油葵联合收获机专用割台设计与试验

针对国内现有油葵联合收获机割台存在的物料堵塞、堆积以及因拨禾轮回带导致的葵盘无法进入割台等问题,结合我国油葵种植模式和农艺要求,设计了一种拨禾轮式油葵联合收获机专用割台。对分禾过程中油葵茎秆的姿态进行分析,确定了内分禾器宽度、长度和内分禾器间隙;选取不同拨禾速比λ,对拨禾轮运动轨迹进行仿真分析,确定了拨禾速比取值范围,并得出拨禾轮的最优直径和转速;为降低输送器输送时拨指对葵盘的击打和油葵茎秆的缠绕,设计了刮板式输送器;为保证良好的切割效果,基于刀机速比γ,确定了往复式切割器切割速度。在新疆维吾尔自治区阜康市河南庄子村进行了油葵收获田间试验,当整机前进速度为0.8 m/s时,喂入量为3.3 kg/s,割台平均损失率仅为1.42%,整机作业效率0.69 hm~2/h。收获作业过程中整机运行平稳,割台收获过程无堵塞、无缠绕,满足油葵联合收获机割台的设计要求。     

走式不分行青饲机切割器滑切角分析与计算

在对切割器进行动力学分析的基础上,给出了青饲机切割器动态切割角的定义和计算公式;详细分析了机器以不同作业速度行走时,切割器旋转1周过程中动态滑切角的变化规律,可按照统一方法描述滑切角的特性。同时,做出了动态滑切角增减量的函数曲线,该函数曲线对青饲机切割器的研究设计有重要意义,可直观看出滑切角的变化趋势,即青饲机作业速度越大,动态滑切角的变化幅度也越大。     

油葵收获割台设计与试验研究

针对目前我国油葵收获机械化程度低,严重依赖人工导致效率低、劳动强度高等问题,结合华北油葵的种植模式,设计了一种油葵收获割台,确定了割台的整体方案及工作方式.该割台主要由机架、分禾器、拉茎辊、拨禾喂入装置、葵盘接穗装置和输送搅龙等组成,能够实现下拉并切割茎秆,减轻葵盘与接穗板间的撞击,减少籽粒的损失,最终只收获葵盘和与其...     

往复式油葵割台的设计与试验

针对目前油葵收获难度大,现有割台收获效率低、丢盘及含杂率较高等问题,结合油葵种植特点,设计出一种基于螺旋拉茎辊采盘割台.阐述了割台整体设计方案和主要技术参数,并对其关键部件结构设计.同时,分析了拉茎辊、切割装置、螺旋输送器等转速与功率,验证了机构设计的合理性.田间试验结果表明:割台运行流畅,收获率为96.5％,含杂率为...     

玉米收获机组合式指形拨禾机构设计与仿

玉米不分行收获的技术关键是如何实现茎秆的有效导入.在分析现有不分行玉米收获机割台结构的基础上,对指形拨禾机构提出了改进方案,将拨茎轮和拨穗轮独立安装,拨穗轮靠近螺旋输送器.拨茎杆为直杆,拨穗杆为弯杆,两者偏心安装方向相反,转动方向相同.拨穗轮后移,可改善对果穗的输送效果,避免与拨茎杆发生干涉.改变拨茎杆的偏心方向,可增强对茎秆的拨送能力,增加拨禾的有效范围,从而提高了对不同玉米行距的适应性.通过对茎秆运动仿真实现算法的设计,在Matlab环境下进行模拟试验,探讨了茎秆运动规律,对改进方案进行了分析验证.建立了拨穗杆的曲线方程,为样机开发提供了理论依据.     

