矮化密植红枣采收装置的设计

设计了一种矮化密植红枣采收装置,阐述了该装置的结构及工作原理,主要对装置的拨杆架、偏心机构和集果装置进行了设计。该采收装置应用曲柄滑块机构的运动原理,采用高频小振幅树冠振动方式实现矮化密植红枣的采收,通过倒伞状集果装置完成果实收集。田间试验表明:对于含水率在60%以下的红枣,当振幅在0.014 m、频率在18～25 Hz(振动时间在7～15 s)时,落果率在93%以上。     

自走式矮化密植红枣收获机的设计

为解决矮化密植红枣人工收获的问题,针对矮化密植红枣的种植模式和生长特点,设计了一种自走式矮化密植红枣收获机,阐述了该机的整机结构、工作原理以及关键部件设计等。该机具采用立轴双滚筒振动采收装置,实现了基于振动采收原理的红枣与果枝分离。由此为矮化密植红枣收获机械的深入研究和发展提供了参考。     

红枣收获机激振装置激振频率优化与试验

为提高红枣收获机振动收获效率,对激振装置激振频率进行了优化。首先,建立激振装置与枣树振动系统动力学模型,获得激振装置曲柄转动角频率为2.7rad/s,激振频率为16.9Hz;其次,在ADAMS环境下进行运动学仿真分析,当曲柄转动角频率为2.7rad/s时,机构运动较平稳、无剧烈振动现象,装置机构运动满足要求;最后,对激振装置工作性能及作业效果进行田间试验。试验结果表明:当液压马达转速为25.0~26.5r/min时,即激振频率为16.5~17.4Hz,红枣采净率大于90%,红枣损伤率小于8%,装置各项性能均满足要求,可为红枣收获机激振装置激振频率设定提供理论依据和技术支持。     

矮化密植红枣采收装置参数的优化

为了确定矮化密植红枣采收装置的关键参数,采用二次回归通用旋转组合的试验设计方法,建立了红枣采净率与振幅、频率、振动时间三因素之间的数学模型。同时,分析了各影响因素对采净率的影响,结果表明:参数组合为振幅9mm、频率15Hz、振动时间17s时,采净率达到96.2%,且果品和果枝的损伤较小。     

矮化密植红枣收获机捡拾装置的设计

针对红枣人工捡拾劳动强度大、作业效率低、生产成本高等问题,设计了一种矮化密植红枣收获机捡拾装置。该装置与红枣收获机联合作业,能够实现红枣一次性捡拾收获。为此,介绍了捡拾装置的结构与工作原理,并对关键工作部件进行了设计。采用复数矢量法对捡拾机构进行运动学分析,确定了偏心轮、吊杆、连接杆等关键工作部件的结构参数。通过对捡拾拨杆进行运动分析,获得了工作过程中拨杆端点的运动方程,并确定了红枣抛送初速度与偏心轮转速之间的关系,为红枣收获机捡拾装置的试验研究提供了理论基础。     

基于矮化密植红枣的冠型拍振复合小型采收机设计与试验

针对新疆枣农对基于矮化密植枣树的小型红枣采收机的需求,提出仿枣树冠型拍振复合采摘与伞形柔性接果协同采收方法,以小型挖掘机动力平台为载体,通过理论测算与红枣种植枝条物理特征,确定转动振动最大角为30°,拍打行程8 cm,依据该关键参数分别设计拍振和伞形接果关键部件,配置拍振与伞形接果液压驱动系统,研创冠型拍振复合小型红枣采收机。试验结果表明:接果料仓最大提升角40°,红枣归集率92%左右;当作业时间为4 s左右,输入转速在120～180 r/min之间,红枣采净率均达到90%以上,且4 s左右作业时间为最佳;当最佳采摘转速在120～160 r/min之间,红枣损伤率总体控制5.4%以内。     

