摘锭式采棉机摘锭试验台测控系统设计与研究

为能够更好的监测摘锭式采棉机摘锭在采摘过程的工作状态,得到动态采摘过程中摘锭对棉花的采摘力学特性。在单摘锭试验台的基础上,重新优化原有的设计结构,研制出基于LabVIEW的摘锭试验台测控采集系统。该系统主要有驱动控制部分、数据采集、保存和上位机三部分组成,可以实时显示采集摘锭转速,输送进给速度,电流、电压和扭矩等数据和工作状态检测,且对数据进行保存的功能。测试表明:采摘装置的转速差<3%,空载时,试验台的各项参数稳定可靠,测量准确;采摘时,扭矩的范围在0.15～0.17 N·m,籽棉与铃壳的分离力约为1.32～1.47 N。本研究可以为摘锭式采棉机采摘机理和工作参数优化提供理论基础。     

统收式采棉机采摘头的设计与采摘性能试验研究

针对统收式采棉机采摘特点和要求,利用现代设计方法,对采摘头部分进行了结构和参数设计,确定了采摘滚筒的长度和半径、工作倾斜角度、摘锭的结构和安装尺寸、排列方式和摘锭间距等一系列参数;同时,利用正交试验方法,对采摘头采摘性能进行了试验研究。结果表明:影响采摘性能的主次因素分别为摘锭间距、采摘滚筒的转速和摘锭圆周排列数量;当采摘滚筒的转速为500r/min、摘锭圆周排列数量为6、摘锭间距为60时,采净率达到93%以上。该试验为采摘头的进一步优化提供了依据。     

弹齿滚筒式辣椒采摘装置性能的试验研究

针对弹齿滚筒式辣椒采摘装置采净率低、破损率高、损失率严重的问题,设计试验台并进行采摘装置性能的试验研究。以运行速度、齿间距离、滚筒转速作为试验影响因素,以采净率、破损率、损失率为指标,对试验结果进行极差分析和方差分析。结果表明:当运行速度为3m/s、齿间距离为45mm、滚筒转速为150r/min时,采摘装置采净率可高达95.29%,破损率降低为2.89%,损失率减少到6.47%。同时,针对采净率建立回归方程,为采摘机理研究和分析提供了必要的参数依据。     

多滚筒脱粒分离装置试验台

为研究多滚筒脱粒分离装置的脱粒分离性能,设计了多滚筒脱粒分离试验台.该试验台采用模块化结构,可组合成多种形式的脱粒分离装置,同时以工控机和信号采集卡为控制系统核心,用VC++编写测控软件对工作部件的转速、扭矩、功率等参数进行实时采集、显示、处理和分析,获得在不同工况下的脱粒分离性能指标.在多滚筒脱粒分离试验台上对横轴流三滚筒脱粒分离装置进行了试验.该试验台能模拟和再现多滚筒脱粒分离的全过程.     

QXS-4.0纵轴流清选试验台的设计

清选是联合收割机的重要工作环节之一,其工作性能指标直接影响到联合收割机的整机性能。为此,针对目前还没有成熟的理论体系能描述纵轴流滚筒脱粒后清选机理的现状,设计了纵轴流清选试验台。试验台工作部件更换调整方便,运动参数可实现无级调节;设计了能够分析脱出物和清选后籽粒空间分布的接料箱;采用了工控机和PLC相结合的测控方法,实现了工作部件转速、扭矩、频率和风速等参数的实时采集、显示与处理;模拟和再现了纵轴流滚筒脱粒后作物清选的全过程,进行理论的试验研究。     

谷子轴流脱粒与分离试验台的研制

针对轴流式谷子收获机械发展现状,研制了杆齿式轴流脱粒与分离试验台,并进行了总体结构、主要参数及关键部件的设计。数据采集系统实时监测喂入量、转速及扭矩等工作参数和温湿度等环境参数,通过MCGS将数据储存到数据库,以报表形式显示实时和历史数据,并生成数据变化曲线。该试验台能够完成喂入量、滚筒转速、栅格尺寸等多个参数试验研究,可为脱粒与分离参数的优化提供参考,进而对脱粒机以至谷物联合收割机的研制提供依据。     

