磁吸滚筒式精密排种器设计与试

针对蔬菜、花卉类小颗粒种子精密播种问题,利用磁吸式排种原理,设计了一种磁吸滚筒式精密排种器.通过分析比较单排磁吸头不同极性排列方式下的磁路及磁感应强度,确定了滚筒内磁吸头沿周向4排阵列,各排磁吸头按N、S极间隔排列的设计方案.对研制的排种器,以磁粉包衣油菜籽为试验对象,滚筒转速及磁吸头工作电流为试验因素,进行了正交试验,通过方差分析确定了影响排种性能的主次因素及优化组合.试验结果表明,磁吸头工作电流是影响排种性能的主要因素,在磁吸头工作电流230 mA、滚筒转速15 r/min条件下,排种器单粒精播指数可达93.6%,重播指数为2.2%,排种速率达3 600排/h,能够满足精密播种的精度和效率要求.     

磁吸式精密播种器滚筒变速控制系统设

设计了一种由F2812DSP芯片、PS2键盘和光电传感器组成的基于数字信号处理(DSP)的磁吸式播种器滚筒变速控制系统,在充种区降低滚筒转速增加充种时间,在携种和清种区增加滚筒转速,提高播种器工作效率.以油菜包衣种子为研究对象的试验表明,该控制系统各个模块协调工作良好,系统运行稳定,滚筒在充种时转速为16r/min,携种、清种时转速为20r/min,工作效率较16r/min匀速转动提高了16%,单播率达到95%.     

联合收割机脱粒滚筒负荷建模与试验

选择合适的参量表征脱粒滚筒负荷,是建立其监控系统的基础.本文设计了联合收割机脱粒滚筒传动链张紧力测试装置和数据采集系统,用传动链张紧力反应滚筒负荷.通过田间试验对传动链张紧力和滚筒转速进行测量,并对比分析其与喂入量之间的关系.结果表明:传动链张紧力能较好的反应脱粒滚筒负荷的变化情况,并且与喂入量呈线性关系,与理论分析结果一致.     

气吸双层滚筒式精量排种器设计与试验

为降低播种动力消耗,提高播种质量,适应杂交水稻精量育秧播种农艺要求,设计一种气吸双层滚筒式排种器。阐述该排种器的工作原理、关键部件结构及参数设计,通过对排种过程的种子进行受力分析,确定播种质量与滚筒转速以及吸孔负压的关系。选取合格率和重播率为试验指标,振动频率、滚筒转速以及滚筒负压参数作为试验因素进行中心复合试验。试验结果表明:当振动频率为51.8 Hz、滚筒转速为8 r/min及滚筒负压参数3.4 kW时,平均合格率为93.21%,平均重播率为3.97%,该排种器能够满足播种要求。     

气力集排式油菜精量排种器

针对油菜籽等小粒径种子的精量播种要求和传统排种器单体只能实施单行播种致使结构复杂的问题,设计了一种气力集排式排种器,阐述了结构设计的关键技术.以华杂4号油菜籽为试验对象,取滚筒相对压力、滚筒转速为主要影响因素进行了排种均匀性与排种一致性试验,确定各因素对排种均匀性与排种一致性的影响程度及因素水平优化组合.结果表明:影响排种器排种均匀性的因素主次顺序为滚筒相对压力、滚筒转速,且在滚筒相对压力为- 1.5 kPa,滚筒转速为20 r/min时,排种一致性与排种均匀性同时达到最优,排种器排种性能最好.     

组合式轴流油葵脱粒装置的设计与试验

现有的油葵脱粒机未脱净损失率高,为研制低未脱净损失率的脱粒装置,设计了一种组合式轴流脱粒装置,脱粒间隙为20mm,并开展了不同滚筒转速对未脱净损失率、滚筒扭矩及功耗的试验研究。结果表明:滚筒转速在300～470r/min的区间,未脱净损失率先减小、后增大;当滚筒转速在450r/min时,未脱净损失率最小,为1. 14%,油葵的脱粒速度范围为8. 5～10. 0m/s;滚筒扭矩在547～557N·m的范围之内波动,波动范围不大;滚筒功耗在17. 20～27. 11k W范围递增,滚筒功耗与转速呈正相关的关系。     

谷物联合收获机喂入量建模与试验

设计了谷物联合收获机脱粒滚筒液压无级变速系统,对该系统中封闭液压油的压力进行测量,用该油压力表示喂入量。通过台架试验,得出喂入量与油压力之间的关系方程,并与脱粒滚筒转速表示喂入量的方法进行了对比。结果表明：在联合收获机稳定工作,物料物理特性一致时,油压力随喂入量的增加呈线性上升,而此时脱粒滚筒转速可以视为常量,所以油压力能够准确地反映喂入量。     

小麦种子介电分选参数的优化

通过对小麦种子进行二次回归正交试验,得到了以分选电压和分选滚筒转速为变量的回归方程,并确定了最优化的介电分选参数组合.试验表明,小麦种子的最佳分选电压为1780V,分选滚筒转速为22.2r/min.     

