履带式联合收获机差逆转向机构设计与试验

为减小履带式联合收获机在田间连续转向时对土壤产生的剪切破坏,增加整机在田间转向时的灵活性,提高作业效率,设计了一种差逆转向机构,可以实现差逆转向、切边转向和单边制动转向。在对差逆机构转向特性进行理论分析的基础上,应用Recur Dyn软件对其进行了不同工况下的动力学仿真,并将试制的差逆转向机构安装在履带式联合收获机上,在水泥地面及水稻田条件下进行转向性能试验。试验结果表明,在相同转向模式下,即近似相等的转向半径及转向角速度情况下,水稻田差逆转向半轴输出扭矩最大,达到5 668.2 N·m,远大于水泥地差逆转向的扭矩2 268.2 N·m,同时在3种转向模式中,差逆转向所要克服的阻力矩最大。在驱动轮输出转速75 r/min工况下,水泥地面中,差逆转向为0.610 rad/s;水稻田中,差逆转向为0.592 rad/s,较单边制动转向分别提高87.7%和88.5%;水稻田地差逆转向的最小转向半径的平均值为0.098 m,水泥地最小转向半径的平均值为0.082 m,转向占用面积显著减小;切边转向的角速度小且平稳,有助于对方向进行微调。该差逆转向机构使联合收获机的行走转向性能显著提高。     

某轻型变速箱箱体轻量化设计

由于变速箱工作环境复杂恶劣,设计时一般取一个较大的安全系数,所以会造成箱体质量过大的问题,严重浪费生产资源,也影响了整车的经济性能,因此箱体轻量化设计显得尤为重要。首先,采用理论分析对该变速箱进行受力计算,得到变速箱在启动工况下各轴承的支反力;其次,运用Optistruct软件对变速箱箱体进行静力学分析,得到启动工况下的强度与刚度;最后,根据静力学研究结论,对整体结构进行拓扑优化设计。仿真结果显示,经过优化后的箱体质量降低10.63%,同时箱体的强度和刚度也满足使用要求,从而完成了箱体的轻量化设计。     

新型山药收获机下支撑支架的设计与分析

山药收获机下支撑支架是根据主旋转支撑装置的离地高度和开沟深度设计的,在实际作业过程中,链刀切削阻力、螺旋刀切割阻力、输送机构支撑力、油缸的推拉力最终都由下支撑支架承载,作用力较为复杂,容易发生变形和断裂;且链刀切入土壤产生的振动、链节和链轮齿的啮合会给链传动带来工作的不平稳性和有规律的振动,可能会引起共振。为此,在进行山药收获机工作装置设计时,首先采用有限元方法对下支撑支架进行静力学分析,并在静力学分析的基础之上对其进行预应力模态分析,以评估设计的合理性,对结构进行优化。     

联合收获机底盘变速箱转向齿轮副的强度分析

履带式联合收获机的底盘变速箱转向齿轮副经常需要承受较大的冲击载荷,为提高其工作可靠性,有必要对其进行强度分析。为此,以沃得巨龙280型履带式联合收获机底盘变速箱为研究对象,通过实测行走半轴载荷谱确定转向齿轮副最大转矩,建立了联合收获机底盘变速箱转向齿轮副三维模型。同时,根据底盘变速箱转向齿轮副各个部位的应力、应变特点确定混合网格划分方案,采用SolidWorks中的Simulation模块进行有限元计算,获得了转向齿轮副的应力云图和位移云图以及应力与外载荷的映射关系,从而为变速箱的疲劳分析奠定了基础。     

联合收获机脱粒滚筒有限元模态分析与试验

针对联合收获机脱粒滚筒在工作中的振动和噪声问题,为了避免共振,利用软件ANSYS Workbench对联合收获机脱粒滚筒进行了有限元模态分析,得到了前6阶的固有频率和振型。对脱粒滚筒进行了模态实验,与有限元分析结果进行对比,其固有频率相对误差在4.6%以下,且振型一致,验证了有限元分析的准确性。模态分析结果表明:前6阶固有频率与主要振源激励频率相差较大,较好地避开了共振区;钉齿杆与幅盘的振幅较大,且两者的连接处最为薄弱,在设计和焊接时应尤为注意。该研究为联合收获机脱粒滚筒的设计与优化提供了参考。     

基于ANSYS Workbench的联合收获机滚筒轴疲劳强度分析与优化

切纵轴流谷物联合收获机脱粒能力强、工作效率高,是未来收获行业的发展趋势。联合收获机在作业的过程中由于喂入量不稳定、物料层不均匀使得切流脱粒滚筒所受的交变载荷冲击较大,造成滚筒轴断裂。采用ANSYS Workbench对滚筒轴进行静力学和疲劳强度分析,得到实际作业过程中导致滚筒轴断裂失效的原因为疲劳断裂,然后对轴的结构和材料进行改进,改进后的轴最大应力值减小至原来的40.6%左右,疲劳寿命循环次数有了极大的提高,有效保障了联合收获机长时间的安全作业。     

联合收获机360 °脱粒分离装置设计与试验

为了解决纵轴流脱粒装置在作物喂入量较大时易出现分离不彻底、破碎率高、损失率高及脱粒功耗大等问题,设计了一种联合收获机360°脱粒分离装置.该装置主要由脱粒滚筒、上部凹板筛、下部凹板筛、回流板及凹板筛间隙调节装置等构成.通过高速摄影试验,分析了装置不同区域的脱粒、分离过程.通过作业效果对比试验,证明360°脱粒分离装置能...     

