关于水田驱动耙设计参数的商榷(续)

1.驱动耙耙轴转速的确定驱动耙在工作时,刀齿在切刈土壤过程中不可避免的会有土垡粘结在刀齿上,为了使土垡能从刀齿土脱落下来,刀齿必须有一定高的转速依便产生足够的离心力使土垡从刀齿上脱落下来。为此,我们分析一下刀齿上任一点粘结有土垡时,该土垡的受力情况。     

凸齿镇压器作业过程的运动学与动力学分析

[目的]基于理论推导建立凸齿镇压器作业过程中的运动学和动力学模型。[方法]根据运动学中刚体做平面运动的瞬心定理和牵连运动为平动时质点的加速度合成定理,建立凸齿镇压器在不同工作阶段的运动参数模型;根据动力学中的动量定理、动能定理和冲量定理,建立凸齿镇压器工作状态中所需牵引力、凸齿与地面作用瞬间产生的冲击力和冲击能的参数模型。[结果]凸齿镇压器作业过程中所需的牵引力随着凸齿镇压器的自身质量和滚动阻力系数的增加而增大,而凸齿镇压器转动惯量的增加会降低凸齿镇压器所需牵引力;冲击过程中,凸齿镇压器的牵引速度越大、质量和转动惯量越大、冲击时间越短,则冲击力越大;凸齿镇压器冲击土壤时的冲击能随着凸齿的转动惯量、质量和质心竖直向下移动距离的提高而增加,而随土壤的弹性系数与土壤的塑性变形量的增加而减小。[结论]建立了凸齿镇压器在不同工作状态下运动学及动力学模型,分析并揭示了凸齿镇压器结构参数与运动参数间的相互联系,探索了凸齿镇压器冲击土壤的特征规律,为设计和优化其结构参数和运动参数提供了理论依据。     

插齿机插削过程的让刀干涉与让刀量的计算

本文根据刚体运动学与渐开线齿轮啮合的原理,分析了插齿过程中插齿刀与齿坯间可能产生让刀干涉的部位;并从复杂的几何关系中,求得了为避免干涉所必需的让刀量的计算公式。这组公式揭示了有关参数间的相互联系,便于分析各参数间的相互影响,为设计提供理论依据。最后列举了一个数值例子,以说明让刀量的计算方法。     

气动式水稻株间机械除草装置研制

目的 针对水稻株间机械除草自动化程度低、难度大的问题,在机器视觉识别定位技术研究的基础上,研制一种气动式水稻株间机械除草装置。方法 采用机械设计理论、离散元动力学仿真方法结合田间试验,研制出气动式水稻株间机械除草装置。首先对气动式株间除草机构的结构进行设计,运用运动学方程计算并确定机构的几何参数,通过Pro/E运动学仿真验证机构的可行性;然后对除草刀齿与水田土壤的相互作用过程进行仿真,并对仿真结果进行验证试验;最后进行田间试验验证整机工作性能,并利用三因素五水平二次旋转正交试验对影响除草率与伤苗率的工作参数进行分析。结果 气动式水稻株间除草机构连杆长35.00 mm,摆杆长72.24 mm,除草部件到回转中心水平距离为84 mm,垂直距离为191 mm。离散元动力学仿真分析表明,倾角为10°的弯齿刀除草刀齿与土壤的接触阻力较小,阻力平均值为3.12 N,且对土壤的扰动程度较大,受影响的面积达149.69 cm²。田间试验中,在机具前进速度0.25 m/s、气缸伸缩速度0.45 m/s和除草深度2.5 cm的工作参数下,平均除草率为83.91%、伤苗率为3.63%。结论 该机具满足除草率大于80%、伤苗率小于4%的设计要求,能够满足水稻株间避苗除草的作业要求。     

卧式旋耕机耕作重叠量的理论计算与分析

通过对卧式旋耕机耕作重叠量的分析,建立了耕作重叠量的数学模型,探讨了主要参数机组前进速度Vm、刀齿角速度ω、刀齿数量Z对耕作重叠量L的影响。     

建筑参数化图解的生成特点及价值研究

参数化图解不仅反映了建筑设计学科的演变历程,也反映了学科在传承方面所体现的跨学科融合特性.参数化图解在线性文件中体现设计规则,传达设计分类数据,创造出具有尺度和解释性的有效空间,是当代建筑设计方案形成的重要解释性手段.本文从建筑设计方法论的角度通过图解的产生、发展以及实践应用的系列过程,论证了参数化图解对本土建筑设计思维变革的推动作用.     

