油麦兼用型气送式集排器匀种涡轮设计与试验

针对油麦兼用型气送式免耕播种机宽幅播种时各行排量一致性受地表坡度变化影响的问题,设计了一种利用输送气流驱动转动、安装于分配装置的匀种涡轮,分析了匀种涡轮进口工作角和出口工作角对输送气流速度的影响,确定了影响3种匀种涡轮工作特性的关键参数。应用CFD仿真中的6自由度动网格模型及台架试验,对比分析3种匀种涡轮对输送气流分布及匀种涡轮转速的影响,结果表明：进口工作角和出口工作角均为锐角的匀种涡轮可提高种子的输送及搅拌性能。选择叶片数量为4、6、8、10的匀种涡轮进行了分配装置内流场分布仿真试验,结果表明,增加匀种涡轮叶片数量可提高匀种涡轮出口处输送气流分布的稳定及均匀性。利用智能种植机械测试平台模拟田间作业不同地表坡度时,安装不同数量叶片的匀种涡轮对各行排量一致性的影响,结果表明：转速为20～50 r/min,沿播种机作业方向的前后与侧向单向组合摆动、前后与侧向往复组合摆动角相对平整地表在-5°～5°变化,叶片数量为8时,油菜及小麦各行排量一致性变异系数最小,分别为4.99%～5.82%和3.85%～4.92%;前后与侧向单向组合摆动角绝对值为5°时,叶片数量为8的匀种涡轮比无匀种涡轮排种油菜和小麦时各行排量一致性变异系数分别降低7.53、11.98个百分点,满足地表坡度变化时油菜及小麦的排种要求。     

4SY-1.8型油菜割晒机输送与铺放装置设计

针对油菜收获机械化程度低和油菜成熟度不一致的农艺特征,设计了一种4SY-1.8型油菜割晒机,重点开展了输送与铺放装置关键部件的设计,确定了集伸缩拨指滚筒、立辊筒、输送带和铺放装置等于一体的输送铺放系统,分析确定了各装置的主要结构参数与运行参数。田间试验结果表明:所设计的输送与铺放装置能有效地实现油菜茎秆的流畅输送和有序铺放,统计测定得出的茎秆铺放角平均为50.33°,满足油菜分段收获的后续机械捡拾作业农艺要求。      

油菜分段收获齿带式捡拾器的设计与试验

根据我国油菜生产特点和技术需求,应适当发展分段收获,为此,设计了一种齿带式油菜分段收获装置。本文对齿带式捡拾收获装置的结构和工作原理进行了分析,重点研究了齿带捡拾装置的仿形、输送和捡拾等装置的优化配置,以探索新的工作原理和新的结构设计。进行了齿带式油菜捡拾装置参数优选试验,得到机组前进速度、齿带输送速度和齿带输送倾角与损失率的关系。采用正交试验的方法进行试验,并对试验数据进行极差分析,找出适合齿带捡拾器收获油菜的最佳参数组合。三个影响因素按重要性排序为:机组作业速度>输送带速>输送倾角。确定了一组最优的参数组合:机组前进速度0.71m/s,输送带速0.9m/s,输送倾角12°。     

油菜联合收获机集成式纵轴流脱离装置设计与试验

针对油菜联合收获机链耙式输送器结构复杂、输送路程长、存在堵塞的问题,设计了一种集成式纵轴流脱粒分离装置,将强制喂入装置与纵轴流脱粒分离装置合二为一,二者呈"T"字形垂直排布,取代传统的链耙式输送器,依靠强制喂入装置和纵轴流脱粒分离装置实现油菜输送、抓取、脱粒分离功能。依据集成式纵轴流脱粒分离装置的工作过程,确定了强制喂入轮和纵轴流脱粒滚筒直径和转速等主要参数。试验表明,喂入量为2.0 kg/s,强制喂入轮转速在300~450 r/min时,该装置脱粒油菜的夹带损失率低于1.31%;强制喂入轮转速为400 r/min、喂入量在1.0~2.5 kg/s时,夹带损失率低于1.18%,符合油菜脱粒分离装置的设计指标。田间试验表明集成式纵轴流脱粒分离装置可适应油菜联合收获机的作业要求,实现物料由割台至脱粒分离装置的均匀连续输送和脱粒分离功能。     

