马铃薯分选机的设计

马铃薯是一种十分高产的农作物,近年来我国马铃薯的种植面积越来越大。马铃薯收获后,首先就需要按照大小分选开来,以便以不同的价格出售,达到最佳的性价比。但是分选马铃薯是一件十分枯燥乏味、费时费力的工作,而且只靠人眼的目测不能有效地分选马铃薯的大小,人工分选效率低、强度大。为此,设计了一款马铃薯分选机,采用辊轴式分选装置,辊轴之间的间距随着输送带的前进,间距逐渐加大,马铃薯在不同位置落下,按照大小分成3级,从而彻底解决了马铃薯分选困难的问题。此机器结构紧凑、操作方便,能够大大减轻农民的负担,减轻劳动量,提高生产效率。     

长杆状蔬果分选机单果上料装置的研制

长杆状蔬果分选机工作时要求蔬果单向且单果输送,才能保证其分选效率。为此,设计了一种适合于胡萝卜、茄子等长杆状蔬果自动分级机的单果上料装置,主要由进料斗、隔板输送带、输送滚筒和调节防护装置等部分组成。本设计以胡萝卜为研究对象,通过对胡萝卜在输送带上的受力分析、隔板尺寸参数的理论推导及胡萝卜在出口的运动状态分析,合理选择了单果上料装置的结构尺寸及动力参数,以保证胡萝卜的单果上料,为其它长杆状蔬果分选机的单果装置提供依据。试验证明:单果装置单果率约为89%,计算数据与实际工作状况基本相符。     

马铃薯清选机关键工作参数的优化分析

随着马铃薯在世界上种植面积的扩大,与其相关的机械设备也得到了快速发展,从马铃薯播种到收获已经基本实现了机械化,但对马铃薯清选分选设备的效率与质量控制研究尚有欠缺且大部分理论研究仍处于实验室阶段。马铃薯在清选分选过程中接料斗的提升角度、一级分选装置的工作角度及二级清选装置的转速是影响马铃薯清选分选效率和破皮率的主要因素。通过理论计算、试验分析及ANSYS Workbench有限元软件动力学分析,对接料斗的提升角度、一级分选装置的工作角度和二级清选装置转速之间的关系进行优化,确定最佳参数组合,以此提高马铃薯清选分选效率,减少马铃薯破皮率和避免物料堆积现象。     

拨辊推送式马铃薯清选分选机设计与试验

针对现有马铃薯清选分选机的薯土分离效果差、伤薯率较高、工作效率低等问题,设计了一种拨辊推送式马铃薯清选分选机。对该机器的工作机理进行了阐述,确定了清选装置、分选装置的结构参数,分析了马铃薯在清选分选过程中的力学特性。选取机组的转速、上料量、机组提升角度作为试验因素,伤薯率、分选清洁率为试验性能指标进行正交试验,并对试验结果进行显著性分析。结果表明,各因素对伤薯率影响的主次因素顺序为:机组提升角度、机组转速和上料量;对分选清洁率的影响主次因素顺序为:上料量、机组转速和机组提升角度。按照以马铃薯的伤薯率较低,兼顾分选清洁率较高的原则,确定较优组合,即机组转速为145 r/min,上料量为20 t/h,机组提升角度为12°,并对该参数组合进行了验证试验,结果表明,在该条件下机器伤薯率为0.773%,分选清洁率为95.42%,符合基本作业要求。     

智能马铃薯出仓机的设计与试验

目前,马铃薯出仓设备研究较少,且存在作业效率低、成本高及需要大量人工辅助作业等问题,机械化、智能化程度较低。为此,设计了一款高效的智能马铃薯出仓机。该机可前后伸缩和左右转动,作业半径可在6～10m之间进行调整,作业适应性强;其收集铲贴近地面,降低了马铃薯在出仓时的伤薯率;同时,采用行程限位开关进行伸缩位置控制,利用液压推杆实现拖车架前后端高低的变化,并通过上料量对后级输送带速度进行自动控制,提高了自动化水平。对样机进行出仓试验,结果表明:该马铃薯出仓机具有出仓效率高、伤薯率低,以及机器故障率低等优点。     