新型落地红枣收获机的设计

为解决南疆矮化密植枣园红枣收获难题,针对矮化密植种植模式下的枣园特点,设计出基于清扫方式和气吸方式相结合的新型落地红枣收获机。介绍了整机结构和工作原理,并对关键部件进行了设计,确定了各关键部件的基本结构和具体型号。同时,分析了红枣清扫聚拢过程,得出清扫辊刷转速、机具前进速度与清扫辊刷清扫效果之间的关系,并通过田间试验验证了清扫辊刷转速、机具前进速度与清扫辊刷清扫效果之间的关系。该机整体尺寸小,适应性强,作业效率高,适用于南疆矮化密植种植模式的枣园进行红枣收获作业。     

矮化密植种植模式红枣物料特性试验研究

基于新疆红枣矮化密植的模式下,红枣物料特性是设计红枣收获机械的理论基础。为探究灰枣和骏枣的抗挤压能力与力学性能等物料特性,首先采用排水法测定灰枣和骏枣的密度,然后运用直接干燥法105℃烘箱法测量其含水率,使用GY-4数显果实硬度计仪器测定其上、中、下部分的硬度,最后运用WD-D3电子万能材料试验机,结合Hertz接触理论测定其弹性模量,通过设定加载速度为35 mm/min、40 mm/min、45 mm/min对灰枣和骏枣进行单因素试验。结果表明:灰枣与骏枣的平均密度分别为848.59 kg/m~3、733.20 kg/m~3,含水率分别为27.03%、21.91%,整果硬度分别为14.151 9 kgf/cm~2、12.112 5 kgf/cm~2,竖直方向平均弹性模量分别为0.263 MPa、0.467 MPa,竖直方向平均弹性模量分别为0.447 MPa、0.733 MPa,灰枣和骏枣的水平方向压缩破裂时的应变能分别为118.959 mJ、323.014 mJ,竖直方向压缩破裂时的应变能分别为446.602 mJ、585.016 mJ。     

玉米收获机激振摘穗装置设计与试验

针对当前玉米果穗收获存在损伤大、效率低的问题,在原来激振摘穗技术研究的基础上,从激振辊夹持果柄实现激振波有效传递入手,结合激振摘穗实现果-茎分离的条件,开发了基于椭圆截面的新型摘穗装置,确定了该型摘穗辊结构参数的设计方法;根据激振摘穗过程中产生的激振波波形确定了椭圆激振辊的布局和结构参数,建立了椭圆激振摘穗试验台;通过正交试验确定了影响摘穗质量（果穗啃伤率、落粒率和茎秆折断率）的主次因素依次为激振辊长短径之比、激振辊基圆直径、摘穗辊转速;确定了较优组合,即当激振辊长短径之比为0.7、激振辊基圆直径为7.5cm、摘穗辊转速为1000r/min时,果穗啃伤率为0.38%,落粒率为0.12%,茎秆折断率为0.49%,均低于国家玉米收获机械技术标准要求。在较优参数组合下进行了试验验证,结果表明激振辊长短径之比为0.7、激振辊基圆直径为7.5cm、摘穗辊转速为1000r/min时,果穗啃伤率为0.39%,落粒率为0.12%,茎秆折断率为0.48%,与前期试验结果基本保持一致。     

矮化密植红枣收获机骑跨式机架的有限元分析

根据新疆矮化密植枣园地面特点,为提高红枣收获机的工作性能,利用Ansys有限元分析软件分析红枣收获机在平整地面匀速直线运动工况下和在地面不平整工况下机架应力、变形的大小及分布情况。结果表明:最大变形发生在机架顶部发动机的安装位置及纵梁上激振装置的安装位置,应力集中发生在前段纵梁、方管与方管的连接处,可根据所得数据校核机架强度。同时,对机架进行模态分析和谐响应分析,求解出机架的固有频率和振型,通过与外界激振频率对比分析及谐响应分析得出机架位移随频率变化的趋势,在频率为30Hz时,产生共振,求解得出30Hz处最大应力为804.35MPa、最大变形为15.312mm。由于最大应力大于机架材料的屈服极限,机架产生断裂,因此应对机架进行优化改进,使机架满足静载荷和激振载荷作用下的强度要求,保证矮化密植红枣收获机的安全、可靠。     