甘薯秧蔓收获机专用割台设计与试验

针对甘薯分段收获技术需求,结合国内外甘薯收获技术及装备,提出一种甘薯秧蔓收获方式,并设计甘薯秧蔓收获机专用割台。该甘薯秧蔓收获割台主要由拨禾切割装置和防堵防缠输送装置组成,可以实现甘薯秧蔓的切—送—归集。首先,理论分析该割台的关键部件结构参数及传动配置关系,确定拨禾切割装置上仿垄型排列的割刀和弹齿的安装高度和安装密度,以及拨禾轮、割刀和弹齿的结构参数。其次,通过对拨禾切割装置、捡拾装置和螺旋输送装置进行运动学和力学分析,明确拨禾轮、捡拾器、螺旋输送绞龙转速和结构决定秧蔓切割效果和收获质量,并确定捡拾器和螺旋输送绞龙的关键结构参数,最后进行田间试验验证该机具的切—送—归集收获效果。结果表明：当整机前进速度为0.6 m/s,拨禾轮转速为46 r/min,捡拾器转速为43 r/min,割台损失率仅为1.3%,整机作业效率为0.45 hm²/h。割台搭配48 kW拖拉机在工作过程中运行稳定,割台在工作过程中无堵塞、无缠绕,满足甘薯秧蔓联合收获机的设计需求。     

油菜联合收获机拨禾轮的入禾轨迹分析与试验

为了减少油菜联合收获机田间作业时的割台损失,对割台拨禾轮的入禾轨迹进行了分析与试验。根据油菜的多分枝"树状"特性,将拨禾轮的入禾过程划分为低效拨禾阶段和高效拨禾阶段,并确定了拨禾轮的入禾点位置及弹齿的入禾方式。弹齿在入禾过程中,采用斜插入禾模式有助于减少割台损失。对拨禾轮转速、拨禾轮水平位置、拨禾轮垂直位置3个影响因素进行单因素和多因素田间试验,对比弹齿竖插入禾和弹齿斜插入禾两种模式的割台损失率情况。结果表明:弹齿斜插入禾模式下的割台损失率更低;各因素对割台损失率的影响的显著水平顺序为拨禾轮转速拨禾轮垂直位置拨禾轮水平位置;弹齿斜插入禾模式下拨禾轮的最优参数组合为拨禾轮转速18r/min、拨禾轮水平位置500mm、拨禾轮垂直位置1 200mm。研究结果为减少油菜割台拨禾损失提供了参考。     

基于不对行倒伏玉米收获的拨禾装置设计及试验研究

针对收获不对行倒伏玉米存在的收获效率低的问题,对现有拨禾装置喂入部分进行了改进,改进后的拨禾装置拨禾链采用"八"字形结构,拨禾链指采用工作截面为光滑圆弧面的水稻收获拨禾链指。采用控制变量法对拨禾机构收获不对行、倒伏玉米时的喂入率进行性能测试,结果表明:改进后的拨禾装置对位置偏离中心小于150mm、前后倒伏角及左右倒伏角均在60°范围内的玉米植株具有很好的扶持喂入效果,可在一定程度上解决不对行、倒伏玉米收获率低的问题,为后续设计不对行、倒伏玉米收获机拨禾装置提供了参考。     

芦蒿有序收获机切割器动力学仿真与试验

切割器作为芦蒿收获机的重要工作部件,其切割性能直接影响作物的收获质量和后续输送效果。采用虚拟样机设计方法,对自走式芦蒿有序收获机中往复式切割器的结构参数和芦蒿茎秆的物理参数进行研究,建立了切割部件的三维实体模型和茎秆的柔性简化模型,并进行刚柔耦合动力学仿真分析。以切割系统的切割速度vg、切割角度α和前进速度vm为影响因素,选取切割器对茎秆切割力F和重割率γ为评价指标,设计了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,并进行田间试验验证。结果表明,响应面模型(RSM)优化组合vg=1.6 m/s,α=15°,vm=1.0 m/s时,F、γ明显降低,割茬质量最好,与试验结果相比,切割力误差小于10.9%、重割率误差小于11.3%。分析结果验证了预测模型的有效性和准确性,表明所设计的往复式切割器满足对芦蒿的有序收获要求。     