耕作部件性能试验台测控系统—基于ZigBee和LabVIEW

为了解决耕作部件性能试验台测控系统布线复杂、电源线对传输信号干扰大的问题,在原有耕作部件性能试验台基础上设计了基于ZigBee和LabVIEW的测控系统。ZigBee无线网络以CC2530为核心,建立由协调节点和终端节点组成的星型网络结构,采集终端采集耕作部件动力学参数,控制终端控制耕作部件工作状态;基于LabVIEW开发环境设计试验台PC端测控软件,实现对耕作部件工作性能参数可视化显示、在线调整和存储的功能。对并列旋耕式开沟器耕作性能进行试验研究,试验结果表明:并列旋耕式开沟器工作扭矩与前进速度成正比,且随速度的增加工作扭矩速度增加趋势变缓。通过试验验证,该系统运行稳定,简化了试验台布线,提高了数据传输质量。     

荞麦割前气吸摘脱试验台设计

针对现有谷物联合收获装备难以适应荞麦收获特性的问题,研制了一种荞麦割前气吸摘脱收获试验台。以喂入速度、喂入口风压和滚筒转速为影响因素,收获率和飞溅损失率为评价指标进行试验研究。通过正交试验确定了影响收获率的主次因素为滚筒转速＞喂入口风压＞喂入速度;影响飞溅损失率的主次因素为喂入口风压＞喂入速度＞滚筒转速。以收获率最大、飞溅损失率最小为优化目标,获得最佳参数组合为滚筒转速500 r/min、喂入口风压80 Pa和喂入速度0.5 m/s,此条件下可得试验台收获率86.37%、飞溅损失率9.23%。该研究可为荞麦机械化收获装备的相关设计提供参考。      

横置差速轴流脱分选系统设计与试验

针对横置轴流滚筒长度受限和脱出物在清选筛入口一角堆积严重的问题,设计了以同轴差速脱粒滚筒、圆锥形清选风机、双层振动筛和螺旋板齿式复脱器为主要工作部件的横置差速轴流式脱分选系统。为了提升横置差速轴流脱分选系统工作性能,设计了喂入量为2 kg/s的试验台,采用二次正交旋转组合设计法进行工作性能试验,考察差速滚筒转速组合、圆锥形风机叶片锥度、差速滚筒高低速段长度配比3个因素对损失率、破碎率、含杂率和脱粒功耗4个性能指标的影响。建立了损失率、破碎率、含杂率、脱粒功耗的回归数学模型,利用Matlab优化工具箱对回归数学模型进行了多目标优化计算。结果表明:影响横置差速轴流脱分选系统损失率、含杂率的3个因素主次顺序依次为差速滚筒转速组合、圆锥形风机叶片锥度、差速滚筒高低速段长度配比;影响横置差速轴流脱分选系统破碎率、脱粒功耗的3个因素主次顺序依次为差速滚筒转速组合、差速滚筒高低速段长度配比、圆锥形风机叶片锥度;最优参数组合为:差速滚筒转速组合750、850 r/min,风机叶片锥度3.8°,高速段比例30%;对应工作性能指标为:损失率1.57%、破碎率0.71%、含杂率0.38%,脱粒功耗6.67 k W/kg。田间试验结果表明,横置差速轴流脱分选系统工作性能指标优于行业标准。     

捡拾器试验台性能参数分析与优化

捡拾率和功率消耗是捡拾器两大性能指标,影响捡拾器性能的工作参数很多,如弹齿离地高度、滚筒转速、机器前进速度及草条密度。为此,对改进前后的实验台性能做了对比分析,试验发现,滚筒转速、前进速度、草条密度对捡拾器工作性能参数影响最为明显。应用正交试验方法,在相同工作参数下对改进前后试验台进行对比试验,通过IBM SPSS软件对正交实验数据进行方差分析,结果表明:改进后试验台性能优于改进前试验台。     

