麻山药根茎力学特性测试研究

利用上海衡翼精密仪器有限公司生产的微机电子万能力学试验机,对新鲜麻山药的根茎进行拉伸、压缩和弯曲试验,结果如下:麻山药中"紫药"根茎的抗拉强度平均值为0.647MPa,标准差为0.110MPa;抗压强度平均值为0.226MPa,标准差为0.050MPa;抗弯强度平均值为3.667MPa,标准差为0.944MPa。试验表明:麻山药根茎最易受压缩破碎,抗拉性比较差,抵抗弯曲破坏变形能力较强;机械化收获时,应尽量减少机械作用对根茎的压力作用和拉伸,以减少麻山药根茎的破碎率。本研究为麻山药收获机械的振动松土机构的结构参数和运动参数优化设计提供了理论依据。     

烟秆弯曲与压缩特性试验

为设计烟秆拔取、切割、粉碎和夹持机构,需知道烟秆的某些物理特性,为设计提供设计参数。以收获期烟秆为试验对象,在SANS-CMT6104微机控制电子万能试验机上进行了弯曲、压缩试验。试验结果表明:烟秆抗弯模量平均值64.74MPa,标准差为3.49MPa;最大抗弯强度平均值40.77MPa,标准差1.33MPa;压缩弹性模量平均值为10.41MPa,标准差为4.53MPa。烟秆的最大抗弯力为1668.51N,最大抗压力为2366.87N,最大抗压应力对应的应变值为16.09mm。     

甘蔗尾茎力学特性试验

为获取甘蔗尾部茎秆的力学特性参数,利用精密型微控电子万能试验机对蔗尾生长点以下1~3节茎秆的拉伸、压缩力学性能进行试验。结果表明:蔗尾节位对抗拉、抗压强度的影响极其显著,抗拉、抗压强度由中部向尾部顶端生长点方向显著减小;蔗尾生长点以下1~3节抗拉强度平均值分别为1.44、2.87、4.72MPa,拉伸弹性模量平均值分别为22.02、27.60、37.09MPa。各节茎秆直径与抗拉强度呈二次函数负相关关系,随着直径的增大,抗拉强度减小。抗压强度平均值分别为4.04、5.22、6.66MPa;压缩弹性模量平均值分别为23.93、25.37、2 4.1 2 MPa;各节茎秆直径与最大压缩载荷之间呈幂函数正相关关系,随着直径的增大,最大压缩载荷增大。试验结果为甘蔗收获断尾机械的设计及建立数学模型进行动力学仿真提供了理论依据。     

根茎类中药材收获机械化应用及研究现状

近年来全球对中药材的需求日益旺盛,中药材种植面积逐年增加,根茎类中药材收获机的需求也随之增长。目前我国根茎类中药材收获仍以人工收获和中小型挖掘机收获方式为主,机械化水平较低、生产效率低,严重制约中药材产业的发展。从我国中药材种植现状出发,综合分析我国根茎类中药材收获机械化应用和研究现状,重点阐述关键部件挖掘机构、分离机构和输送机构的研究现状,总结归纳制约收获机械化发展的主要问题：农机农艺融合程度不足、联合收获机械的研发积极性不高、收净率和破损率缺乏系统性研究以及收获作业的智能调控技术缺乏研究。提出低耗深挖技术、柔性低损分离输送技术和智能调控技术是我国根茎类中药材收获机械化的未来发展趋势,为我国根茎类中药材收获机的研究提供借鉴和参考,以促进根茎类中药材收获机械化进一步发展。     

基于砂质轻质土壤的根茎收获机研究设计

针对我国根茎作物种植和收获机械现状,设计出一种基于砂质轻质土壤根茎收获机。生产试验和性能测试表明:装置作业质量和性能指标参数符合设计要求,具有田间作业中成型切削、抬升土壤、快速摔落和疏松土壤、自然覆土和人工采取根茎等农艺功能。试验结果表明:该设计解决了同类机具结构庞大、传动和震动机构复杂、适应区域性差、对土壤扰动较大等问题,提高了作物收获效率和质量,性能稳定,可靠性高,作业成本低,结构简单,易于制造,具有较好推广应用价值。     