拨禾星轮式玉米收获台设计与试验

为了提高玉米收获机的行距适应性,研发了拨禾星轮式玉米收获台,设计了均布有6个拨禾指的拨禾星轮、螺旋扶禾导入辊、拉茎辊等部件,对玉米不被推倒折断、单株连续有序喂入的条件作了理论分析,进行了田间试验与性能测试。结果表明,作业速度为1.1~1.5 m/s时,拨禾星轮转速为50 r/min、扶禾导入辊转速为1 300 r/min、拉茎辊转速为1 050 r/min,行距适应性显著提高。     

油葵联合收获机清选装置结构优化与试验

针对油葵联合收获作业过程中存在籽粒含杂率及损失率偏高的问题,测定油葵脱粒后脱出物的尺寸特征和悬浮特性,通过机构的运动学分析与物料的受力分析,确定了油葵联合收获机清选装置主要结构参数与工作参数。以风机转速、振动频率和分风板倾角为影响因素,油葵籽粒含杂率和籽粒损失率为评价指标,开展工作参数优化试验,单因素试验结果表明,清选装置较优工作区间为：风机转速1100~1300r/min、振动频率3~5Hz、分风板倾角20°~40°;设计Box-Behnken试验,建立了响应面回归模型,并进行参数优化,结果表明：各试验因素对含杂率和损失率影响显著性大小顺序均为风机转速、振动频率、分风板倾角;当风机转速1200r/min、振动频率4Hz、分风板倾角27°时,试验结果表明平均油葵籽粒含杂率为4.25%,平均籽粒损失率为1.82%,满足油葵联合收获机清选的国家标准要求。     

食葵联合收获割脱一体式割台设计与试验

针对食葵机械化收获过程割台损失大、葵盘输送过程籽粒表皮易划伤、脱粒过程籽粒破损严重等问题,根据食葵生物力学特性、种植模式及机械化收获要求,在传统割台的基础上增设脱粒装置,设计了集分禾、扶禾、拨禾、切割、输送及脱粒等功能于一体的食葵联合收获割台装置,葵盘在割台上实现脱粒,有效缩短了葵盘输送路径,为后续提高清选质量奠定基础。为降低割台损失,依据适收期食葵植株姿态,设计了一种不对行拨杆式拨禾轮,并设计了侧边倾角30°的分禾器,同时在相邻分禾器之间增加软毛刷收集碰撞飞溅籽粒;为减少脱粒过程籽粒破损,设计一种轴流螺旋滚筒式脱粒装置;基于物料抛送过程动力学和运动学分析,得出螺旋输送器拨板安装倾角为18°时葵盘较顺畅进入脱粒装置。为验证割台结构设计的可行性,开展了田间试验,结果表明,留茬高度为700 mm时,联合收获机在1.21～2.11 m/s范围内5组不同速度条件下进行田间作业,割台损失率不大于3%、未脱净率不大于2%、破损率不大于3%,均能够满足食葵收获要求。     

基于因素空间的油葵联合收获机故障诊断推理机制

当油葵联合收获机出现脱粒滚筒堵塞等故障时会影响联合收割机作业效率,而缺少自动故障早期预警手段的问题日益突出。为此,以因素空间理论为基础,研究了油葵联合收获机的故障诊断问题。在因素空间中,油葵联合收获机故障通过将其征兆因素集综合起来进行描述,通过因素分析得到故障诊断类型;并构建了装备故障诊断知识库和推理机制,进行了油葵联合收获机故障诊断仿真。仿真结果表明:基于因素空间理论的故障诊断方法能够成功地诊断出其故障类型,对油葵作物联合收获机的科学维护及可靠运行提供重要的参考。     

拉茎辊式油葵割台的参数优化及试验

为有效提高油葵割台的收获性能,针对目前油葵割台装置工作效率低、丢盘及损失率较高等问题,结合油葵种植特点,设计了一种拉茎辊式油葵割台.首先,阐述了机具的整体结构和工作原理;然后,根据理论分析及前期试验确定以前进速度、拉茎辊转速、分禾器倾角为试验因素,油葵籽粒损失率为目标值,利用Design-expert数据处理软件对其目...     

