水稻收获打捆一体机压缩装置设计与试验

为了解决水稻秸秆回收难题,防止秸秆焚烧污染环境,设计了水稻收获打捆一体机。本文针对压缩机构选择依据不足,对一体机压缩机构进行参数设计,应用ADAMS虚拟样机确定压缩机构参数与驱动转矩的影响关系,为小方捆压缩机构设计选择奠定基础。对新压缩机构设计田间试验,设计三因素五水平正交旋转试验,得到回归方程与影响草捆密度的主次因素,应用Mat Lab软件计算打捆最优参数组合为:草捆长度为650mm、喂入量为2.5kg/s、出口高度为240mm,最优值为155kg/m~3。在该参数下进行田间验证试验,草捆密度为150~160kg/m~3,满足使用要求。     

气吸式排种器导种装置仿真分析及试验研究

为了提高排种质量及排种器导种性能,对排种器的导种管进行了仿真和试验研究。利用SolidWorks、Edem和origin软件,模拟玉米种子在导种管中运动,得出不同排种盘转速条件下,种子的不同轨迹,再将轨迹、速度数据进行导出和绘制,发现随排种盘转速的增加种子的水平方向上位移逐渐增加,当转速大于27r/min时,种子水平位移出现大幅度的偏移。最后,利用高速摄像进行在线拍摄,并得出不同排种盘转速条件下玉米种子的水平偏移位移不同,并得出不同排种盘转速条件下玉米种子的轨迹方程及方程相关系数,相关系数均大于99%。     

打捆试验台设计与试验

对我国打捆机械当前存在的问题进行了分析,总结了打捆部件方面的设计不足与缺陷。为了改善打捆装置的工作性能,设计一套打捆试验台用于验证打捆工作性能,并介绍了试验台的组成及工作原理。采用三因素五水平正交旋转组合试验方法,通过数据处理得到回归方程与对试验指标的主次因素关系,应用Design-Expert软件得到响应曲面,通过分析获得最优工作参数为草捆长度750mm、喂入量2.5kg/s、飞轮转速80r/min时,草捆密度最优值为165.8kg/m3,满足使用要求。     

基于Hypermesh水田高留茬搅浆埋茬平地机打浆刀动态仿真试验

为研究水田高留茬搅浆埋茬平地机打浆刀在切割土壤时的应力变化规律,现以打浆刀切土相位角0°～180°为一个周期,将打浆刀的切土过程划分为6个部分进行有限元应力仿真试验。通过建立刀辊—土壤力学系统,并将其导入Hypermesh仿真软件中对打浆刀切土过程进行动态仿真,得到打浆刀切土时的应力云图与应力曲线,从云图和曲线中得出一个周期内刀辊上打浆刀工作时应力变化规律。经过综合评价和相关性分析,在打浆刀刚接触土壤,即切土相位角30°时,在刀柄与弯刀联结处出现应力最大状态,与应力曲线在动态仿真0～0.2 s过程中应力变化一致,在打浆刀侧切面刚切入土壤时,与刀柄相连部分产生最大应力,随着正切面切割土壤,应力出现扩散和回归,正切面抛土时,应力出现分布范围扩大现象,对应的应力曲线在0.2 s以后应力减小且保持稳定,且侧切面受到的平均应力是正切面平均应力的2.9倍。本探究为打浆刀优化与设计提供理论研究方向。     

谷子清选试验台设计

针对谷子清选机械清选小籽粒困难、清选率低，现有谷子清选装置采用手动操作实现不同规格、不同作物的不同筛分，操作复杂、不易调整到理想速度和长度等问题。该文设计了一种谷子清选试验台，主要包括清选装置关键部件参数设计计算和结构设计，建立谷子清选试验台的三维模型和数据采集系统，使谷子清选试验台能够实现自动筛分，不仅降低了人工劳动强度，还提高了生产效率。     

