双动力回转振动式番茄果秧分离装置优化与试验

为满足自走式番茄收获机果秧分离装置国产化适应性的需要,采用响应曲面分析法对果秧分离装置性能进行优化研究。以激振器主轴转速、激振器偏心块质量、滚筒自转转速和番茄果秧的喂入量为影响因子,以果实分离率、破损率、含杂率为响应指标,利用Matlab软件进行响应面分析,建立了多元数学回归模型,运用决定系数R2、P值、残差的方差S2等分析了预测模型的可信性;并基于响应曲面分析了试验因素对试验指标的影响,探究了因素间的影响规律及最佳水平组合,并结合非线性优化计算方法,对果实分离率、破损率、含杂率进行了优化计算。结果表明：最优参数组合为：激振器主轴转速342.86r/min、激振器偏心块质量40kg、滚筒自转转速22r/min和番茄果秧喂入量19kg/s时,对应的果实分离率、破损率和含杂率分别为98.33%、3.37%和4.17%。经试验验证,响应面法所得到的果秧分离参数是可行的。     

多组非圆轮系番茄果秧分离振动发生器的研究

针对现有加工番茄果秧分离装置工作时由于喂入量的变化产生堵塞及运动输出不稳定等问题,设计开发了基于多组非圆轮系的加工番茄果秧分离振动发生器。利用双偏心块式振动发生器开展试验,运用高速摄像系统获取分离滚筒最优运动特性曲线,拟合了分离滚筒角位移函数,求取了非圆齿轮节曲线数学模型。建立了非圆轮系振动发生器虚拟样机模型,对其角位移与角速度参数进行了仿真分析,并与目标参数进行对比,同时获取单组与3组轮系齿面接触力曲线。试制了样机,并搭建试验平台,结合高速摄像系统获取其输出运动特性曲线,并与目标与仿真曲线进行对比,证明了其可以满足果秧分离装置振动需求。     

非圆轮系加工番茄果秧分离振动发生器设计及仿真

针对现有加工番茄果秧分离振动发生器易堵塞及振动大等问题,基于非圆齿轮轮系可实现复杂变速变向运动及传动平稳精确等优点,设计了一种非圆轮系加工番茄果秧分离振动发生器,并阐述了其工作原理。建立了非圆轮系振动发生器虚拟样机模型,对比了需求与仿真角位移和角速度曲线,结果表明:需求与仿真曲线吻合度较高,非圆轮系振动发生器可满足加工番茄果秧分离需求。     

加工番茄果秧分离装置的设计与试验

为了实现加工番茄收获的机械化,降低工人的劳动强度,设计了一种振动式加工番茄果秧分离装置,选取里格尔87-5加工番茄品种进行果秧分离性能单因素试验.结果表明,随凸轮盘转速增大,果秧分离率先增大后略有减小并趋于平缓,果实破损率总体呈增大趋势,含杂率呈近似线性增大;随拨杆摆振振幅增大,果秧分离率先增大后趋于平缓,果实破损率呈增大趋势,果实含杂率呈增大趋势.     

自走式番茄收获机果秧分离装置设计

针对新疆地区采用膜下灌溉技术的番茄种植模式,番茄收获机在作业中,滴灌带和地膜容易缠绕在分离滚筒上的问题,通过对番茄果秧传动过程中的特性进行研究分析后,确定果秧分离机理,对果秧分离装置的结构进行设计,通过试验证明,该装置果秧分离率为97.8%,分离破损率为1.6%,且能够避免滴灌带和地膜缠绕。     

4FZ-2番茄收获机调节机构的设计

为了提高番茄收获机的适应性,根据农艺要求及各种地理环境,设计了一种适应性较强的番茄收获机。主要对该机机架调节机构、采摘头、轮距及果秧分离机构的调节进行阐述,该机集番茄秧的切割、果秧分离、番茄成熟度选择和输送于一体,使收获后的番茄能达到制酱企业加工标准。     

