甘蔗切根刀切割参数组合的优化分析

使用自行设计的实验平台和甘蔗切根刀,采用正交试验方法,研究刀具滑切角、削切角、斜切角、切割速度和甘蔗直径对切割力最大值和切割冲量的影响,并找出相对较优的参数组合。研究发现,对切割力最大值的影响大小排序依次为滑切角、甘蔗段直径、削切角、斜切角、切割速度;对切割冲量的影响大小顺序依次为切割速度、甘蔗段直径、斜切角、滑切角、削切角。为了在保证切割质量的同时使得切割力最大值和切割冲量二者保持最小,需贴根切割且选择因素的组合是:滑切角8°、削切角5°、斜切角8°及切割速度10 m/s。     

枝条切断机的切断参数对沙柳峰值切断力的影响

以切断刀楔角、滑切角和切入角为试验因素,研究楔角、滑切角和切入角对峰值切断力的影响。切断试验以楔角、滑切角和切入角为试验因素,峰值切断力为试验评价指标,设计单因素试验方法。通过单因素试验表明,峰值切断力随着楔角的增大呈现增大的趋势;滑切角在一定范围内对降低峰值切断力有一定的作用。当滑切角在5°～10°之间,对降低峰值切断力有一定的作用,当滑切角大于10°后峰值切断力逐渐增大,沙柳枝条在切断过程中发生打滑;随着切入角的增大,峰值切断力明显降低,影响显著。试验中发现过大的切入角会导致沙柳枝条切断困难,沙柳枝条沿纤维方向发生劈裂形成削片。利用Design-Expert对楔角、滑切角和切入角进行了方差分析和显著性影响分析,结果表明切入角对峰值切断力的影响最为显著,其次是楔角,滑切角并不显著。综合单因素试验和方差分析结果,选取切入角45°、楔角30°、滑切角5°～10°的组合,能够显著降低沙柳枝条的峰值切断力。     

基于响应面法的不同锯料角锯齿的木材切削力模型

木材锯切为闭式切削,其中侧刃的作用不可忽视。为探寻锯切过程中侧刃对切削力的影响并将其量化,采用不同锯料角锯齿对樟子松Pinus sylvestris和水曲柳Fraxinus mandshurica做单齿切削力试验,利用响应面分析法中的四因素三水平的Box-Behnken Design（BBD）试验设计和建模方法,研究了锯料角、切削厚度、含水率和刀具前角等参数对切削力的影响,并建立切削力模型。结果发现:采用响应面法建立的木材切削力多元回归数学模型,可较为有效地反映切削力与各因素之间的关系（R2=0.92和R2=0.94）;在闭式切削过程中,锯齿的锯料角对切削力有一定影响,且随着锯料角的增加,切削力缓慢降低;切削厚度对切削力影响显著,其次是刀具前角,木材含水率、锯料角对切削力的影响最小。     

往复式灌木切割器滑切角对灌木切割的影响

为了解往复式灌木切割器的滑切角对切割力的影响,在自制的往复式单刀切割试验台上,通过改变滑切角角度研究了滑切角与灌木最大切割力的关系,以及刀刃角和曲柄转速对滑切过程的影响.结果表明:1)往复式灌木切割器的滑切角适用范围为0°-10°.2)当滑切角较小时(≤10°),增大刀刃角有利于滑切过程并降低最大切割力.3)当滑切角较...     

节距10.26mm锯链最佳锯切工况的研究

本文选择影响锯链锯木过程的四个主要锯木参数,即;切削速度、同名齿进给量、锯口长度和进锯角为试验因素,以切削力、锯木功率、锯木生产率和单位锯切比功为试验指标(以下称锯切指标),在锯木试验台上进行正交试验,通过对试验结果进行极差分析,得出适合于节距10.26 mm锯链不同输出功率的最佳切削工况,这对动力链锯的设计、改进和使用具有一定的指导作用。     

草地破土切根刀具的刃口曲线设计与优化

为降低退化草地切根改良机械的作业功耗,根据草地切根作业的要求,按照滑切角的变化规律,设计了基于对数螺线、阿基米德螺线、正弦指数曲线、偏心圆弧线的4类16种刀具刃口曲线。通过土槽试验,测得不同种类刃口曲线刀具与土壤作用的牵引力和扭矩,计算得到比功耗大小;拟合不同种类曲线的参数与比功耗的关系,以比功耗最小为目标,优化得到不同种类曲线的最优参数组合,再比较4类刃口曲线最优参数组合下的最小比功耗大小,得到最优的刀具刃口曲线。优化结果表明,初始静态滑切角为40°,静态滑切角的增量与极角的比例系数为-0.1时对应的正弦指数曲线切根比功耗最小,为3 345kJ/m3,是试验条件下的切根最优刃口曲线。     

油菜种床整备开畦沟仿靴形锐角开沟犁设计与试验

针对长江中下游土壤黏重板结、含水率波动大及前茬水稻秸秆留存量大的复杂工况和油菜种植需开畦沟的生产要求,研制了油菜机械直播种床整备开畦沟仿靴形锐角开沟犁.选择平滑抛物线作为滑切刃口曲线,开展仿靴形锐角开沟犁三面楔建模和犁体与土壤相互作用动力学分析,确定滑切刃口曲线的滑切角范围为23°～67°、犁体入土角为30°、犁尖张角...     