苜蓿调制试验台测控系统设计与试验

为研究调制辊工作参数对苜蓿调制性能的影响,在已有苜蓿调制试验台的基础上,利用LabVIEW软件设计了一套试验台测控系统。该测控系统主要由电动机控制系统、数据采集系统、调制辊间隙调节系统和上位机系统4部分组成,实现了调制辊转速在350~1350 r/min之间的连续可调和调制辊间隙在2~4 mm之间的精确控制,数据采样速率最高可达1 kHz,并在测控系统显示界面上实时显示与保存试验台工作过程中固定辊与传动轴之间的扭矩和转速曲线、电动机功率曲线以及浮动辊轴承座与间隙调节液压缸之间的压力曲线。利用配备测控系统的试验台,以紫花苜蓿为试验对象,采用Box-Behnken试验设计方法进行了三因素三水平响应面试验,结果表明,该测控系统能够实现试验台精确控制与数据实时精准采集。分别建立了单位能耗、苜蓿压扁率和压扁损失率与试验因素的二次回归模型,得到了试验条件下调制工作参数的最优解分别为:调制辊转速775 r/min、调制辊间隙3.3 mm、调制辊单位工作长度喂入量2.77 kg/(m·s);同时,得到了苜蓿调制试验目标值的最优解分别为:单位能耗909.25 J/kg、苜蓿压扁率96.67%、压扁损失率1.67%。利用紫花苜蓿进行了验证试验,结果表明,在最优工作参数组合条件下,单位能耗、苜蓿压扁率、压扁损失率分别为931.42 J/kg、94.33%、1.65%,与模型优化值的相对误差均小于3%。该测控系统为苜蓿的调制试验提供了可靠的技术支撑,也为苜蓿调制机构的设计及工作参数的选择提供了数据参考和理论依据。     

红花丝采摘头端面凸轮机构的设计与试验

针对目前红花丝人工采收强度大、效率低及机械化程度不高等问题,以课题组研究的梳齿式红花丝采摘头为研究对象,根据红花丝物料特性统计分析,结合采摘头结构,设计了采摘头端面凸轮机构。根据工作原理进行红花丝采摘头台架试验,借助高速摄像观测从动件运动,验证端面凸轮轮廓曲线理论分析的正确性。以红花丝采摘成功率为响应指标,以端面凸轮安装角、采摘头转速及采摘头安装高度为影响因素,分析各因素对采摘成功率的影响,优化获得红花丝采摘头试验台的最优值。结果表明:当采摘头安装高度960mm、端面凸轮初始安装角-6.8°、采摘头速度48.40r/min时,采摘成功率为65%。研究结果对红花丝采摘机的研发具有重要的参考价值。     

PFZ-2.2型喷雾喷粉机风机综合试验台研制

介绍了PFZ-2．2型喷雾喷粉机风机综合试验台的总体设计、结构参数和试验结果。该试验台采用调速电机和皮带柔性传动实现对不同额定转速风机的试验：转速、扭矩和功率通过高精度传感器转换成电量信号。由计算机采集、处理．可实现对喷雾喷粉机风机叶轮超转速试验和风机叶轮的轴功率试验。用该试验台对3MF-50型喷雾喷粉机的风机进行的超转速试验和对其叶轮的轴功率试验表明：该试验台具有可靠性好、显示直观、测试精度高等优点。     

采棉机单摘锭试验台采摘过程试验分析

利用单摘锭试验台和高速摄像系统,对摘锭的整个采摘过程进行实时拍摄,研究分析影响采棉机采净率的主要因素有:水平摘锭转速、棉花进给速度、水平摘锭本身的材料和制造工艺、棉花开放状态、摘锭工作时和棉花之间的角度、棉绒含水率等。但每个因素作用的程度不同,在试验过程中不可能对每个因素都进行试验分析,所以把摘锭转速和棉花开放状态作为试验目标,采取单因素法进行研究。     

纵轴流脱粒分离试验台的设计

脱粒分离是联合收割机的重要工作环节之一,其工作性能指标直接影响到联合收割机的整机性能.为此,设计了纵轴流脱粒分离试验台.试验台工作部件更换调整方便,运动参数可实现无极调节.同时,设计了分析脱出物籽粒空间分布的接料箱.采用了工控机和采集卡相结合的测控方法,实现了对工作部件的转速、扭矩等参数实时采集、显示和处理,模拟和再现了纵轴流滚筒脱粒分离作物的全过程.     

