棉田耕层残膜回收机的设计与机架模态分析

针对现有残膜回收机存在土壤旋耕后残膜过碎不易捡拾、残膜缠绕工作部件、耕层残膜回收量少等问题,设计一种深松铲松土,轧辊翻膜、旋转锹二次抛膜,多齿捡拾和输送带收膜的棉田耕层残膜回收机。该机翻土深度180 mm,作业幅宽2000mm,配套动力51. 5 KW,作业速度2～5 m/s,具有深翻土、少碎膜、捡拾残膜干净等特点。通过ANSYS Workbench16. 0对整机机架进行有限元模态分析,得出机架前6阶固有频率范围为21. 084～57. 865 Hz,分析得出机架主要受到的外激频率不在固有频率范围内,在作业过程中不会出现共振现象。该文可为耕层残膜回收机的设计提供理论依据与参考。     

小型手动式红枣去核机的设计与试验

文中设计一种小型手动式红枣去核装置,该装置主要采用弧形凸轮轴系作为去核构件的导向机构,通过弧形凸轮轴系驱动去核构件进行上下往复直线运动;采用钢珠弹簧定位送料准确,并利用钢珠弹簧带动顶核杆运动,实现枣核分离,主要对关键组件弧形凸轮轴系、去核构件、矩形刀架进行结构设计。装置外壳材料采用工程塑料3D打印,成本低,利于普及。试验表明:该装置操作简单,最低生产率约为2500粒/h,最低去核率达到95%以上,破损率低于3%。     

链耙式棉田耕层残膜回收机设计

地膜铺盖技术在棉田大面积推广实施过程中,虽提高棉花产量与农民经济效益,但棉花收获后棉田中的残膜不及时回收降解,将造成土壤环境污染、棉花减产等状况,这已成为危害棉花种植地最严重问题之一,为解决新疆南疆地区秋收后棉田残膜残留问题,设计一种翻土装置与捡膜装置相结合的耕层链耙式残膜回收机,该机主要由翻土装置、松土板和捡膜装置等部件组成。翻土装置将地表0~100 mm土壤翻出,翻出的土壤由松土板撞击松碎,捡膜装置中捡膜齿和刮膜齿将土壤中的残膜回收至集膜箱,最终完成残膜回收过程,该机各部件结构设计合理,符合农业机械设计原理。      

红枣悬浮速度测定装置设计与试验

悬浮速度是气力收获、输送和清选除杂装置设计与研究的重要特性参数,针对现有悬浮速度理论公式对较大粒径物料计算时存在误差,研制一种气吹式红枣悬浮速度试验测定装置,主要对红枣等较大粒径物料进行试验测定,该装置由风力调节装置、气流输送管路和测定装置三部分组成。采用等面积同心圆环取点原理验证装置可靠性,测定锥形观察管内各横截面6个测试点的气流速度,变频器调节频率在20 Hz和50 Hz时,不同横截面每个测定点变异系数为2.693%～3.936%、2.923%～3.861%,流场均匀性为0.019%～0.352%、0.211%～0.449%,均满足气流输送管路流场的稳定性和装置性能要求。进行红枣悬浮速度试验,获得红枣悬浮速度数值与变频器频率间的线性回归方程,因此可以通过变频器频率来调节风机转速的数值范围,快速根据粒径不同来测得其悬浮速度,对今后气力收获、输送和气流清选等装置设计具有一定参考意义。     

基于CFD-EDM耦合的气吸式红枣捡拾机气力输送装置仿真分析

为明确气吸式红枣捡拾机气力输送装置的运动特性,开展了气力输送装置气固两相流的模拟研究。基于气固两相流理论,分别建立了计算流体模型与离散元模型,通过计算流体力学与离散单元法(computational fluid dynamics-discrete element method)耦合求解,对红枣从气力输送装置入口到出口的运动状态、颗粒分布和气流场分布进行仿真分析,通过仿真优化试验探究清选箱箱体的设计并试验验证。结果表明：①多数枣撞击拦枣栅和挡枣板后被排出,少数残留于箱体中,少部分被拦枣栅卡住或通过拦枣栅;②箱体的分离室与沉降室易产生涡流现象,增大能量损失,通过拦枣栅的平均流速为17.85 m·s^-1,气流轨迹混乱;③优化后箱体内部气流轨迹沿箱体路径运动并减少涡流现象发生,通过拦枣栅的平均流速减小为6 m·s^-1,可降低红枣因自身动能过大而造成损伤;④优化后箱体的拐角内径为200 mm、箱体入口高度为65 mm时结构最佳;⑤样机试验结果与仿真试验结果较接近。上述结果说明,采用CFD-EDM两相流耦合技术对气吸式红枣捡拾机气力输送装置仿真是可行的,且通过优化箱体结构缩短红枣在气力输送装置中的输送时间、提高样机工作效率,该研究结果可为气力式红枣收获机气力输送装置仿真与优化设计提供参考。