9FL-1.0型轮式电动清粪机的设计与试验简介

针对甘肃省小型养殖场牲畜粪污机械化清理无机可用和小规模养殖场对适宜清粪机具的需求,设计了一种集粪污清理、推送、堆集等作业功能于一体的小型轮式电动清粪机,介绍了机具的基本结构、工作原理和主要技术参数,对机具的铲粪斗机构、翻转机构等部件进行了分析设计,确定了影响电动清粪机作业合格率的主要技术参数,并对整机进行了作业性能试验。性能试验结果表明,在机具平均作业速度为5.6km3/h时,机具单次充电可连续作业7.8h,机具清洁率为92%,滑移率为13%,作业效率为18m3/h,各项指标达到了设计要求和相关标准要求。     

油莎豆联合收获机合页筛片式升运装置设计与试验

针对油莎豆机械化收获过程中升运振动装置除杂效果不明显,导致油莎豆与土壤杂质等分离不彻底,漏土率较低,伤果率较高的问题,以及在升运输送过程中存在土壤堵塞、回带等问题,结合油莎豆果-土-秧团聚体特性,设计了一种合页筛片式升运装置,通过筛片折弯部分增大筛孔面积,对团聚体提供与链筛运动方向相同的推力,使合页式升运装置提高漏土效率且有效避免了回带现象。对其倾角和固定位置进行了分析和设计,运用EDEM进行仿真试验,以油莎豆链筛线速度、链筛板折弯高度、链筛振动频率为试验因素,以油莎豆团聚体漏土率和伤果率为试验指标,通过三因素三水平正交仿真试验,最终得到输送筛片最佳结构参数组合为：链筛线速度1.151m/s、折弯高度27.779mm、振频9.561Hz,此时升运装置漏土率为96.524%、伤果率为2.439%。田间验证试验结果表明:当链筛线速度为1.2m/s、折弯高度为28mm、振频为9.5Hz时,合页式升运装置平均漏土率为96.05%,平均伤果率为2.38%,与仿真试验所测结果基本一致,满足油莎豆升运链筛工作要求。     

浙贝母收获机升运链式分离装置设计与试验研究

针对丘陵山区浙贝母人工收获方式劳动强度大、工作效率低和生产成本高等问题,课题组借鉴国内外地下茎块收获机研究发展现状,对浙贝母收获机升运链分离装置进行了设计。根据分离装置的运动特性和分离装置上贝土混合物的运动状态,确定了分离装置相关参数范围。以挖净率和破损率为试验指标,以机具前进速度、升运链倾角、振动器振幅为试验因素进行田间试验。通过田间试验结果分析,对相关参数进行优化。试验结果表明：机具前进速度为0.75 m/s,升运链倾角安装为22°,振动器振幅为60 mm时,浙贝母收获机挖净率为96.05%,破损率为3.52%,证明了样机的正确性和准确性。     

两级升运链卷轴式残膜捡拾机的设计与试验

针对残膜捡拾机的膜与作物根茬、杂草分离效果不显著问题,设计两级升运链卷轴式残膜捡拾机,进行起膜铲、防缠滚筒、两级升运链、卷轴总成等装置的结构设计。田间试验表明表层拾净率96%,深层拾净率93%,缠膜率0.2%,作业性能指标满足国家标准要求。     

螺旋绞龙式牛场清粪机设计与试验

针对目前国内牛场粪污清理机械化程度低、缺乏专用作业机械的现状,设计一种螺旋绞龙式牛场清粪机,主要由螺旋绞龙集粪机构、刮板输送机构、六连杆位置调整机构和车厢组成,实现牛粪的收集、输送和运输联合作业。螺旋绞龙集粪机构的主要部件为旋向相反的两段绞龙叶片,对称安装在一根绞龙轴上,清粪机前进时粪污被收集聚拢,聚集的粪污被旋转的绞龙刮削收集并向中部汇集输送。通过计算,确定绞龙直径为0.38 m,螺距为0.28 m。设计刮板输送机构,将牛粪输送至车厢。刮板输送机构向下旋转将粪污刮起,防止粪污的飞溅。在刮板下端安装橡胶条与输送槽形成有效密封,降低了输送过程中牛粪的泄露。为达到粪污收集输送机构的位置调节,实现刮板输送机构出料口与车厢收料口之间实现精确配合和平稳分离,设计一套六连杆机构。试验结果表明:在牛粪含水率为72%、厚度为5 cm、作业速度为0.8 m/s和收集宽度为2.2 m的作业条件下,该机清洁率为98%,实现牛粪的收集、输送和运输联合作业。     

