我国甘蔗收获机扶蔗器技术研究进展

介绍了我国甘蔗收获机扶蔗器发展历程,从研究方法、性能指标和影响因素等方面对扶蔗器研究现状进行了梳理,并提出有待研究的问题,为相关单位研发甘蔗收获机及扶蔗器提供参考。      

甘蔗逆剥剥叶方式的试验研究

传统离心撞击式剥叶装置采用根部喂入、剥叶辊筒与输入输出辊筒转向相同的剥叶方式,普遍存在着含杂率偏高、无法实现断尾的问题。为此,通过设计的甘蔗剥叶试验台进行了甘蔗尾部喂入、剥叶辊逆剥剥叶方式的试验研究,探索其剥叶效果,并分析了逆剥的剥叶和断尾机理。试验结果显示,逆剥方式在输入输出辊转速254 r/min,第1级剥叶辊(顺剥辊)转速1 152 r/min,第2级剥叶辊(逆剥辊)转速1 152 r/min时含杂率达到最低值0.7%,而断尾率达到100%。与顺剥方式进行对比试验,逆剥效果优势显著。     

立式旋耕机的研究设计与试验

立式旋耕机刀片运动轨迹为余摆线,刀片若没有内折角的情况下,会出现"抗土"现象,其内折角的大小与刀片回转半径、刀片宽度、刀片转速、整机前进速度有关。刀组在装配时,其排列相位角应使刀片在切土范围内受力对称,以减少整机振动。     

各级转速受控式甘蔗剥叶装置的设计与试验

针对甘蔗剥叶装置存在的剥叶后含杂率高、剥叶元件易折断和磨损的问题,设计了各级转速受控式甘蔗剥叶装置。该装置输入输出上、下辊具有仿形功能,剥叶元件采用新型材质。经过对比试验,从3种高分子材料中优选出最适合做剥叶元件的材质,并通过正交试验优化工作参数。该装置优化后的工作参数即输入输出辊转速250r/min、第1级剥叶辊转速1 150r/min、第2级剥叶辊转速2 300r/min时,含杂率为3.1%,折断率为12.5%。     

木薯块根收获技术与机具研究进展

先进的木薯机械化收获技术是指在高效和低损的前提下,从土壤挖出或拔出木薯,并对木薯进行清洁、分切和收集的机械化作业技术。该文重点阐述了木薯收获关键技术研究进展和国内外先进机型的工作原理及技术特点,并从加强基础理论研究、机具结构参数优化、提高机具适用水平以及农机农艺融合等方面展望了我国木薯收获机未来的研究方向。      

自动避障葡萄藤扒土机的设计与试验研究

针对我国葡萄主产区春季扒土工序作业量大、机械化程度低的问题,设计了一种带避障功能的葡萄扒土机,包括机架、扒土部件及避障系统等部件。扒土部件主要由刮土板和绞龙组成,负责将覆土扒开,使葡萄藤外露。避障系统通过伸缩油缸控制扒土部件,使其在作业过程中避开葡萄藤支架。经过现场试验表明:样机出土量大、避障效果好,较好地满足了作业要求。     

蔬菜气吸式排种器四级清种机构设计与试验

为解决蔬菜气吸式排种器吸种时出现一孔多粒现象导致播种质量下降的问题,提出4级锯齿清种作业的方法,并设计了四级清种机构。阐述排种器出现重吸现象的原因,对清种过程中种子的受力建立数学模型,从而确定清种机构安装位置、齿形角度等关键参数。选取清种齿顶与型孔距离、排种器工作转速和气室负压为主要因素进行二次回归正交旋转组合试验并对试验结果进行显著性和回归分析,获得最优参数组合为第4级清种齿顶与型孔距离0.41mm、负压1.22kPa、排种器工作转速5.85r/min,并对最优工作参数进行验证试验和对比试验。验证试验表明,在工作转速为4.5~9.5r/min时,漏清率不大于1.50%,过清率不大于1.88%,与回归方程计算值基本一致。对比试验表明,在转速分别为4.5、7.0、9.5r/min时,采用四级清种机构漏清率分别降低3.2、4.0、5.0个百分点,过清率分别降低0.19、0.83、1.45个百分点,排种合格率分别提升3.42、4.83、6.45个百分点。采用四级清种机构有效降低了清种环节的漏清率,提升了排种器的工作质量。     

种沟土壤-种子-覆土装置互作离散元模型建立与验证

针对研究播种机覆土装置作业过程中种沟土壤及种子微观运动规律时,缺乏准确可靠的种沟土壤-种子-覆土装置三者互作离散元模型的问题,以含水率为(15.7±0.25)%的黏土为研究对象,基于EDEM软件对相关参数及模型进行标定。建立覆土装置与种沟土壤互作模型,通过Plackett-Burman试验,以覆土作业牵引阻力为响应值,筛选出对牵引阻力影响敏感的参数为土壤-土壤滚动摩擦因数、土壤-65Mn静摩擦因数、临界法向应力、临界切向应力,通过最陡爬坡试验确定各敏感参数的取值范围,通过Box-Behnken试验优化得出土壤-土壤滚动摩擦因数、土壤-65Mn静摩擦因数、临界法向应力、临界切向应力分别为0.15、0.31、18.45 kPa、18.58 kPa。以大豆种子为例,建立了种沟土壤与种子互作离散元模型,以种沟土壤与大豆种子碰撞恢复系数、静摩擦因数、滚动摩擦因数为试验因素,以仿真堆积角为评价指标,通过Box-Behnken试验优化得出各试验因素取值分别为0.57、0.33、0.08。建立了种沟土壤-种子-覆土装置三者互作离散元模型,并开展了试验验证。结果表明,牵引阻力仿真值与实测值相对误差平均值...     

刀盘内倾式甘蔗切根装置设计与试验

针对现有甘蔗收获机切根装置存在刀盘最大入土位置与切根位置不重合的特点,及由此造成的原料蔗含杂土较多的问题,设计了一种刀盘内倾角可调式切根装置,可实现最大入土位置与切根位置重合。以刀盘转速、刀盘内倾角为影响因素,以破头率、含杂率为指标,通过二次正交旋转中心组合试验得到了其性能指标和工作参数的响应曲面模型。试验结果表明,刀盘倾角对破头率、含杂率影响较大。通过多目标优化,得到了最佳工作参数组合为刀盘转速269 r/min、刀盘内倾角16.4°。该最佳参数组合下期望结果为破头率9.45%、含杂率6.61%,验证试验结果为破头率9.66%、含杂率6.88%。通过对比试验发现,在维持破头率基本不变的前提下,内倾式刀盘与原刀盘相比含杂率降低10.6%。      

甘蔗收获机切段装置设计与试验

针对甘蔗收获机切段装置存在的切段机理理论缺乏、切段损失大、对切段装置要求多样化等现状,对比分析了切段装置前置式、中置式、后置式3种形式的收获流程,并基于对前置切段式结构的理论分析,推导前置切段式切段长度的经验公式,设计了切段装置试验台和切段装置前置式收获机割台。进行了切段过程高速摄影试验,获知蔗段在切段过程中的运动规律、蔗叶与蔗茎的分离形式、断口糖分损失的主要形式及原因,通过田间正交试验确定了影响蔗段合格率因素主次顺序为:交错深度、行驶速度、切段辊转速,当交错深度为4 mm,行驶速度为2 km/h,切段辊转速为300 r/min时,割台蔗茎合格率达到93%。通过统计学分析计算,得出了长度系数为0.7,其长度分布近似符合正态分布规律。