加工番茄果秧分离装置的设计及仿真

通过对梳齿法、机械手采摘法和振动分离法的比较,设计了一种偏心式激振机构的加工番茄果秧分离装置,并对其结构和原理进行了介绍,阐述了其设计过程。利用Solidworks对分离装置进行建模,通过对其虚拟样机进行干涉检查和动态仿真,实现了在设计阶段对装配体可视化的干涉检测以及产品设计的合理性分析,为实现加工番茄机械化采收提供了的前提条件。     

加工番茄回转滚筒式果秧分离机构参数正交试验优化

为了优化加工番茄果秧分离机构的技术参数,设计并制作了回转滚筒式分离试验台。以里格尔87-5加工番茄为试验对象,应用二次回归通用旋转组合试验方法,建立了果秧分离性能指标与滚筒转速、凸轮盘转速和拨杆振幅之间的回归方程。分析了试验因素对分离性能的影响规律,在果秧分离率、果实破损率和含杂率满足作业质量的条件下,优化得出滚筒转速为21 r/min、凸轮盘转速为42 r/min和拨杆振幅为110 mm。     

基于ADAMS的番茄翻秧机的仿真分析

在虚拟环境下对番茄翻秧机工作过程的关键部件进行了仿真,直观地了解了工作过程中番茄秧的运动情况。首先,进行模型建立与传递、约束与力的定义;然后,对拨秧滚子进行运动分析和力学分析,对分秧装置进行力学分析;最后,进行番茄秧与分秧器的接触运动分析、番茄秧与拨秧滚子的接触运动分析。通过在各种参数下结构受力的仿真分析,为物理样机的设计提供了详尽的参考数据。     

加工番茄动载条件下果茎分离加速度的试验研究

利用数显推拉力计对加工番茄从秧藤上脱离下来所受力的大小进行田间实地测量,运用Dps数据处理分析软件对所记录得到的数据进行分析;室内搭建实验台架,采用高速摄像机技术分析了动载条件下果茎分离的过程。对两种方法所得到的分析结果进行了对比,结果表明:实现果实脱落加速度分布区间为80~180m/s2。     

基于EDEM的马铃薯收获机分离输送装置仿真分析

为了实现提高马铃薯收获效率并减少其机械损伤,关键在于优化滚筒式马铃薯收获机分离输送装置的运动参数,包括滚筒筛转速、切削角度和行进速度.为此,建立了土壤颗粒的仿真模型、马铃薯颗粒的仿真模型和马铃薯收获机分离输送装置的仿真模型,通过EDEM软件仿真土壤和马铃薯颗粒的分离输送试验并收集数据;运用Design-expert软件...     

机收残膜混合物水洗清选装置的研究与试验

机械回收后的残膜与棉秆等杂质缠绕严重是导致其难以被回收利用的重要原因,将残膜分离是解决该问题的关键。为此,提出了机收残膜混合物水洗分离的方案并对其工作原理进行分析,确定了方案的可行性。通过单因素试验确定了影响显著的因素,并采用BBD试验法建立了分离率与显著因素物料破碎尺寸、水压和喷头角度的三元二次回归模型。对模型进行响应面分析寻优,得到分离装置最佳结构和工作参数。经过台架试验验证,其分离率达到75.8%,证明了模型的正确性,为后续的研究和改进提供了理论基础。     

胡萝卜缨果拉拽式分离装置设计与试验

为了获得胡萝卜缨果拉拽式分离装置最优设计参数,以获取最佳分离效果,建立了拉拽式缨果分离装置运动学模型,定性分析了相关参数对拉拽杆运动学特性的影响。设计了胡萝卜缨果拉拽式分离试验台并进行了缨果分离正交试验,经分析发现拉拽杆的转速对胡萝卜缨果分离效果影响最大,拉拽杆与输送带的夹角对胡萝卜缨果分离效果的影响显著;同时得到了胡萝卜缨果分离装置的最佳参数组合:拉拽杆转速为200 r/min、输送带线速度为1.2 m/s、拉拽杆与输送带夹角为40°,此时缨果分离的一致性为97%,成功率为94%,损伤率为7.7%。     

