木薯收获机夹持输送机构设计与力学分析

针对现有挖拔式木薯收获机夹持输送机构出现夹持掉带掉薯、夹持对中困难及木薯茎秆难以进入夹持输送机构等问题,研究设计了夹持输送机构。该机构采用拉簧安装在移动杆凹槽内,移动杆与机架间为移动副连接的方式夹紧木薯茎秆,并将其与摇杆与机架间为转动副连接的方式进行了对比分析。结果表明:移动副连接使拉簧的拉力全部提供为夹持力,无拉力损失,夹持力最大;同时,自动调节带间距,夹持牢固。根据土薯生物环境特性,设计了夹持轮、带轮、夹持带、张紧装置和导向装置等主要结构,并对各结构进行了分析,确定了主要结构参数。根据木薯块根拔起时的速度分解图,建立了块根拔起时的力学模型,且通过分析推导得到了夹持输送机构对块根的拔起力和对茎秆的夹持力计算公式。该研究对于快速拔出、输送薯块、减少薯块损失、降低伤薯率、提高挖拔式木薯收获机整机性能具有重要意义。     

大蒜联合收获机浮动式夹持装置设计与试验

针对大蒜联合收获机拉拔收获特点与鳞茎定位要求,为提高输送成功率、降低鳞茎损伤率,设计了一种浮动式夹持装置,阐述了其主要结构与工作机理。通过茎秆受力变形与植株运动分析,明确了试验台浮动轮弹性系数、间距及链条输送速度等关键作业影响参数的取值范围。构建了茎秆流变模型,并根据不同载荷下的茎秆蠕变曲线拟合了茎秆的粘弹性参数,明析了关键作业参数与输送装置夹持力、输送损失及鳞茎损伤的关系。以浮动轮弹性系数、间距及链条输送速度为试验因素,以成功率和损伤率为试验指标,用Design-Expert软件进行试验数据分析,由Origin软件生成3D响应曲面,得到各因素对指标的影响次序。结果表明,当浮动轮弹性系数、间距及链条输送速度分别为2 N/mm、83 mm和520 mm/s时,装置性能最优,夹持成功率和损伤率分别为97.42%和1.36%。对优化因素进行试验验证,试验与优化结果基本一致,满足大蒜联合收获浮动夹持高成功率与低损伤率的作业要求。     

柠条联合收获机拨齿式输送机构分析

柠条生长几年后木质化程度很高、韧性很好,目前成熟的作物收获装备不能完成柠条的机械化收获。在创新柠条联合收获装备的设计中,输送机构是关键部件。为此,针对柠条的生长特性和柠条联合收获装备设计性能要求,对选用的拨齿式输送机构进行了相关运动学、动力学分析,确定了拨齿板数量、拨齿齿形、高度、齿角及拨齿个数等基本参数,分析了柠条以横进、竖进、侧进3种不同方式进入输送装置时拨齿的受力情况。同时,根据收割机喂入量与输送量的关系,计算得出:收割机前进速度为2m/s时,输送机构第一级拨齿辊转轴匹配转速为100r/min。     

小型大蒜联合收获机设计与试验

针对大蒜收获难、劳动强度高、各地种植模式不统一的问题,设计了一种适合中小地块的小型大蒜联合收获机,并阐述了该机的总体配置及主要部件的结构。该机主要由行走底盘、传动系统、扶禾装置、挖掘装置、夹持装置、蒜秧定位装置、切割装置、横向输送装置、集蒜箱及液压系统等组成,可一次完成大蒜挖掘、夹持输送、切茎、蒜头收集和蒜秧抛送等工作。田间试验表明:收净率达到98.4%,损伤率0.65%,总损失率2.25%,生产率为0.035hm2/h;具有体积小、结构紧凑、操作方便、损伤率小等特点,为提高大蒜机械化收获水平提供了参考。     