基于MATLAB的旋耕机运动仿真分析

【目的】对旋耕机的运动过程进行仿真分析,获得与系统匹配的旋耕机运动参数。【方法】利用MATLAB分析了旋耕机切土节距、功率消耗与机组前进速度、刀轴转速、耕幅等的关系,并分析旋耕刀的运动轨迹及端点速度。【结果】根据旋耕机对切土节距以及功率消耗的要求,设计旋耕机的较优运行组合参数为:前进速度vm=0.72m/s,刀轴转速n=240r/min,耕幅B=0.8m。根据设定的参数,由旋耕刀端点的运动轨迹可知其耕深为0.2m,沟底凸起高度为0.02m。在设计参数下,旋耕刀端点速度的大小和方向呈周期性变化,证明运动参数的选取是合理的。【结论】在旋耕机的运动分析过程中使用MATLAB技术,易于得到与系统匹配的运动参数。     

玉米秸秆垄沟条带混埋还田机的设计与试验

为了满足东北地区旱地合理耕层构建技术的要求,改善土壤耕层结构,实现秸秆混埋还田,研制了一种玉米秸秆条带混埋还田机。该机具主要由限深破茬装置、弹齿清垄装置、深松装置、混拌装置、镇压装置等组成,可以同时在三个垄沟内将地表上的秸秆混埋于15～20cm深度的土壤中,同时完成清垄、深松、镇压等多项作业,适合东北棕壤土区旱地合理耕层的构建技术要求。通过对弹齿清垄装置的运动轨迹分析得出,当机具前进速度范围在1.1～1.6m·s~(-1)时,弹齿清垄器的弹齿端部的绝对速度为1.73～2.51m·s~(-1),弹齿的拨草范围角为46°。通过对混拌装置的运动轨迹分析得出,当机具前进速度为1.38m·s~(-1)时,混拌刀切土节距为4.6cm,单条混拌幅宽为350mm,混拌刀辊的转速为300r·min~(-1)。并根据切土节距和混拌耕深设计了一种C型混拌刀,通过分析计算得到了C型混拌刀的各项参数以及侧切刃的阿基米德螺线方程。利用二维软件CAXA和三维软件Solidworks对混拌刀进行参数设计和实体模型的建立,同时利用ANSYS Workbench对所设计的混拌刀进行静力学分析来验证混拌刀结构的合理性。通过Design-expert软件对田间试验数据分析得出各因素对田间秸秆混埋率的影响主次顺序为:混拌深度秸秆覆盖量机具前进速度。最佳试验条件:在机具前进速度为1.25m·s~(-1),混拌深度为17.5cm,田间秸秆覆盖量为0.93kg·m~(-2)的条件下,秸秆混拌率为94.6%。该试验结果验证了机具作业性能达到了设计要求,为条带秸秆还田机的改进设计提供理论和实践参考。     

1JM-200灭茬旋耕一体机关键部件设计与试验

针对江淮流域稻麦轮作区稻茬地灭茬旋耕一体化整地作业及减耗需要,设计1JM-200灭茬旋耕一体机关键部件。通过分析节能型旋耕刀、圆盘切茬刀、碎土栅、覆土辊等关键部件作业过程能耗,设计节能型旋耕刀侧切刃与正切刃曲线、圆盘切茬刀切茬齿刃口倾角、碎土栅曲线、覆土杆与水平方向夹角等关键参数,并通过离散元仿真、响应曲面法得出最优关键配合参数:切茬刀辊中心点至旋耕刀辊中心点横向距离为489 mm;碎土栅根部至旋耕刀辊中心点横向距离为219 mm。田间试验结果表明,设计节能型旋耕刀达到降低整机作业功耗目的,设计圆盘切茬刀与覆土辊结构合理,作业过程未显著增加整机作业功耗。整机作业扭矩与作业功耗分别为207.6N·m、17.65 kW,低于整机对照组,说明设计1JM-200灭茬旋耕一体机各关键部件及配合参数达到降低整机作业功耗目的。整机作业后地表平整度为3.1 cm,根茬粉碎率为84.8%,均满足行业农艺要求,说明该机可降低功耗并保证作业质量。     