马铃薯清选机气力悬浮薯石分离装置设计与试验

针对以联合收获为主的北方马铃薯主产区,马铃薯收获后薯石分离人工捡拾工作量大、清选效率低,且清选洁净率较低等问题,利用薯块和石块密度不同的特点,采用气力悬浮输送技术设计了马铃薯清选机气力悬浮薯石分离装置,并基于该装置研究了不同参数调整条件下的清选特性。利用高速气流悬浮与振动筛的摆动作用,发挥气力悬浮和振动筛分离的双重优势,使薯块与石块在运动过程中实现自动分离。试验表明：当气流速度为35m/s、筛面倾角为18°和曲柄角速度为30rad/s时,马铃薯选出率均值为96.71%,清选洁净率均值为98.34%,各项性能指标均满足马铃薯清选作业要求。     

辊式导流马铃薯定重装袋机设计与试验

装袋是马铃薯从收获到运输、储藏的重要环节。为解决现有马铃薯装袋机效率低、损伤率高的问题,设计了一种高效、低损的辊式导流马铃薯定重装袋机,主要由支撑装置、分流输送装置、导流装置、撑袋装置和定重装袋装置构成。通过多工位装袋实现了高效,通过辊式导流实现了低损伤。通过对该机关键部件的力学分析和导流过程的运动学分析,确定了影响马铃薯损伤和装袋效率的主要因素为导流仓门角度、输送速度和上料量。以导流仓门角度、输送速度和上料量为试验因素,以破皮率、伤薯率和单口装袋效率为试验指标,进行了二次回归正交旋转组合试验,通过Design-Expert 8.0.6软件对试验结果进行方差分析,通过响应面试验分析了试验交互因素对试验指标的影响规律。利用Design-Expert 8.0.6软件优化模块并结合实际工作情况确定各因素最佳取值,在此基础上进行了试验台验证试验,结果表明：当导流仓门角度为45°、输送速度为0.35m/s、上料量为27t/h时,破皮率为1.8％、伤薯率为1.4％、单口装袋效率为12.4t/h,在该参数组合下辊式导流马铃薯定重装袋机破皮率和伤薯率均较低,且装袋效率较高。     

辊式尼龙刷马铃薯清选分级机的设计与试验

针对马铃薯在辊式清选分级准确率低、容易产生马铃薯表皮机械损伤的问题,改进辊子材料与形状,设计了一种清选分级一体的辊式尼龙刷马铃薯清选分级机。针对影响该分级机性能的3个因素(即上料电机转速、辊组电机转速和辊组倾角),采用均匀设计试验法设计试验,利用偏最小二乘回归法处理试验数据,研究3个因素及其交互作用对分级准确率和工作效率的影响程度。结果表明:当上料电机转速为56r/min、辊组转速为80r/min,辊组倾角为1°时,分级准确率为82.02%,分级工作效率为8.38t/h,分级综合性能最优。该机可清选分级一体作业,分级过程不会损伤马铃薯,分级准确率及工作效率高。     

纵横刀组协同式马铃薯种薯切块装置设计与试验

针对马铃薯种薯切块机械化程度低的问题,设计了一种纵横刀组协同式马铃薯种薯切块装置,对其关键部件进行设计,通过对马铃薯种薯切割过程的力学分析、运动学分析和能量学分析,建立了切种能量的数学模型,确定了影响马铃薯切种效果的主要因素。以切种效率、切种合格率为评价指标,以圆盘刀半径、输送辊与圆盘刀垂直中心距、圆盘刀轴转速和夹持辊轴转速为试验因素,进行了四因素四水平正交试验。对正交试验结果进行方差和极差分析,结果表明:当圆盘刀半径为180 mm、输送辊与圆盘刀垂直中心距为190 mm、圆盘刀轴转速为115 r/min、夹持辊轴转速为56 r/min时,切种效率为74.5 kg/min,切种合格率为98.8%,满足马铃薯切种作业要求。     