鲜食大豆收获机弹齿滚筒式采摘装置设计与试验

针对鲜食大豆采收劳动强度大,人工采摘效率低,缺少相应收获机械装备等问题,结合鲜食大豆种植模式和采摘期植株物理特性,设计了一种弹齿滚筒式鲜食大豆采摘装置。阐述了弹齿滚筒采摘装置的工作原理,对采摘过程中的豆荚进行运动学分析,并对装置关键部件进行了参数设计和结构优化,确定了影响作业效果的因素。通过单因素预试验确定了关键参数的范围,以前进速度、滚筒转速、割台高度为试验因素,以掉落率、挂枝率、破损率为试验指标进行三因素五水平二次正交旋转中心组合试验,建立了试验因素与试验指标间的数学模型,并分析了各因素对试验指标的影响。对模型进行粒子群算法优化,预测最优参数组合为：前进速度0.43m/s、滚筒转速245r/min、割台高度4cm,对应的掉落率、挂枝率和破损率的预测值分别为10.6%、4.4%、5.6%。对最优参数组合进行田间验证试验,结果为掉落率11.8%,挂枝率4.0%,破损率6.1%,试验结果与理论预测值的相对误差均不高于10.1%。方差分析表明各评价指标的实际值和预测值之间不具有显著性差异。研究结果可为鲜食大豆采摘装置设计提供参考。     

谷子半喂入脱粒装置试验台设计

设计的谷子半喂入脱粒装置试验台可实现谷子茎秆在立姿提升、水平输送过程中,对谷穗进行碾压、梳刷和抖动,达到籽粒与谷码的分离。试验台采用组合式结构设计,工作部件的结构和运动参数调整方便。测控系统中,以工控机和信号采集卡作为硬件控制系统的核心,采用测控软件系统对试验过程中工作部件的转速、转矩和功率等参数进行实时采集、显示、处理与分析,为谷子半喂入式联合收获机的关键部件设计提供了依据。     

青贮玉米喂入切碎装置设计与试验#br#

为探究青贮饲料收获机功率分布情况,设计青贮玉米喂入切碎试验台。该试验台主要由插禾运输机、喂入装置、切碎装置和测控系统等组成,测控系统可实时采集喂入装置和切碎装置的扭矩和转速等信息,进而得到各个部件的功率消耗。为验证该试验台的工作性能,以青贮玉米秸秆为试验对象,以喂入速度和功率为试验因素进行多次试验,得到喂入装置和切碎装置的空载功率分别为1.5 kW和2.0 kW,满载瞬时最大功率可达5.8 kW和29 kW,标准草长率为87.44%。本研究可为青贮饲料收获机的进一步优化提供数据参考和技术支持。     

影响辣椒机械化收获效果的因素分析

本文参照自走式辣椒收获机采收辣椒时实际作业状况,设计了两因素三水平的试验方案,分析采摘滚筒转速与作业行驶速度对辣椒果实破损率以及辣椒果实损失率的影响。试验表明采摘滚筒转速与采摘作业行驶速度是辣椒收获中辣椒果实破损率及损失率的主要影响因素,通过合理匹配作业行驶速度与采摘滚筒转速在破损率与损失率之间获取平衡以达到损失率最低的目的。     

采棉机液压机械无级变速器试验台设计与试验

设计了一种满足中大型采棉机行驶需求的液压机械无级变速器试验台,完成了各部分设计及搭建,并进行了相关试验。基于液压机械无级变速器工作原理和传动特性,针对自主研发的分矩汇速等差多段式液压机械无级变速器,提出试验台整体设计方案,确定试验台各装置组成,设计试验台动力负载部分、测控人机交互部分与传动固定部分,并进行相应试验。结果表明:液压机械无级变速器试验台运转平稳,能够实现液压机械无级变速器参数测试,转速和负载的变化与换段时速度下降幅度呈正相关。研究可为采棉机液压机械无级变速器试验台的设计与试验提供理论依据。