弹齿滚筒式花生捡拾机构的动态仿真分析

为了验证所设计弹齿滚筒式花生捡拾机构的合理性,并获得关键机构参数,在ADAMS环境下建立了该机构仿真模型并对其进行了仿真分析。通过对各个工位弹齿摆角与角速度曲线图的分析,根据弹齿摆角在一个工作循环变化规律和角速度变化特点,认为该捡拾机构可在一个捡拾周期内连续完成捡拾、升举、推送和空回4个捡拾工位动作,验证所设计的机构参数合理。通过建立齿端轨迹方程,分析得出影响齿端轨迹、速度、加速度变化的主要机构和工作参数。对比匹配不同工作参数机构齿端轨迹,确定该机构捡拾速比范围。对模型进行运动学仿真分析,获得不同工作参数匹配下齿端轨迹和漏捡区域面积的变化规律。在前进速度V为45m·min-1,转速N为50r·min-1,离地高度H为-10mm工作参数组合下,周向分别安装3,4,5排弹齿,通过对漏捡区域面积大小变化对比分析得出该机构周向采用4排弹齿较为合理。通过对花生捡拾性能的试验,结果表明:该机构作业顺畅,在花生植株含水率15%~17%的两段收获条件下,采用相应面分析法与土槽试验,花生植株捡拾率98.9%,掉果损失率2.5%,符合花生收获机质量评价作业规范(NY/T2204-2012),满足生产要求。     

卧式旋耕机弯形刀侧切刃曲线滑切作用的动态分析

卧式旋耕机弯形刀侧切刃曲线滑切作用的理论分析,尚停留在以前进速度Vm=0为前提下滑切角变化的静态分析,与实际工作中的滑切作用相差甚远。木文提出的旋耕机组在向前运动时旋耕机弯形刀侧切刃曲线滑切作用的动态分析,与实际情况更为接近。     

悬挂式旋耕机组振动问题研究

悬挂式旋耕机组在作业过程中存在着严重的振动问题,这不仅恶化了驾驶员的工作环境,而且直接影响机具的工作寿命。本文运用频谱分析方法和模态分析技术,系统研究了引起振动的因素,提出了改善振动特性的方法。     

灭茬深松前置式联合整地机单一作业参数的响应面法优化

研究灭茬深松前置式联合整地机在单一作业时的机组性能。以机组作业速度和耕深为自变量,油耗和牵引力为响应值,利用Box-Behnken试验设计原理,采用2因素5水平响应面分析方法,并利用Design-Expert软件建立数学模型,对各因素及交互作用进行分析,并对单一作业参数进行优化。结合农艺因素,优化结果为:单一深松作业,机组作业速度为3.39km/h,深松深度340mm时,油耗为2.72L/km,牵引力27.65kN;单一旋耕作业,机组作业速度为3.92km/h,旋耕深度152mm时,油耗为3.24L/km,牵引力8.25kN;单一灭茬作业,机组作业速度为3.37km/h,灭茬深度33.41mm时,油耗为1.35L/km,牵引力7.8kN;此时机组达到最佳工作状态。研究结果对于合理使用灭茬深松前置式联合整地机具有一定参考价值。     

变量悬耕施肥机结构及工作原理

该文介绍了一种适合水田和旱田旋耕作业,应用精准农业原理可与国产拖拉机配套实现旋耕作业的变量旋耕施肥机,该施肥机在GPS导航系统的帮助下可以按照预先设计的处方图在旋耕作业的同时实现变量施肥。机械采用普通的国产外槽轮排肥器作为变量施肥机的肥料计量装置,通过调整外槽轮的转动速度达到调整肥料量的目的。该机作业幅宽为2m,配套动力为50马力以上中型拖拉机。施肥机械在田间的作业原理和基本的结构也进行了详尽的介绍。     

