甜高粱茎穗兼收机械化技术研究

针对甜高粱收获环节茎穗兼收技术要求,分别对甜高粱底端茎秆和切割器圆盘刀进行受力分析,分析收获过程中切割器圆盘刀直径和刃角对切割效果的影响;并设计一种穗头收获装置,可以实现茎穗同时收获,从而提高甜高粱整体收获效率。     

烟秆切割器切割参数的试验分析与研究

针对单圆盘电动烟秆切割器转速、刀盘形状及切割角度对烟秆切割功率的影响问题,在试验台上对烟秆试样进行了单因素和多因素切割功率测试,并用MatLab、SPSS对实验数据拟合分析。单因素试验结果表明:星齿形刀盘比交替齿形刀盘功率消耗低;刀盘转速与切割功率呈正相关;切割功率随切割角度增加先减小后增加,20°时切割功率最小。多因素试验结果表明:对烟秆切割功率的影响大小依次为刀盘形状、切割角度、刀盘转速;最佳切割方案为星齿形刀盘,切割角度20°,刀盘转速2 500r/min。研究结果为设计功率匹配的切割器提供了理论依据。     

基于模态分析的果树苗木平茬机切割器分析

针对果树苗木的平茬处理,采用机械圆盘锯切可以提高锯切效率,但平茬要保证切割质量,平茬质量与切割器具有重大关系,切割过程中切割器的振动会造成苗木的损坏。通过分析模态的基本理论达朗贝尔原理及贝塞尔函数,推导切割器的固有频率70.002 Hz,通过简化切割器的运动函数公式得出锯齿与锯盘固有频率的关系,并采用计算机有限元分析圆盘锯的模态参数,得出圆盘锯的一阶极限转速4 539.6 r/min和固有频率75.66 Hz,并将得出的结果为切割器的设计优化提供理论依据和参考依据。通过田间试验测量出发生振动时最大损伤位移值为31 mm,机具在平稳运行时可以有效降低茬口损伤。     

甘蔗收割机单圆盘切割器切割运动分析与仿真

为研究收割机单圆盘切割器运动对甘蔗切割质量的影响,提高切割器的切割质量,根据单圆盘切割器运动方程,结合甘蔗收割要求,建立单圆盘切割器不漏割一般条件式,对不漏割最大速比与切割器结构参数之间的关系进行分析,并利用机械动力学仿真分析软件ADAMS建立切割器连续切割多根甘蔗的运动学仿真模型,进行了刀片刃线上单点及刀片刃线的运动轨迹仿真分析研究,验证了不漏割一般条件式的正确性,为甘蔗收割机结构参数设计提供依据.     

花生植株双圆盘刀切割装置的研制与分析

围绕国内花生种植模式和农机农艺要求,针对目前花生秧蔓存在严重浪费、花生秧蔓因夹带残膜无法收集利用的现象,研制出花生植株双圆盘刀切割装置。双圆盘刀切割装置主要由液压马达、传动链轮、传动链条、圆盘刀轴、圆盘刀及固定法兰等组成,可以将花生植株秧蔓和根盘分离,得到不夹带残膜及泥土等杂质的花生秧蔓和合理留茬高度的花生根盘,为花生秧蔓的收集利用提供基础。通过对花生植株双圆盘刀切割装置的研制与分析可知:圆盘刀材质为钨系高速钢W18CR4V,直径为250mm,厚度10mm,两片刀片重叠部分20mm,最佳转速范围为410～460r/min。同时,利用Ansys分析软件对圆盘刀进行模态分析,得到满足强度要求的双圆盘刀切割装置,可为秧果兼收型花生联合收获机提供结构基础。     

