正多杆变隙式油葵脱粒装置设计与试验

目前已有的油葵脱粒装置无法适用不同条件下的油葵脱粒需求,该文针对油葵在脱粒过程中油葵脱净率较低、籽粒破损率较高等问题,设计了一种基于多杆机构的变隙式油葵脱粒装置。重点介绍了变隙式油葵脱粒装置的结构及工作原理,并对变隙式凹板筛结构的间隙调节机构与角度调节机构进行运动学分析、通过运动轨迹分析和求解,确定了变隙式凹板筛可变间隙为20～60 mm。试制了变隙式油葵脱粒装置试验台,以滚筒转速、脱粒间隙、喂入量作为试验因素,以脱净率、破损率为指标开展正交试验,确定较优作业参数组合。试验结果表明:在脱粒过程中,影响油葵脱净率和籽粒破损率的因素主次顺序为脱粒间隙、滚筒转速、喂入量,较优作业参数组合为脱粒间隙35 mm、滚筒转速280 r/min、喂入量1.8 kg/s。在较优作业参数组合下进行重复试验验证,结果表明,油葵的平均脱净率为99.01%,籽粒破损率为2.28%,满足油葵脱粒作业需求。该研究的较优作业参数适用于该文试验的物料条件,实际作业中需调整脱粒凹板筛的直径大小,进而改变脱粒间隙等工作参数以适应不同条件下的油葵脱粒需求。研究结果可为后续油葵脱粒装置的设计提供参考。     

多组非圆轮系番茄果秧分离振动发生器的研究

针对现有加工番茄果秧分离装置工作时由于喂入量的变化产生堵塞及运动输出不稳定等问题,设计开发了基于多组非圆轮系的加工番茄果秧分离振动发生器。利用双偏心块式振动发生器开展试验,运用高速摄像系统获取分离滚筒最优运动特性曲线,拟合了分离滚筒角位移函数,求取了非圆齿轮节曲线数学模型。建立了非圆轮系振动发生器虚拟样机模型,对其角位移与角速度参数进行了仿真分析,并与目标参数进行对比,同时获取单组与3组轮系齿面接触力曲线。试制了样机,并搭建试验平台,结合高速摄像系统获取其输出运动特性曲线,并与目标与仿真曲线进行对比,证明了其可以满足果秧分离装置振动需求。     

油葵收获割台工作性能仿真及试验研究

为研究油葵收获割台在工作过程中的性能与可靠性,得到该割台正常工作时的关键参数,利用SOLIDWORKS对割台进行三维参数化建模并导入ADAMS中进行运动学仿真,得到收获时茎秆受力和摆动程度的仿真结果并进行正交组合分析,仿真和分析结果表明:割台正常工作最优参数的组合是拉茎辊转速800 r/min、机器的行驶速度2.12 km/h、拉茎间隙10 mm、拉茎辊的倾角20°,同时往复切割刀的切割速度2 m/s时茎秆的受力最小,通过田间试验发现整个收获过程籽粒损失率≤3%,喂入输送绞龙的茎秆较短,收获可靠性较好,结果表明该割台适合油葵的机械化收获。     

加工番茄果秧分离参数优化及验证

为满足自走式番茄收获机国产化研究不断推进的需要,采用CCD(central composite design)设计与响应曲面分析(response surface methodology,RSM)对果秧分离性能作优化研究。以收获生产率、摇摆器转速、输料链速度为自变量,果秧分离性能(果秧分离率和果实破损率)为响应指标,建立了二者间的多元数学回归模型,探究了因素间的影响规律及最佳水平组合。通过Design Expert 9.0软件对试验参数进行优化,确定了在满足果秧分离率、果实破损率符合番茄收获机作业质量标准(NYT1824-2009)条件下的最优分离参数组合。结果表明:果秧分离率影响因素显著程度顺序为:摇摆器转速收获生产率输料链速;果实破损率影响因素显著程度顺序为:摇摆器转速输料链速收获生产率;最优参数组合为收获生产率34.2t/h、摇摆器转速为409.3r/min、输料链速为0.71m/s;对应的果秧分离率、果实破损率预测值分别为96.27%、2.12%。经验证,应用响应曲面分析法所得到的果秧分离参数是可行的,该研究可为加工番茄果秧振动分离技术的进一步研究提供理论基础和科学依据,亦可为果品振动收获技术参数的优化提供参考。     

基于因素空间的油葵联合收获机故障诊断推理机制

当油葵联合收获机出现脱粒滚筒堵塞等故障时会影响联合收割机作业效率,而缺少自动故障早期预警手段的问题日益突出。为此,以因素空间理论为基础,研究了油葵联合收获机的故障诊断问题。在因素空间中,油葵联合收获机故障通过将其征兆因素集综合起来进行描述,通过因素分析得到故障诊断类型;并构建了装备故障诊断知识库和推理机制,进行了油葵联合收获机故障诊断仿真。仿真结果表明:基于因素空间理论的故障诊断方法能够成功地诊断出其故障类型,对油葵作物联合收获机的科学维护及可靠运行提供重要的参考。     

