稻秸秆编织机自动摊铺分束装置设计与试验

针对平面式草帘编织机人工摊铺秸秆上料用工量大等问题,该文通过模拟稻秸秆人工摊薄、铺放的作业过程,研制了一种与现有草帘编织机配套使用的自动摊铺分束装置。该装置采用多连杆对切机构和耙分机构,可对稻秸秆进行"对搓"摊薄、"耙分"成束铺匀,并利用ADAMS软件对关键部件进行运动分析和参数确定。样机摊铺分束及编织试验结果表明:自动摊铺分束装置铺放秸秆厚度均值小于40 mm,满足后续编织要求;与平面式草帘编织机配套使用时,当机针针织频率fz=0.8 Hz,编织速度vb=90 m/h,设定摊铺装置对切机构的工作频率ft=0.8 Hz,分束装置耙分机构的工作频率fp=1.13 Hz,测得摊铺分束过程中秸秆的分束率Fs为92.12%,漏编率Lb小于5.44‰。编织的草帘质量满足使用要求;在同一编织速度条件下,该装置的使用较传统的人工上料方式减少用工2人,可提高单机作业年均收入近8 640元。     

旋风清选分离筒中脱出物籽粒的运动分析

旋风分离方式广泛应用于微型水稻联合收割机清选系统,为建立分离筒中结构参数与水稻脱出物籽粒运动参数之间的联系,验证结构、运动参数对装置清选性能的影响,本文采用稀相气力输送模型,利用气固两相流体力学理论,建立了脱出物籽粒的自由运动微分方程;通过对籽粒在分离筒内的径向碰撞过程和轴向分离过程进行运动学与动力学分析,探讨影响各组分籽粒运动分离的关键因素。     

草帘编织机械研究进展及发展探讨

秸秆作为农作物的重要副产品,其实也是工、农业生产的重要生产资源。本文从秸秆综合利用技术研究现状出发,整理了近年来国内外草帘编织机械研究的相关进展和现有成果,通过分析草帘编织的工艺流程,围绕编织原理及关键部件典型结构两个主要方面,对比分析了单、双线锁扣以及草帘编织机送草、编草、铺草装置的工作原理及优缺点,并对技术现状及发展趋势进行探讨,可为草帘编织设备的研发提供参考。     

履带式林间草带收割机设计与试验

林下种草是近年来人工林普遍采用的林下经济模式。针对林草种植模式中因林木间距小、植被茂盛、地表不平、视野受限而带来的牧草收获困难等问题,设计了一款履带式林间草带收割机,该机主要特点是幅宽小、转弯灵活,适合林间牧草收获作业和硬杂草、稀疏灌木的切割作业。根据实地调研提出基于林间作业环境的割草机设计要求,通过对割草机行走系统、切割系统进行分析计算,确定了履带、圆盘式切割器的主要结构参数,分析了圆盘式切割器的运动轨迹和牧草被割断后的运动状态,并采用力学计算和仿真模拟的方式计算了机架的受力情况。试制样机,并进行了林间牧草收获试验,结果表明,收割机的平均作业速度为0.42m/s,割茬高度7.6cm,割幅利用系数为0.94。说明所设计的履带式林间草带收割机能够适应人工林作业环境,满足林间牧草收获作业要求。     

基于无侧限抗压强度试验的土壤离散元参数标定

为标定基于Edinburgh Elasto-Plastic Adhesion (EEPA)模型的土壤离散元参数,该研究通过单轴密闭压缩试验和无侧限抗压强度试验,以无侧限抗压强度σ_u为黏性指标,轴向应变ε_n为塑性指标,轴向压力-轴向应变曲线特征参数(a,b)为弹性指标,基于响应面标定了土壤离散元仿真参数。结合文献与实际情况确定参数试验范围,应用Plackett-Burman试验对7个初始参数进行筛选,发现塑性变行比λp和表面能Δγ对黏塑性指标影响显著。根据试验结果,进行2次Central Composite试验,建立σ_u、ε_n与黏塑性参数的二次回归模型和σ_u、ε_n、a、b与弹性参数二次回归模型,并以实测值为目标优化求解,获得的优化参数组合为:塑性变形比为0.36、表面能为15.6 J/m2、恢复系数为0.37、静摩擦系数为0.6、滚动摩擦系数为0.26、黏性分支指数为4.24、切向刚度因子为0.52。最后将该参数组合下的仿真值与实测值进行对比验证,发现仿真ε_n和b与实测值无显著差异,σ_u和a与实测值存在较大差异。结果表明基于响应面法标定的EEPA模型参数可表征试验土壤的轴向塑性变形和3%～45%轴向应变内的应力-应变行为。     