谷子谷穗建模与仿真试验研究

谷子脱粒分离过程中籽粒运动与分布趋势直接影响清选负荷与质量,而脱粒分离过程观测与研究难度较大。为此,以龙谷31号谷子为研究对象,根据其谷穗结构、分枝情况,利用EDEM软件黏结模型建立了谷穗虚拟模型进行离散元仿真分析,并进行了仿真与台架的对比试验验证模型的准确性。试验结果表明:轴向脱出物籽粒分布符合BiDoseResp函数分布,周向脱出物籽粒分布符合GaussAmp函数分布,并分别求出轴向与周向对比试验拟合曲线方程,绘制拟合曲线,拟合结果均收敛。分别对两对拟合曲线进行差异性检验,结果表明:轴向与周向脱出物籽粒分布,仿真试验结果与台架试验结果差异性不显著,证明采用离散单元法分析谷子脱粒分离过程,其籽粒运动与分布规律与实际情况一致度较高,谷子脱粒分离过程可利用离散单元法进行深入研究与分析。     

多级分离缓冲马铃薯收获机设计与试验

针对云南山地黏土条件下马铃薯机械化收获分离效果差、明薯率低、伤薯率和破皮率较高等问题,采用多级分离振动、多重缓冲和低位侧铺的方式,设计了一种多级分离缓冲马铃薯收获机。在阐述机具整体结构及工作原理的基础上,通过理论计算确定了挖掘装置、多级分离缓冲装置、主动振动装置等主要关键部件的结构参数;建立抛送分离阶段薯土运动模型,获取微波浪形薯土分离相关技术特征;建立马铃薯筛面滑动模型,对薯块的运动特性进行理论分析,得出薯块顺流、回流的运动规律;分析土块在输送分离过程中的碰撞特性,确定了影响分离破碎效果的因素。以含杂率和土壤覆盖度为试验指标,采用二次旋转正交组合试验设计方法进行了空载试验,并利用高速摄影和三轴姿态传感器实时获取分离筛上土壤的分布状态和运动规律,结果表明,分离筛最佳工作参数组合为:一级分离筛线速度1.42 m/s、二级分离筛线速度2.2 m/s、侧输出线速度1 m/s,此时土壤覆盖度69.11%,含杂率2.56%。在分离筛最佳工作参数组合下,以明薯率、破皮率和伤薯率为试验指标进行了田间收获试验,结果表明:当工作速度1.05 m/s、挖掘深度180 mm、振动强度Ⅱ级、筛面倾角22°时,明薯率为99.1%、破皮率为1.41%、伤薯率为1.32%,各项性能指标均符合国家行业标准要求。     

油莎豆收获机双层滚筒筛式果杂分离装置设计与试验

针对油莎豆机械化收获过程中块茎(果)与土壤草团(杂质)分离不彻底导致收获损失率与含杂率较高的问题,设计了一种双层滚筒筛式果杂分离装置,通过理论分析确定了该装置的主要结构参数与工作参数。建立了分离装置-收获物料互作的EDEM-MBD耦合仿真模型,以双层滚筒筛转速、分离螺旋输送器转速、柔性齿段长度为试验因素,以块茎分离率和含杂率为试验指标,依据Box-Behnken试验原理开展三因素三水平仿真试验。对试验结果进行方差分析,建立了分离率、含杂率与各显著因素之间的回归模型,利用回归模型进行参数寻优,结果表明：当双层滚筒筛转速为24.9 r/min、分离螺旋输送器转速为148.5 r/min、柔性齿段长度为1 277.8 mm时,分离率最大,为96.23%,含杂率最小,为25.55%。田间验证试验结果表明：最优参数组合下的果杂分离装置平均分离率为93.19%,平均含杂率为26.65%,与回归模型寻优结果基本一致;果杂分离装置与清选装置联合使用时,分离率增加1.05个百分点,含杂率降低9.97个百分点,可满足油莎豆收获生产需求。     