葱白力学特性参数的试验研究

收获期大葱葱白的结构尺寸及含水率等影响大葱收获方案、夹持位置和铺放流程的设计,掌握葱白的力学特性,可为大葱的夹送收获方式及收获过程仿真研究提供支持。为此,借助Design-Expert12软件的四因素三水平方案,确定含水率、位置、直径、加载速度对葱白抗压强度及剪切强度的影响规律,且位置对抗压强度及剪切强度的影响显著。通过葱白力学参数测定数据的统计分析,确定葱白各部分的力学特性差异不大,主要受葱白组织结构的影响,且中部的抗压强度及剪切强度较弱,上部和下部相近。试验结果表明:葱白上部抗压强度平均值为0.33MPa,弹性模量平均值为2.44MPa;葱白中部抗压强度平均值为0.37MPa,弹性模量平均值为2.76MPa;葱白下部抗压强度平均值为0.39MPa,弹性模量平均值为2.56MPa;葱白上部剪切强度平均值为0.207MPa,葱白中部剪切强度平均值为0.19MPa,葱白下部剪切强度平均值为0.21MPa。由此可见,大葱葱白力学特性差异不大可视为匀质体,被夹持位置应尽量夹在上部与下部,从而减少大葱的收获损伤。     

金针菇拉伸试验研究

瓶栽金针菇采摘机械的设计需要进行金针菇相关力学试验研究来提供相关参数,从而加快金针菇由人工采摘向机械化采摘模式转变的进程。依据瓶栽金针菇测量的数据结果,将金针菇的菌柄划分为上部、中部和根部三部分,对上部和中部进行拉伸试验研究,建立金针菇力学模型,计算金针菇菌柄不同部位的弹性模量和拉伸应力等相关力学参数。金针菇上部最大拉伸载荷平均值为1.89 N,弹性模量平均值为5.11 MPa,剪切模量平均值为1.96 MPa,拉伸应力平均值为0.52 MPa;中部最大拉伸载荷平均值为3.09N,弹性模量平均值为8.27 MPa,剪切模量平均值为3.18 MPa,拉伸应力平均值为1.06 MPa。结果表明单根金针菇越靠近其根部,抗拉强度越强。为采摘机械的行程设计和采摘部位的选取提供依据,促进金针菇机械化采摘和食用菌产业机械化、智能化发展。     

甘薯收获期薯块机械物理特性参数研究

针对收获期甘薯薯块机械物理特性进行研究,为甘薯联合收获机关键部件设计及作业参数确定提供基础理论支持。利用DGF30/7-IA型电热鼓风干燥箱测定"苏薯16"的含水率为75.31%;利用排水法测定"苏薯16"的密度为1.13 g/cm~3;利用电子万能试验机分别采用10 mm/min、20 mm/min、30 mm/min三种不同加载速度对"苏薯16"进行压缩特性参数试验测定,并结合理论计算得出甘薯薯块轴向弹性模量、泊松比和剪切模量平均值分别为4.42 MPa、0.44和1.53 MPa,甘薯薯块径向弹性模量、泊松比和剪切模量平均值分别为3.71 MPa、0.41和1.31 MPa,甘薯薯块轴向弹性模量、泊松比和剪切模量的标准差分别为0.59、0.02和0.19,甘薯薯块径向弹性模量、泊松比和剪切模量的标准差分别为0.45、0.03和0.13,甘薯薯块弹性模量、泊松比和剪切模量的标准差分别为0.77、0.025和0.245,均远小于5,因此甘薯薯块可以看作是各向同性材料。     

大葱夹持力分析与力学特性试验研究

针对现有大葱收获机夹持输送机构出现夹断大葱、无法拔起大葱及输送过程中大葱掉落等问题,设计了一种对称式柔性夹持输送机构。采用力学模型分析了大葱所需要的夹持力,并通过大葱拔起试验对力学模型进行验证;然后利用电子万能试验机对大葱茎秆进行拉伸试验和压缩试验,同时利用回归分析的方法分别研究了大葱茎秆直径与拉断力、压断力之间的关系。结果表明:大葱收获所需要拔起力远远小于大葱茎秆的拉断力,所需要的夹持力也远远小于大葱茎秆的压断力,故在收获过程中不会出现大葱被拉断或被夹断的现象。该研究结论能够为大葱收获机夹持输送机构的研制提供理论依据。     