4U-1600型集堆式马铃薯挖掘机设计与试验

针对传统一级升运链马铃薯挖掘机土薯分离效果差、人工捡拾铺条劳动强度大的作业难题,设计了4U-1600型集堆式马铃薯挖掘机。对挖掘机阶梯挖掘铲、两级升运链式土薯分离输送装置及液压开启式集薯箱等关键部件进行设计与选型,并完成其关键参数的计算确定。以样机前进速度、一级土薯分离装置线速度和二级土薯分离升运装置线速度为自变量,以明薯率和伤薯率为响应值,依照BoxBehnken试验设计原理,采用三因素三水平响应面分析方法,分别建立了各因素与明薯率、伤薯率之间的数学模型,并对各因素及其交互作用进行分析。试验结果表明,对明薯率影响的主次顺序依次为二级土薯分离升运装置线速度、样机前进速度和一级土薯分离装置线速度,对伤薯率影响的主次顺序依次为一级土薯分离装置线速度、二级土薯分离升运装置线速度和样机前进速度;马铃薯挖掘机最佳工作参数为:样机前进速度1.50 m/s、一级土薯分离装置线速度1.37 m/s、二级土薯分离升运装置线速度0.89 m/s。验证试验表明,4U-1600型集堆式马铃薯挖掘机作业后,明薯率为95.11%、伤薯率为3.36%,性能试验指标均达到国家行业标准要求,表明在优化工作参数条件下该作业机能够提升马铃薯机械化收获质量。     

畜禽粪便堆沤有机肥撒肥机设计与试验

针对高含水率的畜禽粪便堆肥易堵料、难抛撒,使用人工撒施劳动强度大,严重制约畜禽粪污有效利用的问题,对农家肥的含水率、容积密度、滑动摩擦角、自然休止角等物理特性进行统计分析,以此为基础设计整机液压系统,并创新设计柔性甩料机构、可变长度搅料板机构、Arduino控制模块与北斗导航集成在一起的辅助控制系统。选取抛撒转速、行走速度和抛撒角度为试验因素,以均匀度变异系数和撒肥幅宽为试验指标作正交试验及响应曲面分析。结果表明,抛撒转速、抛撒角度、行走速度对撒肥均匀度变异系数的影响依次减小,利用Design-Expert 12.0.3.0软件进行响应曲面分析,当抛撒转速为305 r/min,行走速度为4 km/h,抛撒角度为20°时,均匀度变异系数为26.8%,撒肥幅宽为5.2 m,此时撒肥幅宽满足设计要求且均匀度变异系数最小,并通过试验进行验证。     

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。     

偏置阶梯刀盘式果园开沟机设计与试验

果园管理作业中,开沟作业劳动力密集、工作效率低,其机械化水平对我国果业发展有着极其重要的意义。为此,综合考虑果园种植模式、果园农艺要求以及现有开沟机械存在的不足,设计一种偏置阶梯刀盘式果园开沟机。开沟机由机架、齿轮箱、阶梯式开沟刀盘,开沟刀,挡土板等组成,阶梯式开沟刀盘保证开沟深度、宽度的基础上,降低了开沟功耗。田间试验表明:该机具作业速度为1.2 km/h时,开沟深度为31.2 cm、宽度为30.5 cm,开沟深度稳定性系数为97.2%,满足果园农艺的要求和农业行业标准。     

气升式内环流生物膜反应器设计与试验

针对工业废气净化效率低、使用范围小以及为其排放难以满足现代绿色环保需求的问题,设计了一种三相气升式反应器,该反应器外部采用多导流筒低高径比,其内部采用圆升气管的方形内循环式,并通过该装置模拟试验,经分析得出曝气量在400~500 mL/min时底物的去除率最佳。     

立旋式驱动型联合整地机的设计与试验

针对新疆常规联合整地机对黏重土壤播前整地作业耙深稳定性差、碎土率低及地表平整度低等问题,在结合新疆农业对播前整地作业要求、土壤特性等因素的基础上,设计了一种立旋式驱动型联合整地机,并完成整机的加工试制.通过对关键零部件的设计及理论分析,确定了传动系统、平土杠和钉齿镇压辊等零部件的结构参数,并通过运动分析确定耙齿转速为4...     