玉米激振摘穗机理分析与参数试验优化

针对玉米立式激振摘穗缺乏相应摘穗机理的深入研究,开展了玉米摘穗机理的探讨,确定了适合玉米高效低损摘穗的激振波频特性曲线,建立了激振摘穗模型,分析了夹持位置、激振频率和振幅对玉米摘穗效果的影响规律;采用激振试验台开展了夹持位置、振幅、频率对其摘穗性能影响规律的单因素试验,确定了满足玉米果穗摘穗的参数取值范围;通过响应面分析试验,确定了适合玉米高效摘穗的最佳参数组合,即在籽粒含水率30.58%情况下,其夹持位置距离果穗重心10.8cm、激振波振幅0.6cm、激振波频率17.8Hz时,玉米摘穗断茎率为2%,摘穗成功率为98%,满足玉米收获的作业技术要求。     

红枣收获机液压转向系统的设计与研究

针对矮化密植红枣的种植模式,研制了自走式矮化密植红枣收获机,通过分析红枣收获机整机性能指标和工作要求,设计了液压转向系统,对主要液压元件进行选型;运用AMESim仿真软件搭建了液压系统模型,设置了系统中主要元件的参数。仿真结果显示:转向驱动油缸满足实际工况的动作要求,验证了模型的正确性,为红枣收获机液压转向系统的开发和改进提供了一定的理论依据。     

种子清选机电磁变频激振清筛装置设计与试验

清筛装置对筛片的振动激励是提高物料透筛概率、减少筛孔堵塞以及有效清筛的根本因素。现有清筛装置多使用随机弹跳的橡胶球完成清筛作业,但其清筛效果易受到结构与工作参数制约。为解决橡胶球激振力难以精准调控问题,设计了电磁变频激振清筛装置,阐述了总体结构与工作原理,设计了激振清筛单体与变频激振控制系统,分析了振动激励作用机制;以加速度为指标,研究了弹簧预压缩量与激振频率对振动激励的影响规律,结果表明两者均与振动激励正相关;以净度、筛分效率、筛分时间、卡种数量为指标开展了16组玉米种子清选试验,试验结果表明弹簧预压缩量为2 mm、工作频率为3.5 Hz、清筛频率为50 Hz时清筛装置具有较好的作业效果,种子净度99.1%,筛分效率88.6%,筛分时间70 s,卡种数量为0;通过分段设置工作频率与清筛频率,实现了清筛装置激振力的精准调控,能够满足不同工况下正常筛分与强振清筛的作业要求。     

气吸式红枣收获机的设计与试验

新疆南部(以下简称南疆)地区红枣以矮化密植为主要种植模式,红枣收获仍采用人工检拾,效率较低。笔者基于伯努利原理,设计研制了一种气吸式红枣收获机械。以南疆枣园为试验点,对样机的性能和收获生产率进行了试验。试验结果表明,吸管口的最佳风速为23m/s。平均收获生产率182.8kg/h,机械的生产效率是人工捡拾的5.2倍。     

红枣采收激振器的设计与运动仿真

为了降低人工采收成本,提高红枣的收获效率,促进红枣机械化收获方式及红枣产业的健康发展,设计了一种由3个偏心块为动力源的激振器。该激振器采用液压马达驱动,利用同步带轮驱动偏心块转动产生的离心力力偶做功使激振器的壳体振动。对壳体进行受力分析和运动形式的理论分析,并利用Solid Works软件建立激振器的三维模型,导入ADAMS软件中进行无阻尼仿真分析,通过受力分析和理论分析证明壳体的运动规律符合简谐运动。仿真结果表明:壳体的运动规律与理论分析基本一致,验证了阻尼装置是激振器不可缺少的一部分。本研究可为红枣收获机激振装置的设计提供理论基础和技术支持。     