整杆式巨菌草双圆盘切割装置动力学研究与参数优化

巨菌草收获机切割器的模型与工作参数直接影响到收割能耗与质量。基于虚拟样机设计技术与切割仿真理论，利用ugnx1847参数化建立整杆式巨菌草双圆盘切割器三维实体模型及巨菌草物理模型，在adams/view模块中将巨菌草茎秆柔性化，导入adams中完成虚拟样机设计并进行刚柔耦合动力学仿真分析，试验验证虚拟样机设计及仿真的正确性。以刀盘倾角、刀片刃角、刀盘转速为影响因素，切割茎秆的切割力为评价指标表征切割损耗，对影响切割力与切割损耗的因素设计三因素三水平虚拟正交试验，运用统计学软件进行响应面回归分析和方差分析。结果表明：切割器转速为480 r/min，刀片刃角为25°，刀盘倾斜角为2°时，切割力为最低水平266 N，切割损耗有效降低，为巨菌草切割器关键部位的优化设计提供理论和试验依据。     

甘蔗收割机前进速度与切割器转速的匹配

甘蔗收割机的前进速度与根部切割器转速的匹配是确保收割机工作效率和切割质量的先决条件,同时也是确定甘蔗收割机各执行机构工作参数及其动力传动系统设计的重要理论依据之一。以华南农业大学自主研制的4ZZX-48型整秆式甘蔗收割机为研究对象,根据甘蔗的切割机理、圆盘切割器不漏割的条件和避免多刀切割的条件,分析收割机在收获过程中前进速度与切割器转速的相互匹配关系,并对甘蔗收割机的具体结构参数进行了计算和大田观察试验验证。结果表明:在保证根茬切割面质量(切割器转速大于500r/min)的条件下,收割机前进速度较快时,切割器的转速也应相应地较快,才能避免或减少多刀切割和漏割现象。     

轮刀切割器切碎青贮玉米秆的性能研究

在轮刀切割器试验台上，对凹圆弧刀，凸圆弧刀和折线刀切碎青贮玉米茎秆进行了试验研究。测定了它们对青贮玉米秆的工作性能，讨论了合理工作参数的选择，为轮刀切割器的设计提供了试验依据。     

两种甘蔗切割器对甘蔗破头率影响的力学分析

宿根破头率是影响甘蔗切割质量的重要指标.为此,在前人研究的基础上,从力学的角度分析了两种甘蔗切割器对破头率的影响,结果表明:双圆盘在不漏割方面具有较大优越性;在刀片刃角较大和刀片切割角大时,选单圆盘切割器较好.这一结论为正确选用甘蔗切割器提供了重要依据,具有重要的理论意义和实用价值.     

酿酒葡萄枝条切割性能试验分析

为适应新疆酿酒葡萄枝条机械化修剪的需求,基于圆盘刀切割器对酿酒葡萄枝条进行切割性能试验,探索新疆酿酒葡萄圆盘刀式枝条修剪的最优工作参数组合。以新疆酿酒葡萄枝条为研究对象,得到刀盘转速、切割倾角和酿酒葡萄枝条前进速度对酿酒葡萄枝条修剪质量的影响规律。试验结果表明:酿酒葡萄枝条前进速度1.63m/s、刀盘转速1 085.72r/min、切割倾角9.62°时工作效果最好,酿酒葡萄枝条撕裂率和漏剪率分别为1.10%和0.8 5%。该研究可为新疆酿酒葡萄圆盘刀式修剪装置的研制及优化提供参考。     

大豆收割机圆盘式切割器切割参数的研究

以试验设计,计算机模拟和社会网络优化技术为手段,对圆盘式切割器进行了试验研究,探讨了切割速度,切削角和刀齿高度３个因素对切割损失和切割阻力的影响,得到了切割速度,切削角和刀齿高度的最佳参数组合。     

柠条收获机圆盘锯式切割系统动力学仿真与参数优化

根据圆盘锯式切割系统的各部件的尺寸参数、柠条参数,在三维实体建模软件UG中建立单组切割部件和切割对象柠条的简化模型,导入动力学分析软件ADAMS中,对对象进行柔性体替换,进行刚柔耦合动力学特性分析。以切割锯盘的直径、厚度和切割部件的转速为影响因素,选取切割系统与柠条的作用力在各向的分力为评价指标表征柠条平茬效率,对影响平茬效率和功率的参数进行了三因素三水平的虚拟正交试验,得到各指标的响应面回归方程,并通过田间试验进行验证及对比分析。结果表明,当切割锯盘直径为400 mm,切割锯盘厚度为5 mm,切割部件转速为1500 r/min时,单组切割部件的切割功率为12.32 kW,柠条收获机的平茬效果最好。     