双刀式哈密瓜自动削皮机的设计与试验

当前哈密瓜去皮主要是以人工削皮为主,不但效率低下,而且存在一定的卫生安全问题,严重阻碍了相关企业哈密瓜产品的创新与发展.为了降低工人劳动强度,提高哈密瓜的去皮效率以及机械化和自动化程度,依据哈密瓜果皮粗糙坚硬的物理特性,设计出了一种双刀式哈密瓜自动削皮机.该削皮机外刀可调节削皮厚度1～5mm,内刀可调节削皮厚度3～15...     

1MFJS-250型耙齿式残膜捡拾机设计与试验

阐述了1MFJS-250型耙齿式残膜捡拾机的组成结构、工作原理、主要技术指标,通过田间试验测定了表层残膜回收率、深层残膜回收率、生产率,并对机具使用进行了说明。     

气吸式红枣捡拾机设计与试验

新疆南部地区红枣种植模式以矮化密植为主,红枣收获仍采用人工捡拾,效率较低。基于伯努利原理,设计研制了一种气吸式红枣捡拾机械。以南疆枣园为试验点,对样机的性能和捡拾效率进行了试验。结果表明,吸管口的最佳风速为23 ms;平均捡拾效率182.8 kgh,是人工捡拾的5.2倍。      

9QZ500型切枝机设计与试验

针对我国林木树枝废弃物分段收获过程中,工作负荷变化频繁,瞬时冲击大,设计开发了9QZ500型移动式切枝机。该机包括无离合器的PTO装置、切碎装置、喂入装置和机械手等,集成切碎工况反馈喂入控制技术、智能化控制系统、多自由度和高灵敏度远程控制机械手技术。田间切碎试验证明,物料切碎长度50 mm;平均生产效率5.2 th,满足了农林废弃物低成本、规模化收集的需求。     

柔性刷辊式葡萄藤清土机设计与试验

为解决新疆地区现有葡萄藤清土机械伤藤率高、彩条布上方大量覆土影响葡萄藤清土上架和彩条布回收的问题,采用柔性刷辊设计了一种刷辊式葡萄藤清土机。该机关键部件为清土装置,作业时通过清土刷的旋转运动和横向伸缩机构的往复运动将彩条布上方的覆土清除。首先进行清土刷结构设计和材料选择,然后对清土刷工作过程进行运动学理论分析,得到影响清土机作业性能的主要参数。通过单因素试验确定清土刷转速、横向伸缩机构往复速度、清土刷回转直径的合理取值范围,以清土刷转速、横向伸缩机构往复速度、清土刷回转直径为试验因素,以清土率和伤藤率为评价指标,开展三因素三水平正交试验。试验结果表明,各试验影响因素对清土率和伤藤率的影响显著性大小顺序为清土刷转速、横向伸缩机构往复速度、清土刷回转直径。较优参数组合为：清土刷转速250r/min、横向伸缩机构往复速度0.14m/s和清土刷回转直径600mm,在此参数组合下进行3次验证试验取平均值,清土率为90.98%,伤藤率为3.27%,与优化值相对误差均小于5%,证明样机设计合理。     