马铃薯种薯平铺整序装置优化设计

为了实现马铃薯种薯切块制备自动化,适应切块装置的需求,需要将种薯进行平铺整序。设计一种马铃薯种薯平铺整序装置,可实现成堆种薯的平铺整序作业。马铃薯种薯储存装置采用倒锥形料斗;输送装置采用平带输送,在平带输送的机架上安装振动器提高种薯的平铺速度;采用输送带末端的导流块实现种薯整序。通过对输送带输送速度v、导流块导流角度α和振动器激振力F三因素的三水平进行回归正交试验,确定输送带输送速度为0.25 m/s、导流块导流角度45°和振动器激振力(0.7±0.03)kN为最佳作业状态,种薯平铺整序成功率可达98.59%。     

马铃薯高效低损产地贮运集薯装车机研制与试验

目前国内马铃薯散装装车设备需求较大,且普遍存在作业效率低、马铃薯损伤率高、作业成本高以及自动化程度较低等问题.为此,综合运用机械、液压和电子控制等技术,确定提升和输送系统的结构形式以及液压系统、电气系统的参数,设计出一款低损伤、高效率的马铃薯装车机.该装车机采用三级折叠提升机构,配备柔性减损集薯输送带,机械动作由液压缸...     

马铃薯智能精密播种系统的研制

针对现有马铃薯播种机播种株距调整麻烦、土壤状况对播种精度影响较大及振幅调整不便等问题,研制了一种马铃薯智能精密播种系统。该精密播种系统采用液压马达驱动播种单元,实现播种株距的无极调整,提高了马铃薯播种机的适应性和抗干扰能力。该系统通过检测实际株距与设定株距的差值,自动修正薯种输送带的运行速度,确保实际株距始终保持在设定株距范围内;通过检测模块采集播种过程的漏种情况,自动调整输送带的振动幅度,减小重种、漏种率,提高播种精度;通过人机交互模块设定播种参数,实现播种状态的可视性。本研究对提高马铃薯播种机的作业效率、减轻劳动强度,更好地适用于马铃薯的大规模种植和服务现代农业具有重要意义。     

单链式苗盘输送装置设计

苗盘输送装置是苗盘精密播种机关键部件之一,常用苗盘输送装置采用橡胶输送带、同步带输送及双链式输送。采用橡胶输送带、同步带输送苗盘,由于苗盘与输送带的摩擦因数小,输送过程中苗盘有跑偏及打滑现象,输送精度难以控制;另外,在较远距离输送时,由于苗盘和输送带重力作用,使得皮带出现弯曲变形,影响穴盘的输送精度。而采用双链式输送装置,可实现较远距离输送,但由于输送过程生产振动影响苗盘输送精度。为此,设计了一种新型的单链式苗盘输送装置,以克服苗盘输送过程中出现问题,提高苗盘输送精度。     

联合收获机气流输送式清选机构

为提高清选效率和改善清选质量,设计了一种联合收获机气流输送式清选机构.对机构进行了优化设计,并进行了验证试验.结果表明,气流输送式清选机构结构简单,含杂率和破碎率分别为3.9%和0.6%.与风筛组合式清选结构收获机相比,制造成本下降约29%,性能基本相同,功率消耗大大降低;而与风选式联合收获机相比,制造成本基本相同,含杂率则降低3.5%.     

马铃薯联合收获机环形减损集薯升运装置设计与试验

针对现有马铃薯联合收获机升运输送行程长而导致伤薯率高、破皮率高、机具结构不紧凑等问题,结合北方马铃薯主产区收获模式,设计了一款适用于马铃薯升运作业的环形减损集薯升运装置。在阐述总体结构及工作原理基础上,结合马铃薯运动学模型和碰撞特性分析,得到影响升运效率和薯块损伤的主要因素,通过DEM-MBD耦合构建薯块和装置模型,得到最优参数组合：升运挡板高度为199.21 mm、升运挡板与升运输送带间夹角为75.86°、相邻两升运挡板间距为240.35 mm。台架试验表明：上料量为24 t/h,升运输送带运行速度为0.8、1.0、1.2 m/s时,电子马铃薯采集的碰撞加速度峰值平均值为636.63、593.29、685.63 m/s²,破皮率为1.13%、1.06%、1.21%,碰撞加速度峰值均小于马铃薯临界损伤阈值。田间试验表明：作业速度为0.6、0.7、0.8 m/s时,伤薯率为0.94%、1.06%、1.12%,破皮率为1.09%、1.21%、1.33%,环形减损集薯升运装置运行正常,未出现薯块掉落等现象,各部件配合协调,满足装袋型马铃薯联合收获机高效稳定的作业要求。     