4LZ-2.5型自走式油菜联合收获机的研究与开发

简要阐述了我国现阶段油菜种植结构、自走式油菜联合收割机的发展现状及存在的问题,介绍了油菜联合收割机收割、输送、脱粒、清选以及秸秆还田的设计过程,确定了液压系统、电器系统和智能监控系统的关键参数。试验结果良好,可满足我国油菜跨区作业的需要。      

4SY-1.8改进型油菜割晒机主要装置设计与试验

针对油菜成熟度不一致而导致联合收获损失率大、收获期短的问题,对适合油菜分段收获的4SY-1.8型油菜割晒机进行了改进,提出了一种集成横向和纵向输送的组合式茎秆输送装置,分析确定了拨禾轮、切割装置、组合输送装置等关键部件的结构参数及运行参数。田间试验表明:油菜割晒机能实现有序中间条铺,收割机械直播油菜时,茎秆上层铺放角23.6°,下层铺放角17.1°,铺放角度差小于10°,根差小于0.12 m;收割人工直播油菜时,茎秆上层铺放角小于5°,下层铺放角小于2°,角度差小于5°,根差小于0.1 m。作业质量满足行业标准要求。     

油菜精量联合直播机覆秸装置设计与试验

在长江中下游稻油轮作区,前茬水稻机收后秸秆全量留田,当接茬进行油菜精量联合直播作业时,浮秸易缠绕直播机触土部件,造成机具堵塞、种子落在秸秆上难以出苗等问题。为此,结合油菜覆草种植农艺措施,提出适于油菜直播水稻秸秆覆盖还田的机械化作业方案,设计了一种与油菜精量联合直播机配套的覆秸装置。通过理论分析,确定了覆秸装置关键环节工作部件的结构参数、安装位置与安装角及工作转速范围。控制秸秆喂入量分别为0.9、1.1、1.3kg/s,进行性能测试试验,验证了理论分析确定的各部件工作转速的适宜性和秸秆输送顺畅稳定性,结果表明,当播种覆秸作业机组配套69.9kW拖拉机、前进速度0.7m/s、捡拾装置滚筒转速80r/min、集秸装置螺旋输送器转速270r/min和链式提升装置转速270r/min时,机具作业顺畅,秸秆捡拾率达到90%以上。控制均匀铺放装置转速分别为210、240、270、300、330r/min,当转速为300r/min时,秸秆覆盖均匀率最高,超过92%。田间试验表明,覆秸直播机秸秆通过性能良好,各环节工作部件作业稳定,各项设计指标均满足技术标准要求,设计的覆秸装置与油菜精量联合直播机集成,一次作业可完成水稻浮秸的捡拾、堆集、输送、覆盖以及旋耕整地、开畦沟、施肥、油菜播种等工序,适宜在水稻机收后秸秆未作任何处理的稻茬田作业。     

4SY-2型油菜割晒机设计与试验

设计了与联合收获机底盘配套,适合于我国南方小面积移栽油菜的4SY-2型油菜割晒机,分析和确定了拨禾轮、切割装置、输送和铺放装置等关键部件的结构参数。田间试验表明：油菜割晒作业时茎秆铺放角小于或等于30°,铺放角度差小于或等于15°,割晒总损失率小于或等于     

4SY-2型油菜割晒机设计与试验

设计了与联合收获机底盘配套,适合于我国南方小面积移栽油菜的4SY-2型油菜割晒机,分析和确定了拨禾轮、切割装置、输送和铺放装置等关键部件的结构参数.田间试验表明:油菜割晒作业时茎秆铺放角小于或等于30°,铺放角度差小于或等于15°,割晒总损失率小于或等于2%.     