切流式油葵脱粒筛分机设计与试验

针对油葵脱粒生产中存在的油葵籽粒含杂率、损失率高等问题,设计了一种切流式油葵脱粒筛分机。利用RecurDyn软件建立了振动筛动力学模型,以筛面质心点为对象分析了筛面运动规律。结果表明,该振动筛的运动有利于油葵籽粒向前输送和分散,可有效避免堆积堵塞现象。通过单因素试验确定了滚筒转速、喂入量、预设脱粒间隙的取值范围;以滚筒转速、喂入量、预设脱粒间隙为试验因素,油葵籽粒含杂率、损失率为评价指标,设计Box-Behnken试验,运用Design-Expert 10.0.7软件对Box-Behnken试验结果进行方差分析,建立了评价指标与试验因素的回归模型。以降低油葵籽粒含杂率、损失率为目标,对滚筒转速、喂入量、预设脱粒间隙进行多目标寻优求解,获得了较优工作参数组合：滚筒转速264 r/min、喂入量1.9 kg/s、预设脱粒间隙36 mm。脱粒试验结果表明,油葵籽粒含杂率、损失率分别为1.94%、2.64%,满足脱粒要求。     

王草收获机旋转刀盘式平茬切割装置设计与试验

针对目前王草缺少专用机械收获装备,传统通用型切割装置对王草平茬刈割效果不稳定等问题,设计了一种王草收获机旋转刀盘式平茬切割装置。根据王草簇状分蘖生长的生物特性和平茬刈割的收获要求,完成切割装置的总体结构设计,通过理论分析,确定了切割器和塔轮式输送器的关键结构和工作参数。利用ANSYS/LS-DYNA仿真对比单动刀切割和动定刀组合切割的切割效果,结果表明动定刀组合切割断面平整度优于单动刀切割,在刀盘低速切割时,动定刀组合的切割功耗小于单动刀切割;切割输送仿真试验表明塔轮式输送器的输送效果较好,能够实现割后王草茎秆的顺茬输送。搭建切割器试验台,采用Box-Behnken设计方法,选择动定刀间隙、刀盘转速和刀盘倾角为试验因素,留茬破头率和切割功耗为试验指标,建立了因素与指标间的回归模型,通过NSGA-Ⅱ算法,确定切割器最优参数组合为动定刀间隙2.98 mm、刀盘转速为84.7 r/min、刀盘倾角为28.65°,在此参数组合下测得留茬破头率为8.66%,单位切割功耗为7.78 mJ/mm²。在此基础上进行田间试验,试验结果与优化结果基本一致,结果表明旋转刀盘式王草平茬切...     

油菜割台竖割刀切割频率随动调节装置设计与试验

针对不同前进速度下传统油菜联合收获机竖割刀切割频率保持不变,在竖切割分禾处形成较大的重割区或漏割区导致油菜割台损失增大、作业性能不稳定等问题,设计了左右两个步进电机分别驱动的油菜双竖切割随动调节装置,仿真分析了不同前进速度对竖切割分禾处重割区和漏割区的影响,综合考虑油菜成熟度等因素的影响,获得了前进速度与竖割刀切割频率的理想理论匹配关系;设计了以S7-1200PLC为控制器的油菜竖割刀切割频率随动控制系统,通过检测机器前进速度信号,再根据理论匹配关系输出脉冲控制步进电机,实现竖切割频率的随动控制;施用脱水剂7d后完熟油菜收获对比试验表明,使用该竖割刀频率随动控制系统的油菜割台总损失率下降了36.15%~41.16%,竖割刀分禾损失率下降了40.84%~48.20%。