基于数学模型的二维插装水泵设计与试验

基于传统水泵,设计了一种由多组单元泵组插装而成的二维插装水泵。单元泵组由两个单元泵组成,通过两个单元泵的配合可以消除流量脉动。基于其中的基础组件,即两个单元泵的组合特性展开了研究。通过理论分析与对比,阐述了二维插装水泵的工作原理,说明了二维插装水泵的潜在优势,包括结构力平衡、排量大、油水分离、无结构性流量脉动等。同时,针对凸轮与滚子之间的接触曲面进行了数学建模与分析。有别于二维取点后补偿得到接触点的方式,接触曲面的数学建模方法采取分析滚子与凸轮的空间接触关系,基于空间关系建立接触曲面的坐标模型,接触曲面的数学模型在精度上优于二维取点补偿法。通过对活塞运动规律和两个单元泵组流量特性的试验研究,验证了接触曲面数学模型的正确性和二维插装水泵无结构性流量脉动的优点。     

马铃薯收获机薯秧分离装置设计与试验

针对北方粘重土壤条件下马铃薯收获过程中薯秧分离效果不佳的问题,设计了一种在不杀秧情况下既适用于大型联合收获机也适用于分段式马铃薯收获机的薯秧分离装置。通过对该装置升运过程中薯秧的运动学分析和分离过程中的力学分析,建立了一种弹性力学模型,确定了影响薯秧分离效果的主要因素,得到影响薯秧分离性能的摘秧辊转速范围和摘秧辊与一级升运分离筛主驱动辊距离范围等工作参数。以摘秧辊转速、一级升运分离筛主驱动辊线速度、摘秧辊与一级升运分离筛主驱动辊距离为试验因素,以含杂率为试验指标,在未进行杀秧作业的条件下进行田间试验,试验结果表明:当摘秧辊与一级升运分离筛主驱动辊距离为2. 5 mm、摘秧辊转速为9. 0 r/s、一级升运分离筛主驱动辊线速度为1. 6 m/s时,含杂率为2. 4%,优于国家行业标准。     

锥形撒肥圆盘中肥料颗粒运动模型优化与试验

针对锥形撒肥圆盘存在抛施肥均匀性差、相关理论和解析模型研究较少等问题,建立了肥料颗粒在锥形撒肥圆盘上及空气中的运动模型。分析锥形撒肥圆盘结构和运动参数对肥料颗粒自旋性的影响,将肥料颗粒的自旋性充分考虑在整个运动过程中,进而得到影响抛撒均匀性及抛撒幅宽的主要因素。采用正交试验方案研究了叶片长度、叶片倾角、锥形撒肥圆盘转速对肥料颗粒抛撒的横向变异系数的影响。对正交试验结果进行方差和极差分析,结果表明:叶片长度为145 mm、叶片倾角为0°、锥形撒肥圆盘转速为1 200 r/min时,抛撒的横向变异系数为5.80%,满足抛施肥作业要求。该研究可提高马铃薯锥盘式撒肥机施肥作业效率,为锥盘式撒肥机的设计提供理论参考。     

拨指链式扶蔗器漏扶问题的研究

拨指链式扶蔗器在对倒伏甘蔗扶起过程中,会出现漏扶现象.为此,通过对扶蔗器拨指运动轨迹进行理论研究,得到扶蔗器扶蔗的临界条件,建立了拨指链式扶蔗装置不漏扶的数学模型.在此基础上,运用ADAMS软件对拨指尖离地高度对扶蔗的影响进行了虚拟单因素试验.试验结果与理论分析吻合,证明所建立模型的可靠性.