油菜钵苗物理机械特性试验研究

对油菜钵苗茎秆进行物理机械特性试验,测定不同苗龄下油菜钵苗茎粗及苗高,对不同苗龄的油菜钵苗进行拔苗试验,茎秆挤压、拉断试验。研究表明:湘杂1613的油菜钵苗在同一时间段内,茎粗与苗叶高度大致成正态分布;油菜钵苗拔苗力随拔苗位置的上升而增加,随拔苗倾角的增加呈现先减小再增加的趋势;油菜钵苗茎秆的耐挤压、耐拉能力随时间的增加而增加;油菜钵苗最佳拔苗位置在下部,取苗机构最佳拔取幼苗角度为50°左右,最佳移栽苗龄为5叶1芯。该结论为设计油菜钵苗移栽机械取苗输送部件提供了初步的试验基础,同时为进一步研究油菜移栽机械取苗、护苗、栽插参数等关键部件结构、运动学动力学参数提供理论依据。      

油菜茎秆弹性力学特性试验研究

油菜茎秆的弹性力学特性是在油菜颗粒物料运动理论研究中所需要的基础数据。为此,采用TA-XT2i型物性测定仪对收获期的油菜茎秆整体、油菜茎秆内海绵体及油菜茎秆外壳分别进行了弹性力学特性试验,并对试验结果进行了拟合和对比分析。结果表明:在加载阶段,油菜茎秆整体和油菜茎秆外壳的受力均随着加载深度的增加而增加,显示出较明显的弹性特征,但油菜茎秆内海绵体则由于其松散的结构在加载深度超过2mm后出现应力屈服现象。研究结果可为后续油菜颗粒运动研究提供参考。     

对旋轴流式喷水推进泵压力脉动的数值计算

为了解喷水推进泵内部压力脉动特性,以对旋轴流式喷水推进泵为研究对象,应用计算流体动力学(CFD)方法,采用雷诺时均法并引入SST k-ω湍流模型使方程封闭,对对旋轴流式喷水推进泵进行设计工况下非定常数值模拟.经网格无关性检验后,计算得到的推进泵功率与扬程与设计值基本一致.在首级叶轮进口处,首、次级叶轮轮缘间隙处,轴向间隙及导叶进口处设置监测点,监测不同位置的压力脉动数据.得到各监测点的时域图和频域图并对各监测点压力脉动特性进行了对比分析.结果表明:对旋轴流式喷水推进泵内压力脉动主要受叶频的影响,首级叶轮和次级叶轮轮缘间隙处的压力脉动不仅与首、次级叶轮的叶片数有关,还与喷水推进泵叶轮数量有关;受两级叶轮反向旋转的影响,轴线方向上首级叶轮与次级叶轮之间轴向间隙处的压力脉动幅值最大, 轴向间隙的压力受到首级叶轮和次级叶轮的共同影响;次级叶轮出口与导叶进口处压力脉动主要受到导叶回流的影响.     

4SY-1.8型手扶式油菜割晒机设计与试验

针对油菜联合收获机械对油菜成熟度要求高、适收期短、收获损失率大、作业能耗高等问题,设计了一种适应于南方小田块油菜分段收获的4SY-1.8型手扶式油菜割晒机,进行了油菜的切割、分禾、铺放与挂接等装置的结构设计与分析。田间试验表明：设计的油菜割晒机能有效完成中间分禾、两侧条铺的割晒作业;割晒油菜的铺放角度平均值为36.4°,在45°以下概率为75.8%;割茬高度平均值为278.2mm,在230~330mm以内的概率为85.2%;铺放宽度平均值为1027.6mm,在1150mm以下的概率为 81.1%;作业质量满足后熟晾晒和机械化捡拾收获农机农艺要求。     

高地隙、宽轮距拖拉机改装设计

以铁牛47.8～69.8 kW拖拉机为研究对象,结合最大产棉地区的新疆棉田作业工况,提出了高地隙、宽轮距拖拉机设计原则。对拖拉机前、后轮轮距及前、后轴离地最小间隙进行了计算,校核计算了拖拉机前、后轴的承载能力,计算结果正确。设计的高地隙、宽轮距拖拉机满足了棉田作业要求。      

离散化技术在离心泵设计上的应用

论述了采用离散化进行离心泵叶轮轴面投影图设计的两种方法。对轴面投影图设计的正问题－－由前后盖板流线确定轴面投影图的传统的程序设计方法进行了优化;同时着重讨论了由后盖板流线及附加中线方程确定轴面投影的图的一种设计方法－－轴面投影图设计的反问题,采用离散化技术避免了繁琐的内切圆圆心轨迹推导的数学过程,运用高次多项式作为函数,改变多项式的阶数及系数进行优化设计,适用于对汽蚀和效率有不同要求的离心泵设计。     

