手扶自走式青菜头联合收获机设计与试验

针对青菜头机械化收获难、损伤损失大、叶片杂质多的问题,研究设计手扶自走式青菜头联合收获机。该文描述机具的总体设计方案,并对夹叶输送提升装置、独立仿形切根装置、除叶装置等进行设计,确定其关键参数。该机配套动力9.2 kW,可一次性完成4行青菜头的自动导正、拢叶夹持、精准切割、输送提升、除杂收集等作业,具有自适应主动喂入、割台损失少、除杂率高、损伤小等特点,收获效率达0.057 hm~2/h。田间试验结果表明:机具性能稳定,作业顺畅,主要指标为损失率9.96%,破损率19.37%,清洁率90.04%,均达到或超过设计技术指标。该研究为提高青菜头机械化收获水平提供参考,对推动榨菜产业的发展具有重要意义。     

一种果实拍振复合采收技术装置设计与试验

首先提出一种利用曲柄摇杆和曲柄滑块机构相结合的拍振方法,可解决干果、浆果的高效低损收获问题。为获取最佳拍振作业参数,将拍振机构两组曲柄设定同频率动力输入和急回特性,以摇杆最大转角30°和滑块最大行程8 cm为约束条件,构建拍振轨迹和速度模型。设定曲柄输入转速180 r/min,分别对拍打、摇杆振动和拍振复合运动的最大输出速度进行仿真。试验表明,拍振复合采摘蓝莓的效果明显优于其他两种采收方式,最佳脱果输入转速在120～160 r/min之间,卡爪末端最大输出速度为168～294 cm/s,操作时间为4 s,脱果率大于80%,采用拍振法采收蓝莓、红枣等特经果类作物效果显著,对研究干果、浆果等的高效低耗采收具有一定的指导意义。     

基于矮化密植红枣的冠型拍振复合小型采收机设计与试验

针对新疆枣农对基于矮化密植枣树的小型红枣采收机的需求,提出仿枣树冠型拍振复合采摘与伞形柔性接果协同采收方法,以小型挖掘机动力平台为载体,通过理论测算与红枣种植枝条物理特征,确定转动振动最大角为30°,拍打行程8 cm,依据该关键参数分别设计拍振和伞形接果关键部件,配置拍振与伞形接果液压驱动系统,研创冠型拍振复合小型红枣采收机。试验结果表明:接果料仓最大提升角40°,红枣归集率92%左右;当作业时间为4 s左右,输入转速在120～180 r/min之间,红枣采净率均达到90%以上,且4 s左右作业时间为最佳;当最佳采摘转速在120～160 r/min之间,红枣损伤率总体控制5.4%以内。     

生物质制粒机环模的磨损机理分析

环模是制粒机的核心部件,目前存在磨损快、寿命短等问题。该文对X46Cr13钢环模进行600 h实际生产状态下的磨损试验;对环模内壁和模孔内壁的磨损量与表面硬度进行测量;对磨损面进行表观形貌和微观磨损形貌观察;从宏观和微观角度对磨损机理进行分析,旨在通过研究环模磨损机理与磨损分布规律,对环模改进提出建议。结果表明：不同磨损位置起主导作用的磨损机制有所不同;环模内壁磨损十分严重,磨损机理为以微切削作用为主的磨粒磨损和疲劳磨损交互作用;模孔内壁磨损量较小,模孔入口附近以磨粒磨损为主,出口附近则以疲劳磨损为主,从模孔入口到出口磨损量呈指数形式逐渐减小,磨损由磨粒磨损为主逐渐向疲劳磨损为主过渡。研究结果可为改善环模耐磨性能和延长使用寿命提供参考。     

旋转挤压制粒成型力学建模及分析

文章旨在建立旋转挤压制粒过程的力学模型并对各影响因素进行讨论。通过对旋转挤压制粒原理进行分析,指出制粒过程的本质是通过模辊载荷作用将物料在模孔内压制成颗粒的过程。基于广义胡克定律建立了模孔内物料挤压成型的压强模型,通过模孔压强的曲面图分析各因素的影响规律和作用机理。分析结果表明,原料纤维朝向对制粒性能的影响是由于物料各向泊松比差异造成的;物料特性(泊松比、摩擦系数)和模孔长径比对成型压强影响很大,尤其当各参数数值较大时模孔型压强的增大趋势十分显著。该研究结论对于降低制粒能耗和延长环模使用寿命提供了有效的理论依据。     

我国茶叶杀青机研究进展分析

杀青是绿茶加工的关键步骤,对绿茶良好香气和品质的形成影响重大。综述我国茶叶杀青机的研究现状,归纳总结国内外具有代表性的机型和技术,重点分析茶叶杀青机炉体、导叶板、控制系统、加热装置等关键部件的核心技术与研究进展,在分析的基础上总结现有研究存在的不足主要有:缺乏相关政策支持、标准化建设滞后机器振动和噪音均较大、热能利用率低、自动化程度较低等,同时指出绿色化、标准化、智能化为我国茶叶杀青机未来的发展方向,以此提出以政府为主导,完善相关补贴政策,加强行业标准建设,促进行业协调化发展;完善茶叶杀青机相关技术研发,加强模块化、绿色化、智能化设计的发展建议。     