马铃薯收获机的清选分级技术与工作性能分析

随着马铃薯生产过程向机械化作业转变,马铃薯收获机的使用量不断增加,使马铃薯的收获效率得到了快速提升,而且先进的大型马铃薯收获机不仅具备收获功能,还能同时完成对马铃薯的清选分级工作,有利于马铃薯产品的优化利用。针对现阶段马铃薯收获机的技术情况,说明了清选机构的工作原理和分级标准,并分析了清选分级作业的性能影响因素。     

散体物料堆自动上料机的设计与试验

针对现有物料上料设备均靠人工或配套的机械才能完成将堆放在地面的物料向输送系统的投放或喂入,而不具备自动上料现状,研制了一种物料自动上料机。设计了曲柄摆杆式铲料机构,解决了对料堆的自动取料难题,并完成了参数定型和样机开发。以无土栽培基质为对象、上料效率为试验指标开展试验,结果表明:自动上料机在带速0.2~0.5m/s时能够顺利实现将地面基质铲运并抛洒至输送带上,可实现5.2L/s的基质装箱效率。试验验证,该设备也能有效满足谷物、面粉、肥料等农业散体物料堆的上料作业需要,为自动化上料提供了新型的实用装备。     

辊式马铃薯分级机设计与试验

针对我国现有马铃薯分级机普遍存在的分级等级少、分级效率差等问题,设计了一种新型辊式马铃薯分级机。对该机器的工作原理进行了阐述。通过理论计算对其关键部件进行设计,确定了分选装置的结构参数;对马铃薯运动过程进行分析,确定出影响马铃薯分级机分级效率和分级精度的因素,利用ADAMS仿真软件对马铃薯分级机分级性能进行仿真试验,得出马铃薯运动位移曲线,与结构理论相吻合。以马铃薯的上料量、辊子转速、提升装置的提升角为试验因素,以马铃薯分级机的分级精度和分级效率为试验指标进行样机试验,试验结果表明:马铃薯的上料量为55 t/h、辊子转速为120 r/min、提升角为24°时,其分级精度为96%,分级效率为53. 7 t/h,满足马铃薯分级机的作业要求。     

马铃薯输送线动堆积角与输运效率优化分析计算

中国是世界上马铃薯总产最多的国家,且在2015年启动了马铃薯主粮化战略,然而我国却还处在以人力为主的半机械化状态,针对马铃薯播种、收获及分选输运的机械结构及优化设计研究甚少。马铃薯在运输过程中输送装置的提升角度与输送速度是影响输运效率和马铃薯破皮率的重要因素,通过有限元方法分析马铃薯输送装置动堆积角与输送速度之间的关系,确定动堆积角与输送速度的最优参数,旨在对提高马铃薯的输送效率和减少马铃薯的破皮率提供参考。     

果园采摘平台传送装箱系统设计与试验

为了提高采摘效率,减小滚动和跌落等对苹果造成的碰撞损伤,设计了与果园采摘平台相配套的传送装箱系统。应用L9(33)正交试验方法,以动传送装置摆动频率、输送带线速度和单位时间输送量为试验因素,以苹果损伤率为评价指标实施试验。结果表明:动输送装置摆动频率和输送效率对苹果损伤率影响极显著;输送带线速度对苹果损伤率有显著影响。同时,确定了影响苹果损伤率的主次因素为动输送装置摆动频率、输送效率、输送带线速度较优组合为:动传送装置摆动频率0.1 Hz、输送效率3个/s、输送带线速度0.1 m/s,在此条件下传送装箱对苹果的损伤率为1.67%,适配的果园采摘平台的采摘效率为2 160 kg/h。