油菜轴流脱粒滚筒性能对比试验

在自行研制的轴流式脱粒分离试验装置上,对钉齿、短纹杆和纹杆-板齿3种不同结构的轴流脱粒滚筒进行了油菜脱粒性能对比试验。分析了不同结构轴流滚筒的脱粒损失率、功耗、脱出物沿滚筒轴向的分布、脱分特性、脱出物各成分比例以及对后续清选的影响等。     

对旋式轴流泵后置叶轮水力性能分析

为了研究对旋式轴流泵后置叶轮对其水力性能的影响,采用CFD软件对该对旋式轴流泵装置进行数值模拟计算,将前置叶轮与后置叶轮水力特性进行对比分析,研究后置叶轮的进口安放角对整个装置水力特性的影响,最后通过模型试验验证数据的可靠性.结果表明:在设计工况下,对旋式轴流泵扬程为11.32 m,效率为87.57%.在小流量工况下,流量为300 L/s左右泵提前进入马鞍区,此时泵扬程为14.06 m,效率为79.48%;在大流量工况下,流量为440 L/s时,泵装置扬程为2.24 m,效率为54.16%.对旋泵后置叶轮的水流进口冲角要大于前置叶轮的水流进口冲角,导致后置叶轮叶片做功能力增强,后置叶轮扬程增大.改变后置叶轮安放角,特别在小流量工况下,后置叶轮的马鞍区同样提前,后置叶轮的进口液流角几乎相同.研究结果对于对旋式轴流泵后置叶轮的设计和优化提供参考依据.     

电动机前置和电动机后置潜水贯流泵装置水力性能比较

为了推动潜水贯流泵装置在低扬程泵站中的应用,提出了电动机前置的新型潜水贯流泵装置型式.基于某大型潜水贯流泵站的设计参数,分别设计了电动机前置和电动机后置2种型式的潜水贯流泵装置方案,采用数值模拟方法对这2种型式潜水贯流泵装置的三维流场分别进行数值计算和分析,预测泵装置的扬程和效率,并比较其水力性能和结构特点.结果表明:这2种型式潜水贯流泵装置的进水流道内水流收缩都平缓均匀、流线层次分明,电动机前置方案出水流道内水流扩散平缓且无旋涡或其他不良流态,电动机后置方案出水流道内主流偏向流道扩散段右下侧并在左上侧产生旋涡;电动机前置方案的流道水头损失小、泵装置效率高,水力性能优于电动机后置方案;电动机前置方案的潜水电动机密封更可靠、电动机支撑结构更合理、水泵导叶体的水力设计更成熟.潜水贯流泵装置应优先采用电动机前置方案.     

玉米茎秆甩刀式切碎装置的设计与试验

针对现有穗茎兼收型玉米收获机茎秆切碎装置位于整机后部,在作业过程中茎秆被轮胎辗压,造成茎秆切碎含杂率高的问题,设计了一种可以安装在割台下方的茎秆切碎装置。对切碎装置“L”型切碎甩刀进行结构设计,对单个甩刀进行有限元静力学分析,得出甩刀的应力图和变形分布图,可知甩刀工作时所受应力和变形量均在允许范围内。对切碎装置进行田间试验,结果表明:茎秆切碎长度合格率为90.6%,茎秆含杂率为0.5%,切碎装置满足设计要求。     

基于多体模型的重型车辆对路面动载特性

利用SIMPACK软件分别建立重型车辆前悬架、后平衡悬架、转向系统和轮胎模型等,在此基础上建立重型载货汽车整车多体动力学模型,并采用谐波叠加法构建随机路面,建立了一个可考虑路面不平度的重型车辆对路面动载特性研究平台,利用该平台探讨了重型车辆轮胎三向动载荷与路面不平度、行驶速度的关系.仿真结果表明:前轴轮胎纵向动载荷小于中、后轴轮胎纵向动载荷,前轴轮胎侧向和法向动载荷大于中、后轴轮胎侧向和法向动载荷,中、后两轴轮胎动载荷相差很小;路面在A～D级、行驶速度为60～90 km/h时,前轴车轮法向动载系数大于中、后轴车轮法向动载系数,前轴轮胎法向作用力小于中、后轴轮胎法向作用力.