圆盘切割式剑麻采摘装置设计与仿真

针对剑麻人工收割劳动强度大、效率低、成本高等问题，结合剑麻叶片物理特性和收割工艺特点，设计一种圆盘切割式剑麻采摘装置。首先，简述整机结构与工作原理；然后，对装置关键部件的结构进行设计，通过对刀具在切割过程中的受力与运动分析，确定刀具的回转半径和转速等结构与运行参数；最后，运用ANSYS对圆盘刀具进行静力学和模态分析，进而仿真优化刀盘结构，以刀具回转半径和安装角度为试验因素，刀具底部的最大应力和刀具顶部的最大形变量为评价指标进行两因素三水平正交仿真试验。仿真试验结果表明：当刀具安装角度为28°，最大回转半径为105 mm时，刀具的最大变形量为0.09 mm，最大应力为9.38 MPa，远小于刀具材料的最小屈服强度345 MPa；安全系数最小值为15，远大于1，最小循环次数为1010，进入了无限寿命区；根据刀具前6阶模态分析知，刀具的工作转速800 r/min，远小于极限转速。以上研究表明，刀具的刚度、强度和安全系数、疲劳寿命均满足要求，且不会发生共振现象。研究为剑麻收割机的设计及刀具避开共振点频率，减小因振动产生的变形，提供理论和技术参考。     

收获期花生秧蔓切割锯盘设计与试验

为合理设计花生联合收获机切秧装置,在确定以旋转锯切为切秧方式的基础上,分析锯盘刀齿齿顶点和齿根点的运动特性,确定了锯盘的齿高、齿数、齿距等关键参数;通过对秧蔓切割时刀刃的受力分析发现合适的刀齿刃倾角可以减小工作时刀齿所受的阻力;建立了花生秧蔓的几何模型,并借助ANSYS/LS DYNA进行关于盘厚、齿高、刃倾角的三因素...     

可降解穴盘切割刀具优化设计与有限元分析

针对现有的穴盘苗全自动移栽机分苗装置中刀具对可降解穴盘切割效果较差的问题,对分苗装置中的刀具进行优化。运用Soildworks软件分别建立24齿单、双刃圆盘切刀,36齿单、双刃圆盘切刀,48齿单、双刃圆盘切刀的三维模型,运用ANSYS软件对六种圆盘切刀进行有限元静强度分析。仿真结果表明:24齿双刃圆盘切刀切割可降解盘过程中受到的最大应力、产生的最大应变都是最小值,分别为1.658 4×10~5 Pa和8.350 2×10~(-7) m/m。运用Design-Expert软件得到齿数与刃口形状两大因素对最大应力、应变的影响效果的回归方程模型和试验因素响应曲面,确定圆盘切刀的最佳组合形式为24齿双刃圆盘切刀。再对其进行Modal模态分析,得到圆盘切刀的10阶振型,通过固有频率与转速之间的关系,验证圆盘切刀正常切割可降解盘作业时的额定工作转速为33.4 Hz,圆盘切刀发生共振的临界转速为202.7 Hz,圆盘切刀发生共振的临界转速高于实际工作时的转速,发生共振可能性极小,为切割可降解盘的圆盘刀具的优化和设计提供理论依据。通过圆盘切刀的切割试验结果可知24齿双刃圆盘切刀在350 r/min、400 r/min、450 r/min转速条件下的切割合格率分别为88.9%、86.1%和80.6%,可保持良好的切割稳定性。     

