基于动态特性的甘蔗收获机切割器拓扑优化设计

根据甘蔗收获机切割器动态分析结果中应力集中区域较多、振动较大的问题,针对减小甘蔗破头率和能耗及提高整体刚度的需求,在满足工作条件的情况下,以最小柔度为优化目标,对切割器结构进行拓扑优化设计,以优化所得构型为基础,提取并建立切割器新模型。最后,对新模型进行有限元分析,结果表明:优化后的切割器的1阶固有频率提高了10.05%,2阶固有频率提高了15.15%,Z向位移和综合位移分别减少了55.58%和44.58%,质量也减少了3.37%,应力集中区域刚性得到明显提升,为同类甘蔗收获机切割器的优化设计提供了参考和理论依据。     

小型甘蔗收获机根部切割器结构设计

根据小型甘蔗收获机的特点和最优切割参数设计了具有合理结构型式的刀片.进而设计出根部切割器.运用工程分析软件对刀片和根部切割器进行结构运动学和动静力学分析,验证了其结构可靠性和切割性能.并获得机构的固有频率和可能出现的破坏形式.运用3-D建模软件确定了根部切割器的三维模型图,用于小型甘蔗收获机根部切割器物理样机的开发.     

甘蔗收获机切割器振动性能分析

为改善甘蔗收获机的切割质量及甘蔗宿根破头率的问题,以切割器为主要研究对象,通过理论分析切割器振动的影响因素,并从切割喂入系统自身的动不平衡出发,建立了切割器的力学模型,以探讨切割器的动不平衡机理。通过分析发现,刀盘质量的不平衡是引起切割器振动的主要因素之一。基于上述机理,在理论上提出切割器刀盘质量不平衡的改进原理。本文可为后续切割喂入系统的研究提供理论指导。     

甘蔗收获机切割器仿形机构研究现状与发展趋势

切割器是甘蔗收割机的重要工作部件之一。本文论述了国内外甘蔗切割器的研究状况和仿形技术的应用情况,对比了两种仿形机构模式的优缺点,针对蔗叶杂草等干扰传感器信号收集困难的问题,提出选用超声波传感器作为测距元件的方案,为甘蔗切割器仿形机构设计方案的选定提供了依据。     

基于BP神经网络的甘蔗收获机切割器振动性能研究

针对小型甘蔗收获机切割器不平衡对切割器轴向振动的影响,为实现切割器振动的有效预测以及自动控制信号的获取,通过正交试验并利用BP神经网络技术与回归分析构建出了切割器螺旋以及刀盘振动的BP神经网络模型和回归模型。分析结果表明:基于BP神经网络建立模型的切割器螺旋与刀盘的振动正确拟合率达到了88.89%,且相对误差基本上在5%以内,而回归模型的切割压力正确拟合率只有38.89%。因此,基于BP神经网络建立的模型具有较高的精度,通过此BP神经网络模型,有效地解决了复杂信息特征的提取问题,减少了试验研究的次数与成本,为进一步的切割器刀盘以及螺旋振动的自动控制系统的研发奠定了基础。     

甘蔗切割器运动轨迹研究

本文利用目前国际上最成熟使用参数化特征造型技术的大型CAD/CAM/CAE集成软件之一—Pro/Engineer对甘蔗收获机切割器进行建模,并利用其Pro/Mechanism模块对其进行运动仿真,得出了甘蔗收获机样机切割器的运动轨迹。     

甘蔗收获机切割器入土深度自动控制系统设计与试验

针对甘蔗收获机切割器无法根据蔗地地形的变化而自动调节现象,设计并建立一种以系统的负载压力信号间接反映入土切割深度的甘蔗收获机切深自动控制系统.通过数学建模的方法,得到电液比例控制传递函数.计算控制系统各个环节的增益并对系统进行误差分析,得出系统的最大误差为2.2 mm,满足甘蔗收获生产的实际要求.将所建立的系统应用于试...     

