基于ANSYS的2BYFGJ-4型播种机机架优化设计

以2BYFGJ-4型玉米苗带秸秆还田旋耕施肥播种机机架为主要优化分析对象,通过有限元分析软件ANSYS对其进行静力学分析和模态分析,得出该机机架设计的薄弱环节。根据前几阶模态频率和振型,提出机架的优化方案,并以模态频率为衡量指标对各方案进行比较分析。结果表明:优化后的机架具有更好的动态性能,可为下一轮样机制作提供重要依据。     

3MDZJ-1型棉花智能精准打顶机的试验研究

针对现有棉花打顶机械作业过程中存在棉花高度仿形效果差,漏打顶、过打顶严重,智能化水平低等问题,提出了检测装置与打顶装置分开、升降动力与切割动力分开的方案,研制了一种基于FPGA控制系统的3MDZJ-1型棉花智能精准打顶机。作业过程中,检测装置对棉花高度进行检测,控制系统依据作业速度控制打顶装置的响应升降时间,实现定量升降;触屏控制系统能够实时显示作业速度、作业面积及监控棉花打顶过程。田间试验表明:整机结构稳定,机具作业速度在3.24 km·h-1内时,打顶率在88%以上,打顶量接近设定值7 cm,符合设计要求,为棉花打顶机械化及智能化提供了技术支持。     

玉米摘穗割台刚柔耦合减损机理分析与试验

为探究刚柔耦合结构在玉米摘穗中的减损作用及机理，以板式摘穗机构和具有缓冲弹簧的轮式摘穗机构为2种基本结构，以刚性触穗表面和柔性触穗表面为2种基本表面，构建4种摘穗机构作为研究对象，进行摘穗速度下的玉米果穗碰撞试验，分析碰撞参数和籽粒损失情况。结果显示，刚柔耦合结构可有效改变碰撞参数，并降低果穗籽粒损失。缓冲弹簧可缩短果穗的碰撞时间，当轮式摘穗机构触穗表面分别为刚性、柔性材料时，碰撞时间比板式摘穗机构分别缩短62.2%、67.3%，碰撞冲量降低60.6%、76.0%，掉粒质量降低14.4%、25.6%。柔性触穗表面可降低果穗受到的冲击力，在板式和轮式摘穗机构上，柔性触穗表面的果穗碰撞时间比刚性触穗表面分别延长78.4%、53.8%，最大冲击力降低45.1%、55.2%，碰撞冲量降低19.9%、51.2%，掉粒质量降低34.1%、42.8%。本研究可为玉米摘穗割台的减损设计提供理论依据。     

黄贮玉米秸秆捡拾机的设计

玉米收获后残留的秸秆含水率低、密度小、空隙大,易掺杂土壤,不利于秸秆的后续能源化、饲料化利用。本文提出的玉米秸秆黄贮捡拾机将秸秆捡拾、翻抛后,通过振动方式,实现秸秆与夹杂土壤的分离,并通过输送机构对秸秆进行收集。通过理论计算,设计了前置式黄贮玉米秸秆捡拾机,包括捡拾机构、翻抛机构、去土机构、输送机构和机架等5部分,能够一次性完成秸秆的地表捡拾、翻抛输送、振动去土和收集,提高了工作效率,降低了秸秆的含杂率。通过理论计算,确定了捡拾、翻抛、振动和输送等4部分的功率消耗分别为583.16、3 4 9.7 7、2 4.1 5、7 3 7.8 1 W,并据此完成了黄贮玉米秸秆捡拾机的整机和关键零部件设计,确定了捡拾轴、翻抛轴和输送轴的转速分别为516、240、548r/min。田间试验表明:该机具有较低的捡拾损失率和显著的去土效果,能有效避免缠绕堵塞现象的发生。     