酿酒葡萄曲轴式振动脱粒收获装置研制

针对酿酒葡萄机械化采收时对植株损伤大、果粒破损率高、脱粒效率低等问题,该文设计了一种曲轴式振动脱粒收获装置,该装置主要由曲轴、弹性夹持振动机构、传动系统、机架等组成。对曲柄摇杆机构的运动和弹性振动杆变形进行了分析,获取了影响作业效果的主要因素。根据Box-Benhnken中心组合设计方法,以夹持间距、转速和偏心距为影响因子,酿酒葡萄脱粒率和破损率为响应函数进行三因素三水平二次回归正交试验设计,建立了响应面数学模型,并进行了参数优化和验证。结果表明,酿酒葡萄脱粒率影响因素的显著性顺序为转速、偏心距和夹持间距,破损率的影响显著性顺序为转速、夹持间距和偏心距;最优参数组合为夹持间距193 mm、曲轴转速720 r/min、曲轴偏心距38.8 mm,在此参数下测得的酿酒葡萄脱粒率为93.06%,破损率为4.57%,与模型优化理论值相比脱粒率降低了1.09个百分比,破损率增加了1.45个百分点。该研究可为酿酒葡萄的机械化收获及其他林果的振动采收装置设计提供参考。     

变隙式油葵脱粒装置设计与试验

目前已有的油葵脱粒装置无法适用不同条件下的油葵脱粒需求，该文针对油葵在脱粒过程中油葵脱净率较低、籽粒破损率较高等问题，设计了一种基于多杆机构的变隙式油葵脱粒装置。重点介绍了变隙式油葵脱粒装置的结构及工作原理，并对变隙式凹板筛结构的间隙调节机构与角度调节机构进行运动学分析、通过运动轨迹分析和求解，确定了变隙式凹板筛可变间隙为20～60 mm。试制了变隙式油葵脱粒装置试验台，以滚筒转速、脱粒间隙、喂入量作为试验因素，以脱净率、破损率为指标开展正交试验，确定较优作业参数组合。试验结果表明：在脱粒过程中，影响油葵脱净率和籽粒破损率的因素主次顺序为脱粒间隙、滚筒转速、喂入量，较优作业参数组合为脱粒间隙35 mm、滚筒转速280 r/min、喂入量1.8 kg/s。在较优作业参数组合下进行多次重复试验验证，结果表明，油葵的平均脱净率为99.01%，籽粒破损率为2.28%，满足油葵脱粒作业需求。该研究的较优作业参数适用于本文试验的物料条件，实际作业中需调整脱粒凹板筛的直径大小，进而改变脱粒间隙等工作参数以适应不同条件下的油葵脱粒需求。研究结果可为后续油葵脱粒装置的设计提供参考。     

双支撑酿酒葡萄果实振动分离装置作业机理

为深入研究双支撑酿酒葡萄果实振动分离装置作业机理,分别利用当量平面机构法及复数矢量法,对双支撑酿酒葡萄果实振动分离装置中RSSR空间四杆机构及平面双摇杆机构进行理论解析,建立了工作部件的运动学和动力学模型,确定了电机转速、振动位置和振动摇杆长度为分离效果的主要影响因素。试验研究表明,电机转速、振动位置对分离效果影响极显著,振动摇杆长度影响不显著;当电机转速为750 r/min、振动位置为550 mm、振动摇杆长度为125 mm时分离效果最佳,分离率为95.42%。Solidworks仿真分析和高速摄像分析均获得了最优振动分离角速度及角加速度曲线,拟合良好,验证了装置作业机理的合理性。该研究可为酿酒葡萄收获机设计改进提供参考。     

酿酒葡萄激振机构驱动结构的设计与分析

利用RSSR空间四杆机构动态性能好、能产生理想复杂空间运动轨迹及结构紧凑等优点,针对酿酒葡萄采收,设计了一种基于RSSR空间四杆偏心激振机构的驱动结构,该机构为一对曲柄呈180°、其余杆件对称布置的并联设计。对空间RSSR四杆机构进行了运动分析,获得了输出摆动角位移方程,基于Adams建立了并联RSSR空间四杆机构的运动学模型,并通过仿真分析得到运动的变化规律。RSSR空间四杆机构的参数与设计结果满足振动采收机构的运动要求,为酿酒葡萄收获机的研发奠定了基础。     

基于人工取盘原理的食葵取盘装置设计与试验

为提高食葵机械化收获水平,解决人工分段收获成本高、劳动强度大等问题,基于人工取盘原理设计一种食葵取盘装置,其主要工作部件为倾斜输送链式取盘机构,模拟人工取盘时沿竖直方向拔起葵盘的动作,实现葵盘采收。依据部件作业过程与动力学分析确定了前翻转控制凸轮推角、后翻转控制凸轮推角、托盘杆尺寸及旋转位置、推杆角度等关键设计参数,并获取了作业性能影响因素及其取值范围。以机具前进速度、推杆角度、插盘高度为取盘性能影响因子,以取盘总损失率为响应值进行三因素三水平正交试验,并进行了最优参数组合重复试验。结果表明,取盘过程中各因素对取盘总损失率显著性顺序依次为推杆角度、前进速度和插盘高度,最优参数组合为前进速度0.4m/s、推杆角度20°、插盘高度1000mm,在此参数组合下测得取盘总损失率为1.22%,该食葵取盘装置满足食葵低损失收获要求。