大白菜种子脱粒装置设计与试验

为提高我国大白菜种子机械化收获水平,降低脱粒损失,促进大白菜产业更好地发展,设计了一种适用于大白菜种子机械化收获的横轴流脱粒装置。选取籽粒破碎率、未脱净率为试验指标,滚筒转速、脱粒间隙及筛条间隙为试验因素进行了台架试验,建立了各试验因素与试验指标之间的数学模型,分析了各因素对指标的影响,并对装置的结构及工作参数进行了优化。结果表明：各因素对籽粒破碎率的影响大小顺序为滚筒转速>筛条间隙>脱粒间隙,各因素对未脱净率的影响大小顺序为滚筒转速>脱粒间隙>筛条间隙。验证试验结果显示：当滚筒转速为724r/min、脱粒间隙为21.7mm、筛条间隙为11.8mm时为最优参数组合,此时籽粒破碎率为0.085%、未脱净率为0.337%,达到国家及行业标准,能够较好地满足大白菜种子机械化脱粒需求。     

弹性短纹杆-板齿组合式大白菜种子脱粒装置研究

大白菜种子市场规模发展迅速，其大面积、产业化种植使得机械化收获需求日益增长。针对人工收获效率低、常规脱粒方式下种子破碎率高问题，设计了一种由弹性短纹杆-板齿、柔性圆头钉齿等脱粒元件与圆管凹板组合的大白菜种子脱粒装置。利用ANSYS Workbench对脱粒滚筒进行有限元模态分析，验证脱粒滚筒结构的合理性。选取喂入量、滚筒转速及脱粒间隙为试验因素，以种子损失率和破碎率为试验指标开展了响应面优化及田间对比试验，建立各试验因素与试验指标之间的数学模型，分析各因素对指标的影响并对装置的结构及工作参数进行了优化。试验结果表明，当滚筒转速为726r/min、脱粒间隙为22.3mm、喂入量为1.73kg/s时，种子损失率为0.68%，破碎率为0.39%。试验结果满足设计要求，能够实现对收获期大白菜种子的低破碎率机械化脱粒作业。     

磁吸式精密排种原理分析与试验

针对蔬菜、花卉种子体积小、质量小及形状不规则的特点 ,提出了一种新的排种方式——磁吸式精密排种。应用有关磁选理论 ,建立了磁吸式精密排种的力学模型 ,得出了单粒磁粉包衣种子在气隙磁场中所受磁力的计算公式 ,分析了实现精密排种的基本条件。通过对白菜、番茄种子的排种试验 ,其单粒精播率达 90 % ,漏播率低于5 % ,说明这一排种方式具有较高的播种精度和对不同类型种子良好的适应性。     

磁力泵磁力联轴器传动的影响因素

为研究磁力泵磁力联轴器的传动性能影响因素,基于Ansoft-Maxwell软件对设计模型进行数值计算,定性分析模型在不同磁极对数和磁钢间隙时对磁转子传动性能的影响.以磁转矩与磁涡流损耗作为评价指标,分别设计4~26对不同排列方式的磁块,并对磁转子的磁场分布进行分析,求得不同磁极对数下磁转子的磁转矩峰值、磁涡流损耗平均值以及离套所受内外磁块的合力F_n的大小,得到设计模型在16对时磁转矩与磁涡损达到最佳值.以16对磁极对数磁转子为例,单一改变相邻磁钢间的间隙度数,分别从1°,2°,3°,4°共4种不同情况下,研究间隙大小对磁转矩与磁涡流损耗的影响规律,结果表明,增大磁钢间隙会导致磁转矩与磁涡流损耗有小幅度减小,但在间隙中间加入基体A3钢且保持其他条件不变时,会导致磁涡流损耗值增大1.2倍左右.研究的结果可为磁力泵磁转子参数化设计提供一定参考.     

玉米收获机低损变径脱粒滚筒设计与试验

针对华北地区玉米收获时籽粒含水率较高、籽粒直收破碎率较高的问题,设计了一种变径脱粒滚筒。滚筒前端直径渐变增大直至与脱粒分离段等径,通过提高滚筒变径段果穗容纳能力,增强果穗之间柔性接触,有效“松散”籽粒之间及籽粒-芯轴之间作用力,使果穗更易于脱粒,从而实现籽粒与芯轴的快速分离,有效提高了脱粒速度,降低了籽粒破碎率。对果穗与脱粒元件受力进行分析,研究变径段锥度对果穗受力的影响。基于动力学仿真试验,分析了果穗与脱粒元件之间的接触力以及果穗-果穗和果穗-脱粒装置之间的接触频次,结果表明,变径滚筒提高了果穗之间的接触频次,降低了脱粒元件与果穗的直接接触,即变径滚筒中果穗之间接触揉搓作用更强。以滚筒转速、凹板间隙及籽粒含水率为试验因素进行了三因素四水平正交试验,确定最优组合为籽粒含水率26%、滚筒转速350 r/min、凹板间隙50 mm,此时籽粒破碎率为4.13%、籽粒未脱净率为0.34%。在籽粒含水率为27%时与等径滚筒进行了对比脱粒试验,按籽粒的完整性将破损籽粒分为全碎籽粒、裂纹籽粒、破皮籽粒及顶部破碎籽粒,结果表明,变径滚筒的籽粒总破碎率为4.64%,比等径滚筒的总破碎率降低19.16%,破损籽粒中全碎籽粒、裂纹籽粒及破碎籽粒所占比例均明显降低;变径滚筒未脱净率为0.42%,比等径滚筒的未脱净率降低51.72%,证明变径滚筒能够有效降低籽粒破碎率及未脱净率。     