轮式刚柔耦合减损玉米摘穗割台的设计与参数优化

为解决玉米收获机械摘穗割台籽粒损失率高的问题,该文提出利用刚柔耦合原理进行割台减损的方法。通过对摘穗过程中的果穗和籽粒进行受力分析,理论计算果穗的碰撞过程,确定改变摘穗接触部件的结构和材料,以降低籽粒损失;设计了轮式刚柔耦合减损摘穗装置,对摘穗轮进行了受力分析,依据受力分析结果及尺寸边界条件确定了摘穗轮、支架及缓冲弹簧的结构尺寸;在拉茎辊转速、摘穗轮半径、柔性体厚度三因素下,进行了三因素三水平Box-Behnken响应曲面分析法的试验设计;通过试验建立了籽粒损失率与三因素的回归数学模型,确定轮式刚柔耦合摘穗机构最优参数为:拉茎辊转速700 r/min,摘穗轮半径15 mm,柔性体厚度4 mm;在籽粒含水率为21.8%、16.7%和13.4%下,进行了轮式刚柔耦合摘穗机构和板式摘穗机构的对比试验,籽粒损失率分别降低了53.4%、48.6%和47.0%。该研究为改进玉米收获机械割台提供了理论依据和设计参考。     

秸秆捡拾打捆机振动去土作业参数优化

为解决秸秆捡拾打捆后含土率高的问题,该文提出通过振动方式去除粘附和夹杂在黄贮秸秆中的土壤,以提高秸秆的后续利用价值。通过试验台设计和高速摄像分析,发现了秸秆振动去土规律;以土壤去除率和秸秆损失率为指标,以摘穗后整株铺放和切碎铺放的秸秆为研究对象,对各参数进行了单因素试验,建立了振动去土试验边界条件;通过三元正交多项式回归试验,在振动频率、振幅和振动时长三因素下,分析了2种秸秆物料的土壤去除率和秸秆损失率的变化规律。获得了黄贮秸秆振动去土的最优组合为:整株铺放秸秆振幅15 mm、振动频率4.5 Hz、振动时长14 s,切碎铺放秸秆振幅20 mm、振动频率4 Hz、振动时长12 s,并通过台架试验进一步验证了最优组合,试验结果与预测值误差较小,参数模型可靠。该研究为改进黄贮秸秆捡拾打捆机的作业机理、优化关键零部件设计、提高综合作业质量,提供了理论基础和试验参考。     

小麦单粒精密播种机的研制

针对现阶段小麦育种缺乏相应机械,人工点播劳动强度大、效率低、难于满足育种农艺要求等问题,研制了一种基于FPGA控制技术的小麦单粒精密播种机。该机在旋耕平整后的土地上作业,可一次性完成种床平整、单粒播种及覆土镇压作业;利用电机驱动代替地轮驱动,根据作业速度自动调节电机转速,实现等距播种。试验结果表明:整机结构简单、体积小、造价低,能够完成宽苗带单粒播种作业,效率高且适应小麦小区作业的农艺要求,为小区及大田单粒播种提供了理论与实践依据。     

基于CATIA的深松铲参数化设计系统开发

为满足不同土壤环境下深松铲设计的要求,以深松铲为研究对象,运用Visual Basic编程语言对CATIA软件进行二次开发,建立人机交互界面,开发了深松铲及铲柄设计的参数化设计系统.该系统能在自动生成三维模型的基础上,完成虚拟装配,并自动生成工程图.研究表明,参数化设计可以提高设计效率,节省设计成本,具有很好的参考和实用价值.     

大蒜种体形态分析及植株收获性能试验研究

以实现大蒜的机械化种植和收获为目标,用统计分析的方法研究了大蒜种体的形态特征。结果表明:蒜种的质量与蒜种的长、宽和高存在着正相关的关系,即蒜种的质量越高相应的蒜种的长、宽、高越大,反之亦然。同时,根据统计数据建立了蒜种的三维模型,为大蒜播种机取种装置的设计提供基础数据。针对大蒜的机械化收获需求,研究了收获期大蒜植株的力学性能,为挖拔式大蒜联合收获机的设计提供参数依据。     

水稻插秧施肥联合作业机的设计

设计了一种可侧深施肥的水田插秧作业机,施肥装置能方便地配置在水稻插秧机上,与其成为一个整体,以实现插秧、施肥同步完成的联合作业。采用控制器来控制电动施肥器的转速,进而控制施肥量,简化了传动装置,减少了动力消耗,在整机布置上节省了空间。该机可根据前进速度和土壤状况随时变换施肥量,降低了生产成本,减少了环境污染。