单圆盘甘蔗切割器运动学仿真

利用机械动力学仿真分析软件ADAMS对甘蔗切割器刀片刀刃上的单点运动轨迹进行了仿真分析研究,根据甘蔗收割机样机切割器的实际尺寸建立了甘蔗切割器的虚拟模型,并在此基础上进行分析,得出了刀片刀刃上单点的空间运动轨迹及其主视图、俯视图、侧视图。     

双刀盘甘蔗切割器工作参数的试验优化研究

采用二次回归正交旋转设计的试验方法,模拟甘蔗在湿土和干土里的固定情况,对双刀盘甘蔗切割器切割甘蔗破头率的影响因素(刀盘转速、前进速度、切割角、刀片数量、刀片刃角、刀盘前倾角)进行了室内物理模拟试验;运用数理统计分析、数学建模及计算机优化方法,建立了在湿土和干土两种条件下的影响因素与甘蔗破头率之间的数学模型;在湿土和干土综合条件下,对影响因素进行优化,结果使甘蔗破头率降至8.18%以下。     

甘蔗割铺机圆盘切割器工作参数优化及影响分析

以降低宿根破头率为目的,利用广西农机研究所研制生产的4GZ-9型甘蔗割铺机为实验样机,采用田间试验的方法．对其切割器的工作参数进行了实验研究；探讨了切割速度、刀盘倾角、刀片数量、切割角、刀片刃角及收割机前进速度对宿根破头率的影响，并建立了相应的数学模型。以计算机优化为手段，得到切割器较优工作参数组合，使宿根破头率降至2.11％。     

甘蔗收割机单圆盘切割器运动学分析

通过单圆盘切割器运动方程,结合甘蔗收割要求,建立单圆盘切割器不漏割以及刀盘与甘蔗不接触的一般条件式,并对不漏割最大速比与切割器结构参数和运动参数,不接触最大速比与甘蔗相对刀盘位置和甘蔗几何参数之间的关系进行分析,为甘蔗收割机切割器结构参数和运动参数设计提供依据。     

往复式葡萄藤切割器优化设计与试验

研究了往复式葡萄藤修剪机械切割器的结构原理,分析计算了往复式葡萄藤切割器工作行程的阻耗和功耗。以往复式葡萄藤切割器工作行程的阻耗和功耗最小为目标函数,建立优化设计的数学模型,优化计算结果为:割刀曲柄转速n=320r/min,割刀曲柄半径r=50mm,切割器行程s=100mm,机器前进速度vm=0.9 m/s,机器割幅B=1.1m。试验表明,优化设计结果合理,优化数据可靠,能替代试验数据作为参考依据,为低功耗葡萄藤修剪机的研发提供了一种设计参考。     

甘蔗切割器研究现状分析及展望

主要阐述国内外近年来甘蔗切割器的研究成果和现状,包括单圆盘切割器和双圆盘切割器在运动学和动力学方面的理论研究和试验研究,采用先进的计算机技术和设备对切割甘蔗过程进行研究等,指出国内外对甘蔗切割器研究的不足之处,提出相应的解决思路及对甘蔗切割器未来发展的展望.     

某甘蔗切割器系统的振动性能试验研究

甘蔗机切割器的振动直接影响砍蔗的效果。根据试验研究可知:切割器安装位置和刀盘的转速与切割器的振动有直接的关系,因此有必要对这两个因素进行试验研究。为此,使用LMS前端采集切割器的振动,选择相关的因素和水平建立正交试验设计表,通过正交试验设计处理测试的数据,并结合直观分析的结果得出了切割器振动量最小的工作条件。在此条件下对刀盘进行模态测试,试验结果表明:刀盘的低阶频率成功地避开了刀盘转速的激励频率,该方案案下切割系统的工作性能比较稳定。此结果对工程实际应用的甘蔗机切割器的安装和选择刀盘工作的条件具有指导意义。     