新型山药收获机切削阻力和功耗的研究

为解决山药、牛蒡等长根茎果实收获难、效率低的难题,设计了一种新型山药收获机,巧妙地模拟考古挖掘的方式,提出了采用去除山药根茎两侧土壤、取其中央的挖掘方法来进行总体机构的设计;根据山药的种植特点和垄沟结构尺寸,确定山药收获机的基本参数;通过运动学和动力学分析,依据土壤切削阻力理论,提出了切削阻力和功率消耗的确定方法,并根据相关农艺要求给出了链刀的切削阻力F1=1 158.3 N,螺旋刀片的切削阻力F2=199.26 N,为收获机具体设计阶段强度校核和安全性、可行性分析提供了重要依据。     

甘蓝收获机割台设计与试验

甘蓝作为我国蔬菜主栽品种之一,其种植面积逐年增大。针对现有甘蓝收获机械存在的切根位置不一致、损伤率高、收获效率低的问题,在甘蓝基础物理性状采集和采收机械力学特性试验研究的基础上,设计一种双行甘蓝收获机。该机采用一次性双行收获方式,配置有专用的手扶式履带动力底盘,收获装置主要包括拔取机构、输送机构、切根机构等,一次下地可完成甘蓝的拔取、输送、切根、装箱等作业。田间试验表明,该收获机割台工作稳定,收获效果良好,切根合格率为95.0%、甘蓝损伤率为6.2%、甘蓝损失率为3.8%,在既定的试验样机田间试验条件的基础上,各项性能指标均达到设计要求和相关标准,可以满足甘蓝的机械化收获要求。研究结果可为甘蓝收获技术及装备的研发提供理论参考和技术支撑。     

生姜力学特性的试验研究

为解决生姜机械化收获损伤率高等问题，探讨了生姜的物理及力学特性。通过试验，测定了收获期生姜含水率为89%～93%,且中部最高、上部次之、下部最低。通过弯曲试验，确定子姜从母姜断裂时的抗弯强度为(1.067±0.033)MPa。借助Design-Expert 12软件，确定了生姜取样位置、取样角度对抗压强度显著，取样位置对抗剪强度显著。通过测定生姜抗压强度试验及抗剪强度，结果表明：生姜上部抗压强度平均值为0.77MPa,弹性模量平均值为2.74MPa,剪切强度平均值为0.47MPa;生姜中部抗压强度平均值为0.82MPa,弹性模量平均值为3.01MPa,剪切强度平均值为0.53MPa;生姜下部抗压强度平均值为0.74MPa,弹性模量平均值为2.95MPa,剪切强度平均值为0.46MPa。由此可见，在收获、运输等环节应尽量避免对生姜子姜上部、下部施加较大力，降低生姜损失。     

小型试验土槽的设计和研究

针对田间试验容易受到时间、天气、土壤条件和地面平整度条件的影响,提出一种新型的小型试验土槽,为马铃薯等根茎类收获机械的挖掘装置试验研究提供工具.小型试验土槽的核心部件为挖掘测试机构,试验的主要对象为多铲类根茎收获机的挖掘铲,主要测试挖掘铲的材料、磨损程度、安装角度以及受力情况等.使用ANSYS Workbench对挖掘...     

基于TRIZ方法的根茎类农作物收获机械创新设计

在《中国制造2025》规划国家相关产业政策的引导下,农业收获机械的研究越来越受到重视。根据现有的根茎类农作物(生姜、马铃薯等)的收获环境,对传统的收获机械进行创新,利用TRIZ创新方法设计一种减轻农民的工作强度、提高工作效率的根茎类农作物智能收获机械。该智能收获机械可以实现将根茎类农作物从土壤中完整取出、农作物果实和茎秆的分离、农作物果实上土壤的清除、农作物果实的收集等功能,主要由动力装置、剪切装置、夹持装置、松土装置、泥土分离装置、收集装置等部分组成。这种基于TRIZ创新方法的根茎类农作物一体化收获机械的设计,利用结构的优势适应更多种环境的收获作业,且通过三维模拟仿真软件进行设计和装配,使结构变得清晰直观,更有助于接下来的开发研究与思考借鉴。     