马铃薯气力精量播种机设计与试验

针对目前中国马铃薯播种机普遍存在作业速度慢、精度低、重漏播率高等关键问题,根据中国北方马铃薯一季作区大规模、大面积和高效精量播种的农艺要求,该文研制了一种马铃薯气力式精量播种机,该机一次作业可完成马铃薯开沟、侧深分层施肥、高速播种和覆土等多项功能。设计了气吸式马铃薯播种机多臂均布式排种器结构、分体式滑刀开沟器、排种器风机和动态供种装置;确定了包括配气阀、吸种臂及2种(常规薯、微型薯)吸种嘴的排种器关键部件的结构参数。田间生产试验表明,马铃薯气力精量播种机作业速度可达到10.2 km/h,播种早出苗2~3 d,同苗率达到96%。200 hm2的生产应用表明,本文所研制的马铃薯气力精量播种机重播率≤1%,漏播率≤1%,株距变异系数≤10%,同苗率96%,均超过国家标准且满足马铃薯田间种植的农艺要求,为中国马铃薯机械化播种提供了一种新技术、新装备和新方法。     

气吸式精量播种机风机气流场仿真试验研究

FL风机作为气吸式播种机核心部件,为气吸式播种机提供排种负压。为此,针对气吸式播种机排种负压输出不稳定的问题,对风机内部流场进行了仿真分析。采用UG10.0软件对风机进行实体建模,应用ANSYS/CFD软件,对风机转速、进口直径、进口流速进行单因素仿真试验,并根据试验结果设计正交试验,对排种器正常工作时风机气流场进行仿真研究及试验验证。结果表明:风机进口直径为120mm时,实际功耗为5.3kW,效率为0.71;风机进口流速为11.05m/s时,实际功耗为5.1kW,效率为0.68,在误差允许的范围内,与仿真结果相吻合。     

马铃薯播种机分体式滑刀开沟器参数优化与试验

针对马铃薯播种机的铧靴式和圆盘式开沟器存在的种薯株距分布不均、播种效果质量差、回土量小等问题,研制出分体式滑刀马铃薯开沟器,并进行关键参数优化,分析开沟和回土过程中土壤颗粒在开沟器上的运动规律,研究种薯落入垄沟后的运动过程,确定影响土壤覆盖种薯效果的因素。采用旋转正交的试验设计方法,以机具前进速度、开沟器侧面夹角、开沟器长度及开沟深度为试验因素,以种薯的横向偏移系数、株距变异系数和回土量为试验指标,分析实施田间试验结果,优化分体式滑刀开沟器的结构参数与最优运动参数:在前进速度为0.95 m/s、开沟器侧面夹角为60°、开沟器长度为500 mm、开沟深度为115 mm时,株距变异系数为10.8%、种薯的横向偏移系数为3.83 mm、回土量为24.1%,满足马铃薯播种作业的要求。该研究结果可为马铃薯开沟播种装置设计与应用提供参考。     

基于TRIZ理论的谷子精量排种器创新设计与试验

针对现有的气吸式谷子精量排种器在播种作业时容易堵孔,导致穴粒数不准确及窝眼式谷子精量排种器在排种区种子在窝眼内堆积致使排种困难和高速作业时充种效果差等问题,应用TRIZ理论将现有的谷子排种器所出现的问题转化为矛盾矩阵,并运用39个工程参数以及40个发明原理,结合谷子精量播种技术对谷子精量排种器进行创新设计,设计了一种结构简单、制造方便的正负压型孔轮组合式谷子精量排种器,并对改进后的排种器进行台架单因素试验。试验结果表明:排种器播种合格指数随真空度和型孔轮转速的增大先升高后下降,最高可达85.6%。     

组合式轴流脱分装置应力模型仿真研究

为了揭示组合式轴流脱分装置稻谷脱分过程中应力分布规律,以螺旋叶片板齿组合式轴流脱粒与分离装置为研究对象,采用应力原理建立应力模型,通过仿真技术获得了应力分布规律。试验表明:稻谷脱分过程中的应力在轴线方向上有上下波动的趋势,且变化是不均匀的;在变化的过程中出现了两个高峰值,分别是在脱离滚筒的前期和中期阶段;脱分过程结束是在稻谷喂入端沿着轴线方向2.35m左右的距离处。