4CML-1000型链耙式地膜回收机设计与试验优化

为了解决传统搂耙式地膜回收机卸膜和装箱困难、作业连续性差等问题,设计了一种链耙式地膜回收机,可以连续实现搂膜集膜、输膜抖土、卸膜过程。该回收机主要由机架、起膜铲、链耙、集膜箱等部件组成。为了使地膜回收机的性能达到最佳,首先在土槽实验室内对回收机的结构参数和工作参数分别进行了单因素试验和响应曲面优化试验,通过土槽试验得到地膜回收率、脱膜率、夹带土壤质量3个指标的二次回归方程、响应优化曲面及最佳参数组合。最佳参数组合为:耙齿总成间距300 mm,单排耙齿数5个,耙齿入土深度84.41 mm,回收机前进速度2.542 km/h,链耙线速度0.417 m/s。通过大田验证试验,得到优化后的地膜回收机性能指标为:地膜回收率90.2%,脱膜率88.1%,夹带土壤质量0.41 kg/m。大田试验表明,链耙式地膜回收机满足生产要求。     

高架草莓摆动式小型施药机设计与试验

针对温室高架草莓的机械化施药需要,在对高架栽培环境、草莓植株特性和病虫害防治等调研的基础上,设计开发了高架草莓摆动式小型施药机。利用CFD仿真模拟技术对不同竖直施药角度和辅助风速进行雾滴群体沉积运动模拟仿真实验,结果表明:风速越大雾滴沉积距离越远,角度越大雾滴沉积距离越远,雾滴在空间内的运动轨迹可以看作是圆锥形雾柱;喷筒角度在10°～50°、风速为12m/s时,雾滴沉积密度最大,且纵向喷幅范围最广,喷幅范围为0.5～5.1m。进行了棚内实地喷雾试验,结果表明:雾滴沉积量随风速增大而增大,沿纵向方向呈"近大远小"的分布特点,沿横向方向呈周期性"波浪线"分布,在0.5m/s行进速度和15°/s喷筒摆动速度下,雾滴横向沉积均匀性和覆盖率最佳。     

卷辊式耕层残膜回收机设计与试验

针对耕层残膜老化严重、力学性能差,残膜与土壤混合造成耕层残膜回收拾净率低、含土量高等问题,提出了一种旋耕起抛膜土混合物、弹齿顺向旋转捡膜、逆向旋转卸膜的主动回收方法。设计了卷辊式耕层残膜回收机的整体方案,实现了起膜、卷辊正转捡膜、反转卸膜、集膜的功能。对起膜装置、捡膜装置、正反转机构及卸膜装置等关键作业部件进行设计与参数计算,获得在弹齿机械力作用下,将混合物内的残膜有效钩、挑分离出来的临界条件。运用ANSYS和SPH(Smoothed particle hydrodynamics)耦合方法,构建弹齿捡拾残膜过程的数值模拟计算模型,获得捡膜过程中残膜所受的最大应力及变形,分析了弹齿捡拾残膜的有效性。样机验证试验表明,当起膜刀转速为213.75 r/min、捡拾滚筒转速为43.75 r/min、卷辊正转捡膜转速为131.27 r/min、卷辊反转卸膜转速为167.86 r/min、卸膜轮转速为43 r/min时,卷辊式耕层残膜回收机表层拾净率为82.6%,深层拾净率为71.1%,试验结果符合国家与行业标准的要求,能够从膜土混合物中有效回收耕层残膜。     

液压驱动式油茶果采摘机设计与试验

为提高电动胶辊旋转式油茶果采摘执行器的采摘效率,设计了一种液压驱动式油茶果采摘机。通过分析油茶果与胶辊相互作用力的影响因素,确定了采摘机的主要工作参数。仿真分析了不同工作参数对油茶果与胶辊相互作用力的影响规律,并以上下组胶辊间距、旋转架转速、胶辊直径为影响因素,以油茶果采摘率和花苞损伤率为评价指标,在江西省林科院和江西农业大学分别进行了室外、室内采摘试验。结果表明,影响采摘率的因素由大到小依次是上下组胶辊间距、旋转架转速和胶辊直径;影响花苞损伤率的因素由大到小依次是胶辊直径、上下组胶辊间距和旋转架转速。结合室内、室外试验,运用综合评分法得出油茶果采摘率较高且花苞损伤率较小的最佳参数组合为:上下组胶辊间距15 mm、旋转架转速55 r/min、胶辊直径30 mm。与电动胶辊旋转式油茶果采摘执行器相比,液压驱动式油茶果采摘机旋转架转速提高了83. 33%,采摘效率明显提高,其平均采摘效率为210个/min。