温室三七收获机有限元分析

根据三七种植新农艺的要求,设计了一款应用于温室种植模式的三七收获机。为提高其工作性能,利用ANSYS有限元软件进行有限元分析,获取在静载荷作用应力、变形的大小及分布情况。结果表明:应力集中发生在电机安装位置及车架纵梁连接处,最大变形发生在车尾处,机架强度符合要求。对机架进行模态分析,获得其固有频率并进行谐响应分析,分析可知:在频率15Hz时电机安装位置处可能发生共振,此时电机安装位置处应力和位移达到最大,最大应力为4.34MPa,最大位移为2.03mm,机架满足激励载荷下的强度要求。对挖掘铲进行静力学分析,得到挖掘阻力5 000N,挖掘铲最大变形量为1.334 4mm,最大应力为20.894MPa。本文为后续温室三七收获机的减振以及机架、挖掘铲优化提供了理论依据。     

板蓝根收获机挖掘铲的设计与有限元仿真分析

为解决板蓝根收获机在作业过程中存在挖掘阻力大、铲面易壅土的问题,依据板蓝根自身特性及种植农艺要求,设计了4UD-600型板蓝根收获机,其作业幅宽600mm,最大挖掘深度为500mm,可一次完成板蓝根的挖掘、土药分离和成条侧出铺放。阐述了收获机的工作原理,对其挖掘铲进行了设计和主要参数的计算,并利用SolidWorks软件中的有限元分析插件Simulation对该挖掘铲进行了静力学分析,最后进行了试验验证。设计采用固定式三角平面挖掘铲,通过动力学分析构建工作阻力模型,依据动量定理、动能定理及几何关系进行计算,确定出挖掘铲的最佳入土角α=19°～23°,铲长L=360～400mm,铲刃张角θ=55°。有限元静力学分析结果显示:挖掘铲的应力主要集中在3个螺纹孔处,且最大应力分布在铲的背面离铲尖较近的两个螺纹孔处,最大应力值为22.44MPa,远小于挖掘铲的许用应力220.6MPa,强度满足设计要求;而产生最大位移的位置为铲尖,变形值为0.09184mm,与整个铲相比此变形量很小,可以忽略。试验结果与仿真结果基本一致,在误差允许的范围内,满足设计要求。     

青稞联合收获机脱粒碎芒装置设计与试验

针对目前青稞联合收获过程中秸秆含芒率高、芒杆长度高,以及现有脱粒滚筒无法对芒杆倒刺进行有效处理的现状,设计一种青稞联合收获机脱粒碎芒装置,整机主要部件包括机架、脱粒滚筒、凹板、风机、筛箱、滚筒盖及传动系统。通过选择不同脱粒元件,计算和确定其结构参数与排列形式,以增加滚筒对芒杆内表面倒刺的揉搓能力,同时在凹板处设置碎芒板条,在保证籽粒脱净率前提下,有效提高了脱粒滚筒的碎芒率。运用ABAQUS软件对整机机架振动特性进行有限元仿真,对比固有频率与外部激励频率变化趋势,保证脱粒装置作业时无共振现象发生。得出在极限工况条件下,滚筒最大变形量为1.02 mm,满足设计要求。田间性能试验表明:籽粒破碎率为0.11%、含杂率为5.27%、脱净率为87.49%、秸秆含芒率为5.86%、碎芒率为93.15%,各项指标均满足相应标准要求,秸秆中所含芒杆内表面倒刺去除效果明显,有效提高青稞秸秆饲草的食用适口性。本研究为青稞机械化联合收获、脱粒及芒杆处理提供应用实例和技术参考。     

小型联合收割机齿轮传动箱模态分析

文章以某小型山地联合收割机齿轮传动箱为研究对象,基于Pro/engineering 和ANSYS软件对齿轮箱第一级主齿轮和输入轴进行了有限元模态分析,为后续进一步分析其传动性能提供可靠的理论基础。     

联合收割机行走变速箱故障特征提取方法研究

针对联合收割机行走齿轮箱故障诊断率低的问题,提出了基于遗传算法(Genetic Algorithm,GA)及样本熵优化VMD参数的故障特征提取方法,研究了不同分解算法对故障诊断率的影响,并在试验台上采集行走变速箱不同故障状态下的振动信号开展试验研究和验证。试验结果表明:与EMD样本熵和无样本熵情况相比,VMD样本熵具有维度低、识别精度高的优点,同WOA-KELM模型组合在故障诊断中有良好的识别分类性,可以用于联合收割机行走变速箱的故障诊断。     