生猪消化代谢笼研究现状及专利分析

科研人员常采用消化代谢试验研究生猪对营养物质的代谢规律,生猪消化代谢笼是进行消化代谢试验的关键试验设备.通过统计、分析和归纳我国已有生猪消化代谢笼相关专利文献,总结了生猪消化代谢笼笼体、饮水装置、饲喂装置、代谢产物收集装置和福利玩具等装置的结构特点和研究现状,并对相关专利的申请数量、专利类型、分布省份、专利权人和申请人类型构成等信息进行了分析,总结了生猪消化代谢笼创新发展的瓶颈和趋势,以期为生猪消化代谢笼的进一步优化设计和升级提供参考.     

基于专利分析的马铃薯生产机械发展研究

马铃薯是中国第四大粮食作物,2018年种植面积已达到554万hm2,马铃薯生产机械化成为必然趋势,同时也是制约产业发展的瓶颈。本文以马铃薯生产机械专利为研究对象,对马铃薯机械的专利申请趋势、高产申请人分布、专利中核心技术进行分析研究,总结出了我国马铃薯生产机械发展趋势、研发力量分布特征以及核心技术发展方向。     

基于离散元法立式螺旋开沟器开沟质量的评价

为了定量评价立式螺旋开沟器的开沟质量,构建立式螺旋开沟器与土壤相互作用的三维离散元模型,土壤颗粒之间选用Hertz-Mindlin with Bonding模型,以转速180 r/min、前进速度0.027 m/s模拟开沟1.88 m,利用EDEM软件Analyst模块中的标尺、查询等工具对开沟质量指标进行定量测定,结果表明沟型整齐,平均开沟宽度29.4 cm,平均开沟深度31.7 cm,开沟深度稳定性为87.32%,沟底浮土6.924 kg/m,直观给出沟两侧抛土量的分布图.开沟质量符合《田间开沟机械作业质量》(NY/T 740-2003)的要求,为立式螺旋开沟器的参数优化奠定了基础.     

油菜割捆机打捆部件的设计与试验

为了解决收割冬油菜与栽插早稻的季节矛盾,提前腾地抢插早稻,设计了一种油菜打捆装置,将该装置配置在4SY-2.2型卧式油菜割晒机割台的左侧,组成油菜割捆机。该打捆装置主要由机架、集禾压缩机构、送绳机构、打结器、捆结离合器、推出机构等组成,通过对送绳机构、集禾机构、放捆机构进行设计计算,确定了打捆装置的主要参数。虚拟样机运动仿真分析表明送线机构、打结器、放捆机构动作配合协调,8.95s完成一个工作循环。利用打捆装置样机进行打捆试验,结果表明装置成捆率为95％,油菜捆平均直径为382mm,油菜秆含水率67.5％时每捆平均重量为5.08kg。本研究为油菜的分段收获提供一种新的方案和配套机具。     

割草机切割压扁装置运行参数优化与试验

为了降低收获过程中的牧草损失,选择最佳的割草压扁机设计参数,对割草压扁机割刀转速和压扁辊转速及其匹配对苜蓿收获质量的影响进行了研究。利用ADAMS软件对割台和植株进行了虚拟样机建模,并利用模型进行了苜蓿植株的切割喂入试验,通过收获过程中割刀与植株平均接触力、压扁辊与植株平均接触力、输送时间等仿真数据,拟合其随割刀转速和压扁辊转速的变化趋势和方程,定义了评判割草机对植株破坏程度的碎草系数并建立了模型。根据碎草系数模型,当割刀转速ng=1 875 r/min,压扁辊转速ny=749 r/min时,割草压扁机对苜蓿植株的破坏最小。利用田间试验对碎草系数与实际碎草率的相关关系进行了验证,两者的决定系数R2=0.958 76。通过碎草系数预测的最低碎草率约为8.38%,比原始样机减少了3.97个百分点,由此可使鲜苜蓿增收约0.47 t/hm2,比原始样机产量提高了4.53%。