4SY-2型山药采挖机设计与研究

研究设计了一种山药采挖机,旨在解决山药机械化收获难度大、效率低的问题。阐述了山药采挖机的总体设计方案,确定了关键装置的相关技术参数,创新设计了一体式振动挖掘机构,通过振动齿对土壤的深松作用,实现人工轻松起拨山药收获。田间性能试验表明,4SY-2型山药采挖机作业顺畅,性能稳定,挖掘深度可达80~100 cm,各项技术指标均符合国家标准,满足山药收获的农艺要求,有效解决了农业生产急需,为山药收获机械化水平的提升提供了参考。     

大葱力学特性试验研究

大葱的高效收获对于提高地区经济发展水平有着重要的意义,但葱在机械收获时,对葱的力学特性缺少考虑,收获过程造成葱的损坏。以香葱和分葱为试验材料,在CTM6502精密型微控电子万能试验机上进行拉伸试验。通过分析葱受拉时的力学特性曲线,建立其对应力学模型,获得香葱试样被拉伸时的弹性模量为18.369 12 MPa,分葱试样被拉伸时的弹性模量为50.905 53 Mpa;香葱弹性极限强度为0.253 78 MPa,分葱弹性极限强度为0.164 46 MPa;香葱的屈服极限为0.643 07 MPa,分葱的屈服极限为0.358 16 MPa。上述力学数据结论可为大葱收获机械的夹持机构设计及工作参数确定提供理论依据。     

基于离散元法的宝塔菜联合收获机输送机构研究

针对现有收获机在果实的运送过程中存在的壅土、耗用劳动力大等突出问题,以宝塔菜联合收获机为研究对象,对收获机的输送机构进行了研究设计。使用离散元法建立土壤的运动模型,比较了输送器在不同结构参数和工作参数下果实与土壤的输送情况,确定了收获机合理的设计参数,提高了宝塔菜收获率,为收获机输送机构的设计与研究提供了理论依据。田间初步试验表明:果实和土壤能够流畅输送,证明了运用离散元法分析收获机输送机构的可行性。     

新型爪挖式山药收获装置主杆的设计与分析

开发设计了一种新型爪挖式山药收获装置。该装置可以一次性将山药根茎及其周围一薄层土壤一起自地面挖出,能实现山药的全机械化收获,大大提高山药收获效率,降低山药收获工作强度。针对该装置关键零件主杆进行了静力学分析和线性屈曲分析。经分析,主杆所受的最大应力为5.016 1 MPa,远小于材料的屈服极限250MPa,证明了主杆强度满足要求。求出了主杆前3阶线性屈曲模态以及液压力对线性屈曲模态的影响。     

胡萝卜收获机根茎分离装置设计与试验

为了提高胡萝卜收获机的作业质量,在统计分析主要胡萝卜品种物理特性参数的基础上,设计了一种由平板式齐平器、水平夹持输送机构、双圆盘式切秧机构和上水平夹持输送机构等组成的根茎分离装置。利用解析作图法对双圆盘式切秧机构进行受力和运动分析,得出了茎秆顺利切割满足的力学关系;结合作业速度分析,确定了圆盘刀的转速范围为312~325 r/min;以胡萝卜收获农艺要求及低能耗为目标,通过理论计算得出了圆盘刀的各关键结构和工作参数。设计了两种结构形式的圆盘刀,选取切净率和肉质根损伤率为试验指标,进行对比田间试验,结果表明:在转速315 r/min时,刃角型普通圆盘刀与锯齿状圆盘刀根茎分离效果近似,切秧率均超过90%,肉质根损伤率低于2%。考虑经济性,采用刃角型普通圆盘刀加装根茎分离装置,进行了整机田间试验,结果表明:在机器前进速度1.34 m/s时,胡萝卜收净率98.3%、切秧率90.6%、肉质根损伤率1.8%、总损失率3.5%,符合胡萝卜收获的技术指标要求。     

由浙大设计的包心菜收获机试验取得初步成功

<正>1月6日,由浙江大学研究设计、湖州思达机械制造有限公司协作制造的包心菜收获机试验样机在南浔区南浔镇进行了试验,取得初步成功。作业时,包心菜在收获部件作用下与土壤分离并被推送进入收获机的进料口,经切刀切除根茎后,被连续不断地输送到传送带上。试验中,用户和专家针对该机输送口、转轮装置等机构提出了改进意见和建