诱导率最高;不同甘蔗品种之间的外植体褐化率差异均达极显著水平,以Badila的最高,福农81-745的最低;在冬季取样,6个品种外植体褐化率极显著增加,而愈伤组织平均诱导率则极显著降低;与全暗培养相比,光照培养(12h/d)的外植体平均褐化率(35.44%)显著增加。因此,在春季取样、采用适当的基本培养基和蔗糖浓度,在暗条件下对甘蔗嫩叶鞘进行离体培养,可显著减少外植体褐化率,并有利于提高愈伤组织诱导率。