模块化大蒜联合收获机设计与试验

为提高大蒜收获机对不同种植模式、不同行距大蒜机械化收获的适应性,设计了集扶禾、破土、输送、断秧、集果于一体的大蒜联合收获机,并对其关键功能部件进行了深入研究。将扶禾、起送蒜、破土、齐蒜断秧等大蒜收获所必需的功能集中设置,构建相对独立的收获单元功能模块。用户可根据需要加挂收获单元功能模块,配合输送单元,实现1~n行大蒜联合收获机的自由组合。同时,收获单元功能模块之间间距可在0~300mm或更大范围内无级调整,实现70~420mm之间不同行距大蒜的机械化收获。建立了大蒜拉拔力理论分析模型,在对影响因素研究的基础上,得到了结构参数对拉拔力影响的规律。试验表明,拉拔力随大蒜假茎包角增加而增大;当同步带张紧力超过2800N时,同步带所提供的拉拔力大于松土后大蒜所需拉拔力,可保证大蒜拉拔收获顺利完成。建立了破土力理论分析模型,得到了箭铲入土角、箭铲入土深度、整机前进速度等参数对破土力的影响规律。正交试验结果表明：入土深度、土壤湿度对箭铲破土力影响显著;当土壤湿度为30%、入土深度为80mm时,破土力为520N。样机田间试验结果表明,大蒜联合收获机的各项技术指标均满足设计预期效果,大蒜收净率为98.3%、总损失率为3.5%、生产率为0.14hm2/h。     

花生联合收获机柔性夹持装置设计与试验

针对传统花生联合收获机刚性夹持链夹持损失率偏高的问题,提出了三夹持带柔性夹持技术,并设计了三夹持带夹持输送装置.通过试验台试验确定了带型、带距、带速等参数,并通过与刚性夹持链的田间对比试验,对拉断落果率、夹持喂入率、夹断率、去土率、掉株率、掉果率等试验指标进行了综合评价.试验结果表明,三夹持带柔性夹持输送方式损失率较低.     

花生联合收获机柔性夹持装置设计与试验

针对传统花生联合收获机刚性夹持链夹持损失率偏高的问题,提出了三夹持带柔性夹持技术,并设计了三夹持带夹持输送装置。通过试验台试验确定了带型、带距、带速等参数,并通过与刚性夹持链的田间对比试验,对拉断落果率、夹持喂入率、夹断率、去土率、掉株率、掉果率等试验指标进行了综合评价。试验结果表明,三夹持带柔性夹持输送方式损失率较低。     

半喂入自走式大蒜联合收获机

针对国内大蒜种植特点,在已有设计研究的基础上研制了一种适合于中国大蒜主产区收获作业的半喂入自走式大蒜联合收获机。整机侧向配置,采用450型半喂入稻麦联合收获机底盘,并配有液压无级变速系统,作业组件包括分禾装置、扶禾装置、挖掘装置、夹持输送装置、清土装置、对齐切秧装置和集果系统等。该机采用挖拔组合式工作原理,保证了大蒜收获中挖掘效果,提高了整机的作业质量和稳定性。通过田间检测表明：果实损失率不大于1.8%,破损率不大于2.1%,含土率不大于12.8%,各项性能指标均达到设计要求。     

大蒜收获机的设计与试验研究

针对大蒜种植模式和农艺要求,设计了一种大蒜收获机,并利用UGNX8.0建立三维模型,对挖掘装置、夹持输送装置等关键部件进行了进一步研究。同时,设计了一种适用于大蒜收获的梯形挖掘铲,依据收获方式确定其长度、宽度、入土角等关键参数,应用ANSYS软件进行有限元静应力分析,结果表明:设计的挖掘铲所受的应力与应变都在材料所允许的安全范围内。对大蒜拔起时进行受力分析,确定了最佳拔起的状态的条件。在某大蒜生产基地进行田间试验,结果表明:挖掘铲的漏果率为1.45%,伤果率为1.12%,损失率2.3%,满足大蒜收获的技术要求。     

两行大蒜联合收获机设计

根据江苏省大蒜主要种植模式,结合当前农户实际购买力以及生产需求,按照大蒜农艺要求和机械设计原理,研制了两行大蒜联合收获机,并进行了性能试验。试验结果表明,该机具能够满足当前大蒜收获要求,且结构简单、操作方便,性价比高,具有良好的应用前景。     