基于耕深影响的灭茬深松前置式联合整地机单一作业油耗估算模型

为研究耕深对油耗的影响,利用CYB-809A拖拉机及农具性能综合测试仪,实测不同耕深在灭茬深松前置式联合整地机单一作业下的油耗;分析耕深与油耗曲线关系,并对曲线关系变量进行方差分析,确定有效变量,从而拟合出单一作业下变量和油耗的回归方程;构建单一作业下油耗估算模型;并对估算模型进行相对误差分析和第三方精度验证。结果表明,不同耕深条件下单一深松作业、单一旋耕作业和单一灭茬下对工况复杂的整地作业而言,决定系数分别为0.934 6、0.944 6和0.939 6,说明各回归方程拟合良好,回归方程可作为估算模型;估算模型相对误差分别达到2.31%~4.39%、3.60%~7.48%和2.01%~4.95%,说明由估算模型预测出的油耗值是可信的。估算模型的构建对于丰富联合整地机油耗测试方法、预测生产前所需油耗以及合理制定油料储备计划具有一定指导和借鉴意义。     

正、反转旋耕刀性能分析及切土扭矩比较试验

通过建立适当的坐标系，把，正，反转旋耕刀的运动统一起来，用同一个方程表示，二只是在不同的切土范围内工作，用这种方法对正，反转旋耕刀的不同特性进行了分析比较，可知在同样结构参数和运动参数条件下，反转旋耕刀能以较低的转速获得较高的切削速度，对I S225，ⅡS225和T140三种正，反转旋耕刀进行了单刀切土扭矩对比试验，结果表明，在旋耕速度比值较大，切土角变化的影响较小时，反转旋耕刀的切土扭矩小于正转旋耕刀，但切土角对旋耕刀切土扭矩的影响很大，不适合的切土角会使旋耕刀切土扭矩大大增加。     

正、反转旋耕不同耕作性能的比较

为分析和比较正转旋耕和反转旋耕的作业情况 ,进行了正、反转旋耕的对比试验 ,并对田间试验后的土壤进行了计算机扫描。结果表明 :对全耕层土壤的扫描分析 ,可以看到地表与下层土壤不同的碎土情况 ,能够比较真实地反映不同旋耕方式的实际作业效果 ;可以通过配备碎土挡草栅栏等附属装置来改善和提高旋耕机械的作业质量 ;带有碎土挡草栅栏的反转旋耕机的翻土和覆盖性能较好 ,旋耕后可获得良好的土壤耕作层     

1GNF-200施肥旋耕机的设计与研究

该施肥旋耕机是为４０．４～５８．８ｋＷ轮式拖拉机配套的新型施肥、整地联合作业机具,可在作物播种前的旋耕整地过程中,完成化肥的条状深施。经设计方案、总体配置、主体结构和机组配套性能等的分析研究,以及机具田间工作性能测试表明,此机具设计合理,性能可靠,作业质量满足农艺要求。     

串联式混合动力拖拉机分动箱的设计与试验

设计的串联式混合动力分动箱由输入轴、中间轴、输出轴以及轴上齿轮和一对滑移齿轮组成。为减小分动箱体积,同时满足配套旋耕机较大耕深需求,在满足结构、强度、刚度等约束条件下,以分动箱总中心距和齿轮总体积最小为目标函数,建立了分动箱参数优化的数学模型。采用基于改进粒子群算法(PSO)的参数优化策略,优化结果表明,与基本粒子群算法相比,改进后的粒子群算法在收敛速度和收敛精度方面均有明显提高,改进后的齿轮总体积减小了2.9%,优化精度提高了1.5%。分动箱运动学仿真及试验结果表明,优化后的分动箱动力输出轴(PTO)动力性能符合要求,能够满足配套旋耕机的工作要求。     

1SG-230 型甘蔗地深松旋耕联合作业机的设计

为解决传统甘蔗地深松功耗大、作业成本高等问题,在研究分析传统国内外耕整地联合作业机的基础上,研制出可与大型轮式拖拉机相配套的1SG-230型甘蔗地深松旋耕联合作业机.该机具通过在一般旋耕机前增加一组深松装置,一次作业能够同时完成深松和旋耕作业.结果表明:深松深度比一般铧犁深耕约深5 cm,作业效率提高约40％,而单位面积燃油消耗量相对增加不大,旋耕作业质量也能保证,可节能降低作业成本.