联合收割机差速器式原地转向机构设计

为了解决传统联合收割机田间转向时对地表的破坏、减少田间频繁转向时对摩擦片的损耗及缩短田头转向时间,设计了一种通过制动差速器齿轮从而使得动力反转的原地转向机构。分析了系统的工作原理,计算校核了核心部件的强度,针对相关转向性能进行了干沙路面动力学仿真。仿真结果显示该机构可实现3种转向模式:在输出动力侧加载线速度相同时,原地转向模式转过90°用时最短、功耗最高、转矩最大;自由转向模式中进行转向微调时无需使用摩擦片;单边制动转向模式能够进行急转向。所建立的路面模型可以为下一步的田间作业模拟奠定基础。     

水稻联合收割机切流滚筒结构分析与优化

国产切纵流水稻联合收割机切流滚筒脱粒过程中存在喂入不畅及振动较大等问题,通过对切流滚筒结构进行静力学和模态分析得知,切流滚筒的结构强度满足设计要求,但工作转速760~800r/min频率位于第1阶固有频率14.51Hz的0.8~1.2倍共振区内。为此,设计了一种具有伸缩脱粒元件的偏心切流滚筒结构,并在ANSYS软件中进行了静力学仿真及轴端约束模态分析,结果表明:所设计的偏心切流滚筒结构强度满足要求,偏心切流滚筒的转速频率12.67~13.33Hz,小于偏心切流滚筒的第1阶固有频率25.59Hz;同时,偏心切流滚筒重心产生的力矩平衡了7.2%的茎秆对切流滚筒产生的阻力矩。     

基于有限元的玉米联合收获机底盘车架模态分析

为研究某玉米联合收获机底盘车架的振动特性,应用大型有限元软件ANSYS对其进行模态分析,得到了前8阶模态特性的固有频率以及振型特征。同时,将模态分析所得结果与收获机受到的激励频率进行对比,确定了该车架结构的安全性和可靠性,为后续的其它动力学分析奠定了基础,具有一定的现实意义。     

基于ADAMS的玉米收获机传动箱的仿真分析

玉米联合收获机传动箱是玉米收获机的关键部件。应用三维造型软件Pro/E对齿轮箱进行三维实体造型,并将模型通过Pro/E和ADAMS专用接口软件Mech/Pro导入ADAMS中进行仿真分析。根据模型的运动原理,对各部件施加约束、力矩、碰撞力等,以模拟齿轮箱的运动,得到运动学、动力学参数曲线。分析结果表明:该齿轮箱能够满足设计要求,应用仿真分析法得出的结论可为齿轮箱的设计、改进以及优化提供有益的技术和理论支持。     

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。     

太子参联合收获机的设计

针对目前已有的地下根茎类收获机无法满足南方丘陵山区小田块地下太子参的收获要求,设计了一款可以一次性实现挖掘、输送、分离、筛选及收集的太子参联合收获机。为此,阐述了该机的总体结构和性能参数,给出了该机的传输装置、分离筛选装置和传动系统等重要部件的详细设计,并优化了关键参数。     

大豆联合收获机拨禾轮作用机理分析与参数优化

为降低大豆联合收获机割台损失率,本文通过分析收获过程得出拨禾轮作用范围、茎秆回弹、拨禾轮高度对割台损失率的影响规律;以最小割台损失率为目标,利用ANSYS-ADAMS联合仿真探究收获不同高度大豆的拨禾轮最优参数。使用ANSYS软件建立大豆植株柔性模型,在ADAMS软件中建立拨禾轮-大豆茎秆刚柔耦合模型,通过单因素预试验确定关键参数的范围,以大豆联合收获机拨禾轮高度、拨禾速比、拨禾轮前移距离和大豆植株高度为试验因素,以拨禾轮对大豆茎秆的碰撞力、拨禾轮作用程度为指标开展四因素五水平二次回归中心组合仿真试验,建立了试验因素与试验指标间的数学模型,建立以作用程度最大、拨禾碰撞力最小为目标的优化方程,确定大豆联合收获机拨禾轮最优拨禾速比、最优前移距离、最优高度与大豆植株高度之间存在线性对应关系,大豆联合收获机拔禾轮参数对碰撞力与作用程度影响主次顺序为：拨禾速比、拨禾轮高度、拨禾轮前移距离。开展以拨禾轮高度、拨禾速比、拨禾轮前移距离为因素,以拨禾轮对大豆茎秆的碰撞力、拨禾轮作用程度为指标的仿真试验和以割台损失率为指标的田间试验,模型计算与仿真的碰撞力偏差平均为1.18 N,拨禾轮作用程度偏差量平均...