大蒜联合收获机按压式切根装置设计与试验

针对大蒜联合收获作业过程中根系切净率低与损伤率高的问题,设计了一种按压式切根装置,阐述了其主要结构与工作机理。通过理论计算确定了夹持输送与切割机构作业参数,构建大蒜夹持运动方程和拨轮组动力、变形及切割力学模型。以链轮、拨轮和圆盘刀转速为试验因素,伤蒜率和切净率为试验指标,利用Design-Expert 8.0.5软件进行回归与响应面分析,构建三元二次回归模型,得到各因素对指标值的影响顺序。结果表明,当链轮、拨轮和圆盘刀转速为107、52、197 r/min时,装置性能最优,伤蒜率和切净率分别为0.63%和97.07%。对比鳞茎顶端定位“浮动切根装置”的最优参数组合,结果表明,所提出的装置伤蒜率降低2.15个百分点,切净率提高3.9个百分点。对优化因素进行试验验证,验证与优化结果基本一致,满足大蒜机械化收获高效切根作业要求。     

大蒜物理力学特性的试验研究

为了解决大蒜机械化收获中的设计参数和理化性能指标之间的关系,为今后研制大蒜机械化收获装备提供基础的理论参考依据,采用农业田间调查统计的方法对大蒜的物理性能指标进行了统计,包括质量、高度和直径等;然后以大蒜的理化性能指标为前提,研究分析了大蒜蒜株的起拔力和大蒜理化性能指标之间的相关关系,为合理的设计收获工艺方案提供了相关的理论参考.     

胡萝卜物理力学特性的试验研究

为掌握胡萝卜机械化收获中的设计参数与物理特性参数之间的关系,为今后研制胡萝卜联合收获机关键装备提供基础理论依据,通过田间试验获取相关数据,采用统计学的方法对胡萝卜物理特性指标进行深入研究。研究包括胡萝卜植株总长度、根部长度、茎叶长度、根部质量、根部最大直径、根部最小直径、茎叶根数、根部表面积及根部体积等参数。同时,利用回归分析的方法,研究了胡萝卜拔取力与各物理参数间的相关关系,为合理设计收获工艺方案提供理论参考。     

大蒜收获机参数优化试验研究

为了解决大蒜收获效率低、损伤率高的问题,设计了一种大蒜收获机,主要包括动力系统、传动系统、行走系统、操纵系统、振动系统及切割系统。同时,采用了二因素五水平二次正交旋转组合方法对影响其性能的入土深度和入土角度这两个主要因素进行了参数优化试验,获得取整后的最佳参数组合为:入土深度8cm,入土角度21°。田间试验结果表明:大蒜挖出率为97.96%,大蒜损伤率为1.03%。研究结果对大蒜收获机的研发提供设计依据。     

分段式大蒜收获机的设计

针对目前大蒜机械化收获率低、收获成本高、人工收获质量差等问题,研发了一款高效率、适应性强的大蒜收获机。主要研究包括:扶禾装置研究与设计、挖掘装置研究与设计、限深装置研究与设计、输送装置研究与设计等装置。并经过机器性能试验,相关性能参数符合国家标准对于大蒜收获机的要求。     

我国大蒜机械化生产现状及发展思路探讨

我国是世界上最主要的大蒜生产国和出口国,实现大蒜机械化生产,对于提高我国大蒜产业国际竞争力、减轻劳动强度和增加农民收入等具有重要意义。为此,通过对近年国内外大蒜播种机和大蒜收获机研究进展情况进行分析,发现我国大蒜播种和收获存在着农机落后于农艺、播种落后于收获的问题,并根据生产现状,提出农机农艺融合、播种服务收获的发展思路。     

马铃薯压缩力学性能试验研究

为了降低伤薯率,在马铃薯的收获和流通的各个环节中必须充分考虑马铃薯的压缩力学性能。为此,以完整的马铃薯块茎为研究对象,运用CMT2502型电子万能试验机,在5种不同加载速率下,对新大坪、陇薯3号两个品种鲜薯进行3个不同方向的压缩试验研究,测得其力-时间曲线以及马铃薯压缩破裂力和变形量数据。同时,运用SPSS统计软件分析其力学特性的变化规律,得到马铃薯品种、加载方向和加载速率对马铃薯破裂力和压缩变形量的影响结果。该试验分析可为马铃薯的收获、装运、深加工及贮藏装备的改进和设计研究提供必要的理论依据。