梨枣平茬前后萌芽开花期对土壤水势的响应

为探讨梨枣平茬前后生长发育与土壤水分的定量关系,选用4a生梨枣(Ziziphus jujuba Mill.)为试验材料,在梨枣平茬前后连续2a分别设置4个不同的土壤水势水平,研究梨枣平茬前后在萌芽开花期营养生长与生殖生长对土壤水势的响应。结果表明:在萌芽开花期,梨枣平茬前后在高水分处理下,距地面10cm处的茎直径生长量均极显著地大于其他3个处理,并且平茬后平均茎直径生长量比平茬前减少627.87μm;在相同的田间管理与修剪方式下,平茬后当年梨枣新生长的树高与冠幅半径可以达到平茬前水平,平茬后当年新生长的枣吊平均长度、枣吊数量、叶面积、花芽数量分别比平茬前减少6.5%、6.7%、0.8%、52.46%,坐果率却提高1.69倍;平茬后梨枣在萌芽开花期的土壤质量含水量较平茬前升高2.875%,总体耗水小于平茬前,水分利用效率得到提高。     

基于红外检测的原木自动化锯切翻转机锯切策略及锯切角度分析

为提高原木锯切装备的自动化程度和加工效率,同时保证原木锯切的出材率,设计了基于红外检测的原木自动化锯切翻转概念样机,分析了原木锯切策略和锯切角度算法,并搭建了原木外轮廓检测装置试验台来对上述计算算法进行验证。原木外轮廓检测装置采用红外测距传感器检测原木任意横截面外轮廓上均匀分布的8点位置参数,这8个点组成的多边形可近似表征原木截面的外轮廓,轴向不同截面的近似八边形轮廓用Weiler-Atherton算法裁剪,并进一步用最小二乘法将裁剪得到的多边形拟合成椭圆形的有效利用区域。结果表明,拟合椭圆与原木小头截面外轮廓形状的吻合度较高,依据该拟合椭圆提出的锯切策略和锯切角度计算方法,对于弯曲度和锥度较小的原木锯切分析具有可行性。     

基于有限元的往复式刀具柠条平茬仿真及优化

针对往复式双动刀灌木平茬机切削柠条时岔口质量差和刀具由于受力较大造成磨损严重的问题,提出了利用ABAQUS软件对柠条切割破坏过程进行动态模拟仿真的方法;进行了前进速度与刀具倾斜角不同参数组合的动态仿真模拟,根据刀具的受力及柠条的平茬综合效果确定了最佳参数组合为前进速度1.5 m/s,倾斜角6.5°;使用拓扑优化减轻了平茬刀具20%~30%的质量。在OptiStruct环境下加权均布载荷进行拓扑优化并将结果应用于实践,其试验结果表明设计结果可靠。     

细缝低噪声硬质合金圆锯片的研究（一）：降噪机理的研究

利用大型综合性微机结构强度有限元分析系统Ｓｕｐｅｒ ＳＡＰ对普通硬质合金圆锯片和四片锯身开有不同细缝形状的硬质合金圆锯片进行了模态振型分析试验。通过了分析其固有频率和模态振型的变化，对这种锯身开有细缝结构的圆锯片降噪同理进行探讨与研究。     

关于滑切理论与滑切角的选用

本文介绍了目前关于支承刀刃切割农作物茎杆的滑切理论;利用前人的试验资料及作者实测数据,论证了滑切与滑移切的区别、滑切作用的本质、对功耗的影响。从而得出结论:在切割器中实现滑移切是不可取的,实现无滑移的滑切是有益的、可行的。当滑切角大于0°时即具有滑切作用,在一定的范围内增大滑切角可降低功耗,一般滑切角在20～55°的范围内选取比较合适。     

5GZ-800型自行手扶式灌木平茬机的设计与试验

为解决中国北方沙区灌木的平茬问题,设计了一种自行手扶式灌木平茬机.介绍了沙生灌木平茬机的设计要求、工作原理和结构特点及样机的性能试验.使用该灌木平茬机进行灌木平茬作业,留茬高度在8 cm以下,平茬效率为0.1 hm2/h;次年萌发枝条数量平均为平茬前的2倍以上.平茬机底盘的牵引性能试验表明最大牵引力为290 N;连续作业发现机器对沙土表层植被无破坏作用.     

超薄木片切削机刀具的优化设计

依据木材切削的基本知识及有限元分析方法设计刀具,首先利用ANSYS对刀具进行建模,然后对刀具进行模拟加载和结果分析,从而确定刀具前角可取57°～62°,后角可取8°～13°,最后通过超薄木片切削机实际加工加以验证.最终结果证明所采用的刀具设计方法可行,木片切削质量和效率能满足加工要求.     