板蓝根收获机挖掘装置设计与有限元分析

针对现有板蓝根收获机具存在挖掘阻力大、挖掘铲面容易壅土等问题,在研究国内外块茎类作物收获机械的基础上,根据板蓝根的农艺要求、生物特点、收获时的土壤条件等,设计一种作业幅宽为130 cm、最大挖掘深度为40 cm、一次进地可完成板蓝根的挖掘、筛分、铺放等功能的专用两行板蓝根收获机具。运用动量定理、动能定理和几何关系对挖掘铲进行设计,计算得出挖掘铲的最佳入土角α、铲面宽度b、铲面长度l等参数。利用SolidWorks软件中Simulation插件对挖掘铲进行有限元分析并优化。并进行试验验证,试验发现：最佳的入土角α为20°,铲宽b为1 328 mm,铲长l为245 mm;有限元分析表明通过在挖掘铲后方增加一道梁,将挖掘铲最大位移量从1 mm减小到0.01 mm,能有效减低失效风险。对整机进行田间试验,结果表明：挖掘铲壅土率低,未出现明显变形;在作业速度1.6 km/h、挖掘深度40 cm的情况下,平均挖净率97.6%、损伤率2.4%。     

自走式红枣收获机采摘装置的液压系统仿真设计

根据自走式红枣收获机工作原理以及采收技术要求,设计出了一种适于自走式红枣收获机采摘装置的液压振动系统,进行了液压振动系统的设计以及元件选型主要参数计算等方面的研究。并通过AMESim液压仿真软件对该系统进行仿真分析,证明了液压系统的可行性和合理性。     

立体仿形红枣修剪装置设计及仿真

针对新疆矮化密植枣园人工修剪作业环境差、劳动强度高及工作效率低等问题,设计了一种立体仿形修剪装置,实现了枣树个体树形的立体分层仿圆柱形修剪。通过对修剪刀具锯切枣枝的理论分析,建立了刀盘切割枣枝过程的运动学模型与力学模型,得到结论为:圆锯片刀盘锯切枣枝时,不发生漏切的理论临界转速为1020r/min;当刀盘直径范围为100～400mm、修剪直径范围为5～17mm时,装置理论锯切功率P为56～1309W。基于多体动力学建立刀盘转速为2000r/min,修剪装置移动速度分别为0.4、0.7、1.0、1.3m/s的4种仿真模型,并进行运动分析。结果表明:当修剪装置移动速度为1.0m/s时,刀盘运动轮廓近似于圆,圆弧曲线拟合决定系数R~2为0.98,拟合度高;刀盘运动过程中,刀刃旋转1圈所需时间为0.03s,刀盘完成1次往复移动所需时间为1.4s,满足修剪装置仿圆柱形修剪要求。本研究为红枣修剪机整机的设计提供了理论依据和技术支撑。     

自走式密植棉秆整株收获机的设计与仿真分析

本文设计了一种自走式密植棉秆整株收获机,可实现对棉秆田间根侧切土减阻、铲拔、捡拾输送及收集作业.利用Solidworks软件对自走式密植棉秆整株收获机进行三维建模,并对关键作业部件进行静力学仿真分析.静力学分析结果表明,铲拔刀的最大等效应力为158.94 MPa,最大总变形为0.093 mm,受力后的等效应力与总变形均...     

3-PUU并联机构激振台设计与仿真

为解决传统激振台不能实现多维同时振动的问题,基于并联机构组成原理,设计了用于中小型试验件振动测试的并联机构激振台,分析了3-PUU型三维纯平移并联机构的运动特性,通过计算得出了正、逆解析解.在ADAMS中建立该并联机构的虚拟样机模型,并通过仿真验证了并联机构激振台的可行性.