基于往复振动方法的枸杞低损采收技术装备设计与试验

以解决枸杞自走式连续采收难题为目标,以往复式振动关键部件采摘方法为核心技术,农机农艺深入融合,建立适宜往复仿形振动采摘模式的枸杞栽培示范区,重点设计隧道式左右和上端阵列往复振动部件总成系统的仿形采摘关键部件,辅助设计柔性接果和输送风选归集系统,结合跨行自走式动力平台,集成研创基于往复振动方法的枸杞低损采收机。夏果初茬枸杞采收试验结果:当振动频率为37.5～50 Hz,枸杞成熟果的采净率为89.5%～96.4%,采净率随着振动频率的提高显著提高;在同一振动频率前提下,随着枸杞成熟度提升,采净率整体提高,成熟度与采净率关联显著。而振动频率为37.5 Hz,含杂率控制在14.4%～18.4%,显著降低含杂率。另外,干果损伤率为3.4%～10.2%,干果损伤率呈现随着振动频率提高而增加的趋势。夏果中茬枸杞采收试验结果:当振动频率为32.5～45 Hz,干果损伤率随着振动频率增加,呈先减小后增加趋势,数据显示当频率设置为37.5 Hz左右,该机采摘干果损伤率最低。新增误采率随振频变化规律:误采率为4.18%～11.36%,误采率与振动频率关系并不显著。最后,针对秋果,关于37.5 Hz最佳振动频率左右的鲜果损伤试验,显示鲜果损伤率均在5%以内,该机作业效率较高,一机抵30个人工。     

甘蓝双圆盘切根装置设计与试验

甘蓝是我国叶类蔬菜的主要品种之一,我国甘蓝总产量居世界第一位,但目前国内仍以人工收获为主,收获效率低,劳动强度大,作业质量差。为解决甘蓝机械化收获问题,对甘蓝物理参数和种植农艺进行测定,设计甘蓝双圆盘切根装置,主要包括起拔机构、柔性输送机构、切根机构等。起拔机构采用引拔杆配合拨轮的方式,柔性输送机构主要由柔性海绵构成,两输送带间隙略小于甘蓝球径,切根机构采用双圆盘割刀,既降低能耗,又平衡切根作业时的切割力。对甘蓝切根作业时起拔机构进行分析,确定起拔机构的拨叶片数量m=6,拨轮半径r=220 mm;根据甘蓝种植农艺和物理参数,确定柔性输送机构输送带中心距A=400 mm,间隙d_1=180 mm;对切根过程中的运动和受力进行分析,确定圆盘割刀直径D_2=200 mm,中心距L=195 mm,转速n=300 r/min,钳住角度α≈32.02°。通过田间试验得出拔取成功率86.7%,输送成功率91.6%,切根合格率93.7%。本文设计结果可为甘蓝收获装备的设计和研制提供理论依据。     

秸秆压块机组合环模的磨损机理

针对环模式秸秆压块机成型模具易磨损的问题,该文对45钢秸秆燃料成型模具的磨损过程进行了研究。通过测试磨损模具的磨损形貌,分析了该类磨损的作用机理,结合分形理论得出了磨损深度率的计算模型,在此基础上探讨了影响磨损的因素,并针对成型速度和模具硬度对磨损的影响进行了有限元仿真和试验验证。结果表明:秸秆原料对金属模具的磨损沿进料方向依次减弱,磨损主要发生在模具中间部位和下侧面,以硬磨料磨损为主;模具磨损受多种因素影响,其中模具硬度越大、成型速度越低,模具耐磨性能越好,硬度影响大于成型速度的影响;成型速度为9 mm/s时,模具耐磨性能和成型产品品质较好,而用于秸秆燃料成型的模具硬度不能太高,否则易发生脆性断裂。该文研究结果有利于指导压块机组合环模的设计。     

结球甘蓝生产全程机械化研究现状与对策

我国是甘蓝生产大国,总产量占世界的一半,然而我国甘蓝生产机械化水平并不高。目前,甘蓝生产过程中的田间耕整、播种、移栽、田间管理、土肥水管理、配套设施农业装备技术较为成熟,制约甘蓝全程机械化发展主要有以下几个方面:收获机械化水平低、小型多功能收获机具欠缺。本文以国内外甘蓝全程机械化现状为主线,论述甘蓝生产的主要环节、难点技术、共性问题,对收获机械化进行技术分析,在分析现状与存在问题的基础上,结合国内外甘蓝生产机具发展模式与经验,提出甘蓝生产机械装备和技术的发展对策。