气吹悬浮供种的气吸滚筒式排种器设计与实验

为解决辣椒等小颗粒、不规整种子机械化精量排种问题,设计了一种气吹悬浮供种的气吸滚筒式排种器。为此,阐述了气吹悬浮供种的气吸滚筒式排种器的工作原理,确定了各部件主要结构参数,并对种子吸附过程进行了力学分析。以新疆新选8819辣椒种子为试验对象,通过正交试验方法对影响排种器性能因素进行分析,得出影响排种器性能因素的主次顺序为气室压力、滚筒转速、吸种角度。当吸种角度为20°、种箱气室正压值为2kPa、滚筒转速为12r/min时,可获得单粒率为91.5%、多粒率为5.4%、漏播率为3.2%。经试验验证,样机满足辣椒育苗精量播种的种植要求。     

永磁变刚度机构柔性机器人力学特性研究

提出了一种柔性机器人用永磁变刚度机构。由于电动机转矩有限,在不用增加绳索拉力的情况下,通过该机构实现了柔性机器人关节更强的变刚度能力。该永磁变刚度机构主要由磁弹簧单元和滑轮绳索单元构成。通过虚位移法建立了弹簧磁力和绳索拉力解析模型,通过实验对永磁体间磁力和绳索上的拉力进行测量,测量结果和模型计算结果基本吻合。其结果表明,永磁体间磁力、绳索拉力和刚度随永磁体间气隙减小呈非线性增加,随永磁体长度和平均半径的增加而增加,保持三角形结构高不变,绳索拉力和刚度随着三角形结构底长的增加而增加,减小滑轮半径,可以进一步增加绳索刚度变化范围。     

基于有序充种的集排滚筒式排种器性能试验研究

针对机械式播种种箱机种群起拱,以及新疆宽幅作业播种机整机结构复杂臃肿、振动大、动力消耗大等问题,提出了基于有序供种条件下机械式精量取种的方案,设计了一种基于有序充种的集排滚筒式排种器。同时,阐述了有序充种工作原理,以棉花种子为试验对象,以供种倾角、滚筒转速、窝孔开口大小为影响因子,以单粒率、多粒率、漏播率为排种性能指标,选择二次旋转正交组合试验,分析各影响因子对排种性能的显著性与规律。试验结果表明:供种倾角为38°、滚筒转速为8r/min、窝孔开口为13mm时,性能指标达到最佳,单粒率为91.5%,多粒率为4.66%,漏播率为2.4%,满足棉花精量播种要求。     

滚筒翻抛机功耗理论分析

随着好氧堆肥的推广应用,针对包括功耗在内的性能参数进行理论研究对推动翻抛机械进一步发展具有重要意义。通过对滚筒翻抛机工作原理进行系统描述,分析得到了滚筒翻抛机的功耗影响因素,建立了滚筒翻抛机的功耗与其影响因素之间的关系。基于试验建模方法提出了建立滚筒翻抛机功耗模型的试验思路,为深入研究滚筒翻抛机的功耗提供了理论参考。      

基于EDEM软件的玉米育种排种器改进与充种性能试验

基于EDEM软件,以种腔自净型排种器为研究对象,对带凹槽排种盘扰动种群的过程进行了仿真分析,考察了种群平均法向力、种群距排种盘平均距离和种群运动平均速度3个指标,分析对比了带凹槽排种盘及无凹槽排种盘对种群离散程度的影响。仿真结果表明,在种子量较少的情况下,带凹槽排种盘可有效增强种群的离散程度,降低种子在被吸孔吸附前受到的种群内摩擦力,提高吸附率。台架试验验证了仿真分析的推论,通过在排种盘上设置凹槽的改进方式,加强排种盘对种群的扰动就可以在一定程度上提高排种盘吸孔吸附种子的能力,降低漏充率,使排种器的漏播率满足国标要求。     

基于EDEM软件的玉米育种排种器

基于EDEM软件,以种腔自净型排种器为研究对象,对带凹槽排种盘扰动种群的过程进行了仿真分析,考察了种群平均法向力、种群距排种盘平均距离和种群运动平均速度3个指标,分析对比了带凹槽排种盘及无凹槽排种盘对种群离散程度的影响。仿真结果表明,在种子量较少的情况下,带凹槽排种盘可有效增强种群的离散程度,降低种子在被吸孔吸附前受到的种群内摩擦力,提高吸附率。台架试验验证了仿真分析的推论,通过在排种盘上设置凹槽的改进方式,加强排种盘对种群的扰动就可以在一定程度上提高排种盘吸孔吸附种子的能力,降低漏充率,使排种器的漏播率满足国标要求。