电链锯锯切试验台设计及影响锯切性能因素的遴选

根据电链锯锯切机理,以锯切比功为锯切性能主要评价指标,以切削力、进给力、进给速度、链轮轮轴扭矩、链轮轮轴转速为电链锯锯切试验台的主要功能参数,在借鉴已有研究成果基础上,设计了电链锯锯切试验台.以红松、杨木两个树种木材作为试材,采用3种不同的锯链对试材进行锯切试验,应用多因素正交试验、单因素试验对电链锯锯切指标影响因素进行分析,检测电链锯锯切试验台性能.结果表明:设计的锯切试验台,结构设计合理,能够完成目标参数的测定.各因素对切削力的影响,由大到小依次为锯口长度、锯切深度、含水率、切削速度;各因素对锯切比功的影响,由大到小依次为锯口长度、含水率、切削速度、锯切深度.单因素影响试验表明,木材含水率、锯口长度、锯切深度的增加均会导致电链锯锯切过程中切削力和进给力的增加,切削速度对切削力和进给力的影响较小;锯口长度、锯切深度的增加会导致锯切比功降低,含水率、切削速度的增加会导致锯切比功增加.保持较低的木材含水率、较高的电机转矩、较大的锯口长度、较大的锯切深度,可获得更高的锯切效率;在试验范围内,当含水率为10％、锯口长度为20 cm、锯切深度为10 mm、切削速度为14 m/s时,电链锯取得最优锯切效率.     

向日葵茎秆切割阻力影响因素试验研究

针对向日葵收获机械在使用现有往复式切割器收割向日葵茎秆时存在适用性差及切割质量差等问题,在微机控制电子万能试验机上模拟直刃切刀配合的切割方式,对向日葵茎秆进行切割试验,研究刃口倾角、削切角度及斜切角度等参数改变对切割阻力和切割能量消耗的影响程度以及不同条件下向日葵茎秆的切割阻力变化规律。结果表明:1)切割速度一定,切刀刃口倾角为0°~20°时,切割阻力峰值及切割能量消耗随着刃口倾角的增大逐渐减小,滑切效果逐渐增强,当刃口倾角在20°时的切割能量消耗较其他角度小。2)切割速度一定,削切角为0°~45°时,切割阻力峰值与切割能量消耗先逐渐减小而后急剧上升,削切角为15°时,切刀对向日葵茎秆的切割阻力和切割能耗较小。3)切割速度一定,斜切角度为0°~60°时,切割阻力峰值和切割能耗先逐渐减小而后迅速增大,斜切角为30°时,其切割阻力和切割能耗最小。     

柠条剪断力与刀具前角之间关系的研究

设计了前角分别为300、30°、45°、50°、60°、70°的切刀,对含水率为55%左右,直径为10、11、12、13、14、15 mm的鲜柠条进行了剪切实验,分析了刀具前角对柠条剪切力的影响.结果表明,相同直径的柠条剪断力平均值有随刀具角度增大而增大的趋势,相同前角的刀具剪切柠条时,剪断力半均值有随柠条直径的增大而增大的趋势.     

小胡杨苗木平茬后对苗木后期生长及造林影响初探

对1年生小胡杨苗木进行平茬,观察平茬后1年、2年苗木高、胸径、根幅以及木质化程度等生长及造林成活和保存情况。结果表明,平茬后第1年和第2年苗木粗生长明显大于未平茬的,高生长第一年小于不平茬的,第2年高生长与不平茬的差异不大,平茬后苗木根系生长量大于未平茬的。平茬后小胡杨造林成活率和保存率大于未平茬的。     

河西地区花棒林平茬复壮技术研究

为了河西地区防护林持续稳定的发展,对防护林内衰退的花棒林进行不同平茬时间和不同留茬高度的平茬试验,选取新发枝条数、株高、冠幅、新枝地径、地上生物量、生长势等6项指标评价平茬效果。结果表明:1平茬后花棒的萌芽期推迟10 d左右,但新发枝条的生长势明显好于未平茬植株,合理的留茬处理更能促进这一优势的发挥。2平茬时间和平茬高度对新枝生长状况和地上生物量积累及分配均有影响,花棒平茬一般应在冬末春初土壤结冻期进行,不同平茬高度平茬效果为10 cm>5 cm>20 cm>30 cm。     

连续平茬对沙柳生长影响的研究

沙柳是荒漠化地区改善生态环境、防风固沙和工业原料林的重要树种,间隔3～5 a平茬复壮是其抚育管理和可持续经营的重要措施之一.为进一步研究连续平茬对沙柳生长的影响,以鄂尔多斯市达拉特旗白土梁林场为试验地点,选取20丛沙柳样株,按留茬高度0 cm、每年平茬1次、连续平茬5次的方法进行平茬试验.结果表明:连续平茬的方式对沙柳...