往复式切割器速度参数优化设计与分析——基于ADAMS

通过对往复式切割器工作原理的分析,确定了割刀的实际切割距离,利用ADAMS虚拟样机软件对曲柄连杆切割器建立了运动学仿真模型,并对机构的推杆长度和曲柄转速进行了参数化设计。通过ADAMS/PostPro-cessor分析结果表明,曲柄转速对割刀切割运动的影响大,而推杆的尺寸对割刀速度的敏感度小,影响不大,从而在只分析曲柄转速的基础上确定了满足切割条件的、合适的曲柄转速和切割机前进速度。     

齿轮箱减振降噪优化设计

本文提出了一种齿轮箱减振降噪优化设计方法,首先计算其模态贡献量和声学特征贡献量,利用振速法分析了齿轮箱振动、噪声大小与其尺寸的关系;其次利用ANSYS作工具,计算得到齿轮箱主要振型频率对应幅值最小且箱体表面噪声功率最小时的箱体壁厚。计算结果对比发现,优化后箱体的振动和噪声大小得到很大程度削弱,为齿轮箱减振降噪优化分析提供了有效途径。     

基于EDEM甘蔗切割器入土切割仿真试验分析

为了明确甘蔗收割机所用的不同结构切割器以及工作参数(刀盘倾角、行走速度)对进入输送通道泥土量的影响效果,采用离散元分析法建立甘蔗切割器入土切割蔗垄仿真模型,以收集装置收集土壤颗粒质量为试验指标,切割器种类、刀盘倾角、行走速度为试验因素,进行三因素三水平完全交叉分组仿真试验。在入土切割深度为70mm、刀盘转速为650r/min条件下工作,仿真试验结果表明:对进入输送通道泥土量影响因素由主到次关系依次为刀盘倾角(B)、行走速度(C)、切割器种类(A),且三因素对其影响均极其显著。其中,切割器种类A1与A2之间差异不显著,A3与A1、A2之间差异显著,且切割器A3入土切割时泥土带入量最少,切割器A1泥土带入量最多;刀盘倾角各水平之间差异显著,且当刀盘倾角为B1时,泥土带入量最多,刀盘倾角为B3时,泥土带入量最少;行走速度C2与C3水平间差异不显著,C1与C2、C3之间差异显著,且当行走速度为C1时,其泥土带入量最少,行走速度为C3时,其泥土带入量最多。分析切割器入土切割过程可知:土壤颗粒经过切割器作用后,大部分土壤颗粒呈向后抛送状态且不同颗粒向后抛送速度不同,研究结论可为今后的甘蔗切割器结构设计及工作参数优化提供参考。     

甘蔗收割机单圆盘切割器工作参数优化

利用甘蔗切割综合试验台,采用二次回归正交旋转设计方法,对影响甘蔗切割破头率的因素进行了室内物理模拟试验研究,建立了不同工况下切割器结构因素及地面不平度引起的振动因素对工作性能指标影响的数学模型。在此模型基础上,采用数理统计方法及优化技术,在频率、振幅取最小值和不同工况条件下,对结构因素进行了优化,同时进行了综合优化。结果表明,频率与振幅对破头率影响大,优化后的切割器工作参数降低了破头率。     

单圆盘甘蔗切割器切割破头率影响因素的试验

利用甘蔗切割综合试验台,对影响甘蔗切割破头率的因素进行了室内试验。采用数理统计方法及优化、仿真技术,建立了相应的数学模型,探讨了田间因素和结构因素对甘蔗破头率的影响机理。在频率、振幅取最小值和软、硬2种土壤条件下,分别对因素进行了优化,结果表明频率、振幅对破头率影响大,因素较优组合为:刀片刃角21°,刀片切割角30.5°,刀盘倾角11.5°,刀片4片。破头率小于11%。     

轴承间隙对甘蔗切割器系统振动特性影响研究

为了获取轴承间隙对切割器振动特性的影响,将单刀盘甘蔗切割器简化为滑动轴承-转子弯扭耦合振动系统模型,考虑轴承间隙建立了系统动力学微分方程。运用数值计算方法,分析了系统的振动特性。结果表明,滑动轴承间隙对系统稳定性有一定影响,当间隙c=0.11mm时稳定转速带宽最大,旨在为优化选择刀盘滑动轴承间隙参数提供理论参考。