玉米垄作随动自调刃口角被动圆盘式破茬刀设计与试验

针对耕整地机械和免耕播种机上被动圆盘式破茬刀切割根茬和土壤时耕作阻力大、耗油量高以及破茬比率低的问题,设计了一种随动自调刃口角破茬刀。该自调破茬刀设有缓冲机构,能够根据不同深度根茬和土壤特性调整刃口角度实现低阻力、深进给切割。通过对试验地的多点土壤贯入阻力（土壤与根土结合体）测量以及土壤、根茬摩擦角测量,并结合理论分析与计算机辅助设计,确定所设计的自调破茬刀缓冲机构弹簧的劲度系数为42N/mm,以此为主要参数设计了自调破茬刀。田间高速摄像验证试验得到,当自调破茬刀深度为25mm时,弹簧形变量与理论设计值相差6.9%,深度为75mm时,弹簧形变量与理论设计值相差7.3%。且高速摄像结果显示自调破茬刀切割根茬和土壤性能优良以及缓冲机构可行,验证了设计思路的合理性与可行性。田间对比试验得到,所设计的自调破茬刀相对于圆盘刀和缺口圆盘刀,耕作阻力降低了13.3%和20.6%,耗油量降低了19.3%和35.3%,破茬比率提高了16.1%和4.6%,表明所设计的随动自调刃口角破茬刀作业性能与效果较优。     

大蒜仿形浮动切根机构运动特性分析与仿真

为深入研究大蒜仿形浮动切根机构作业机理,进一步提升仿形浮动切根作业质量,开展切根机构仿形浮动作业过程运动学解析,构建切根机构浮动位移量数学模型、回转切刀刃口轨迹曲面数学模型、切刀刃口切割速度数学模型,探明切根机构结构参数和运动参数对仿形浮动切根作业过程的影响;同时,通过ADAMS虚拟样机仿真试验,获取切刀运动轨迹曲线、时间—切割速度曲线和位移—切割速度曲线,分析不同切刀转速、切刀数量、刃口位置点、切刀位移等对切割次数、漏切区、切刀运动轨迹、切割速度的影响。研究结果表明,通过合理设置切根机构结构参数和运动参数,可有效实现机构的仿形浮动切割作业,提升切根作业效果;当蒜株输送速度为1 m/s、切刀倾斜角度为33°、回转切刀转速为2 600 r/min时,根盘处的根系被单个切刀刃口旋转最高点的切割次数可达到2次,且漏切区面积很小;当蒜株输送速度为1 m/s、切刀倾斜角度为33°、回转切刀转速为1 000 r/min、切刀数量为4片时,根盘处的根系被所有切刀的刃口旋转最高点的切割次数为2次,且漏切区面积很小。该研究可为大蒜联合收获仿形浮动切根作业机理研究和机构优化提供理论参考。     

玉米茎秆切断装置对比

对玉米茎秆切断-喂入一体化技术进行研究,分析了往复刀式、甩刀式和圆盘刀式3种玉米茎秆切断装置的优缺点,提出我国玉米收获过程中,需要大力发展茎秆先切断再喂入技术,重点研制推广装有圆盘刀式秸秆切断装置的玉米收获机。      

红花采收机双动对切式末端执行器设计与试验

针对红花采收机械存在的花丝破碎率高,采收效果差的问题,基于低速对切与分段切割的设计思想,研究设计了一种红花采收机双动对切式末端执行器,利用双动刀和多工作段凸轮实现低速夹持切割与分段作业。构建刀具-花丝切割力学模型,对切割过程进行理论分析,确定影响末端执行器性能的关键因素为：切刀进给速度、刃口倾斜角和切刀刃面倾角;并以凸轮转速（切刀进给速度）、刃口倾斜角和切刀刃面倾角为试验因素,以花丝采净率与花丝破碎率为评价指标,进行了三因素五水平二次正交旋转组合试验,得到试验因素与评价指标间的数学模型,对回归模型进行多目标优化,确定最佳参数组合为：凸轮转速27.9r/min、刃口倾斜角16.1°、切刀刃面倾角19.7°,对应花丝采净率为91.78%,花丝破碎率为5.32%。在最佳参数组合下进行田间验证试验,结果表明,花丝采净率为91.25%,破碎率为5.57%,与优化结果误差不超过5%,表明所设计末端执行器能实现花丝的低破碎率采收。