背负式割草机刀盘轻量化设计与试验

针对背负式割草机刀盘轻量化设计问题,选取市场上常见的2、3、40齿锰钢刀盘进行研究。首先运用3维机械制图软件PTC/Creo对刀盘进行数字模型绘制,其次基于拓扑优化变密度法和杂草刈割试验,在6000 r/min极限转速工况下对刀盘结构进行计算机拓扑优化,并对优化前后刀盘应力进行受力分析,3种刀盘优化后质量依次减轻27.5%、10.24%和12.71%,而极限受力大小依次减小11.3%、0.8%和6.8%,得出刀盘质量减轻百分比大于极限受力减小百分比的结论。优化后刀盘模态频率有所增加,抗振性能增强。最后通过田间割草对比试验验证3种刀盘结构优化后割草性能符合行业要求,并得出重割率与刀盘齿数呈正相关,漏割率与刀盘齿数呈负相关的结论。     

自走式果园割草机切割器的设计与试验

山地丘陵果园障碍物密集、地形复杂,一般的切割器无法实现高效除草作业。本文结合传统果园行距、株距较小等特性,实地调研青岛山地丘陵地带果园地势起伏情况、杂草类型等,设计符合山地作业需求的自走式果园割草机切割器。通过对刀盘进行模态分析以及运动学仿真,验证其结构合理性以及作业可靠性,并在青岛果园对切割器割草性能进行实地试验验证。结果显示实地作业的平均割茬高度为24.15 mm,割幅利用系数为98.96%,漏割损失率为1.54%。试验证明所设计的切割器能提高山地丘陵地形果园除草管理效率,降低除草劳动强度,满足果园除草的作业要求,对助力推动林果生产机械化的进一步提高具有重要意义。     

相似理论在盾构刀盘拓扑结构设计中的应用

在基于知识的盾构刀盘设计理论中,针对刀盘拓扑结构设计阶段所采用的基于实例推理设计,提出了用相似理论的基本原理对相似案例进行调整以获得新设计方案的方法。通过量纲分析,得到了刀盘拓扑结构设计的相似准则,并根据相似第二定律提出了连续时间点内刀盘掘进性能预测模型的建立方法,同时,应用第三定律推导出了相似判断条件和相似设计的实现方法。最后,通过实际施工案例,验证了所提方法的可行性和有效性。     

铰接转向果园割草机的设计与试验

针对丘陵山地现有果园割草机行走性能差及人员操作便捷性低等问题,设计一种铰接转向果园割草机。采用理论分析与仿真、田间试验相结合的方法,对铰接转向果园割草机进行研究。结果表明：1）铰接转向果园割草机最大行驶速度5.9km/h,割刀转速1 450～3 850rad/min,最小转弯半径466.4mm,爬坡与下坡纵向极限倾覆角度分别为37.47°和60.99°,横向极限倾覆角为48.76°;2）应用Ansys workbench软件分析得到割草机车架在平地直行、平地最大角度转向、直行爬坡与直行下坡四种工况下最大变形量和最大等效应力分别为0.034 4mm和20.06MPa。田间试验结果表明：铰接转向果园割草机的割幅利用率为98.9%,平均碎草率85.9%,割茬高度基本符合设定高度,满足丘陵山地小地块果园作业需求。     

果园自动避障割草机前架设计与仿真

为了解决现有果园割草机自动避障性能较差、避障多为接触式机械避障的问题,为未来非接触式避障割草机整体的研制而设计出1种割草机前架机械平台。基于ADAMS仿真软件对前架进行虚拟样机仿真,采用响应曲面的优化设计方法对前架中以割盘、摆臂和套筒组成的装配体进行优化前后静力学分析对比,通过ANSYS Workbench对优化后装配体进行模态分析。结果表明,割盘所受最大应力降为0.822 7 MPa,优化率为39.82%;摆臂所受最大应力降为14.150 0 MPa,优化率为39.03%;套筒所受最大应力降为15.669 0 MPa,优化率为17.89%。优化后低阶频率为297.72 Hz,符合设计要求。     

基于虚拟正交试验果园垄面割草机侧刀盘切割性能分析

为解决矮砧密植型果园生草制管理所面临的垄面草体处理困难的问题,通过三维设计软件建立了果园垄面割草机侧盘三维实体模型,并进行前进速度、刀盘转速、刀片数和刃线长度对重割率影响的优化仿真试验,利用动力学分析软件ADAMS得到刀片运动轨迹并计算重割面积,对模型进行四因素三水平虚拟正交试验,利用响应面分析法进行显著性分析。结果表明,最佳取值为前进速度A=2 m·s-1,刀盘转速B=2 500 rad·min-1,刀片数C=2。刃线长度D=55 mm时,重割率最低为16.6%。通过田间试验验证该模型仿真设计满足果园割草机技术要求,研究结果可为果园垄面割草机结构设计和参数优化提供参考。     

基于虚拟正交试验果园垄面割草机侧刀盘切割性能分析

为解决矮砧密植型果园生草制管理所面临的垄面草体处理困难的问题,通过三维设计软件建立了果园垄面割草机侧盘三维实体模型,并进行前进速度、刀盘转速、刀片数和刃线长度对重割率影响的优化仿真试验,利用动力学分析软件ADAMS得到刀片运动轨迹并计算重割面积,对模型进行四因素三水平虚拟正交试验,利用响应面分析法进行显著性分析。结果表明,最佳取值为前进速度A=2 m·s-1,刀盘转速B=2 500 rad·min-1,刀片数C=2。刃线长度D=55 mm时,重割率最低为16.6%。通过田间试验验证该模型仿真设计满足果园割草机技术要求,研究结果可为果园垄面割草机结构设计和参数优化提供参考。     

一种割幅可调割草机调幅机构的设计

针对果园除草尤其是株间除草机械化作业难的问题,设计开发具有割幅可调功能的割草机对于提高果园除草机械化作业具有重要意义.基于果园除草机械化作业特点,确定了基于连杆机构的割幅可调割草机方案;建立了割草机调幅机构的理论模型,并对割草机调幅机构作业参数进行了设计和计算;在此基础上设计开发了割草机调幅机构的优化轨迹,并对机构相关参数进行了理论计算.根据理论计算结果,选择直线形轨道,并进行了仿真分析.仿真结果表明:直线形轨道的效率随着滑杆的移动从48.389％增至85.975％,能满足设计要求.在预定割幅范围的杂草均能被割除,且运动过程中载荷突变值较小,对材料强度要求较低.该调幅机构能够满足工作要求,可为产品开发提供理论依据.     

背负式静电喷雾机喷雾沉积性能试验研究

目前,静电喷雾技术已在传统背负式喷雾机上得到应用,为更好的推广该种机具,对其实际作业效果进行细致准确的分析至关重要.为探究背负式静电喷雾机的作业效果,分析静电喷雾的雾化沉积特点,制定合理喷雾作业规程,采用实地试验与计算机图像识别技术相结合的方法,对静电喷雾的沉积均匀性、雾滴穿透性以及飘移性进行定量分析研究,通过试验得到...     

机器人割草机的市场前景与技术难点分析

随着绿化建设事业的蓬勃发展和城市公共绿地的增加,整修草坪的需求量也在逐步增加,面对这一现状,我国的绿化建设需要投入更多的人力、物力和财力。由于传统的除草机效能低、噪音大,且人工修剪效率不高而无法满足绿化建设的需要,为工作人员和居民带来了不良影响,随着机器人割草机的研制开发,为人们解决了很多难题。基于此,从机器人割草机的原理出发,就其制造技术、发展前景及技术上存在的难点进行了分析。     

沙槽设计与纵向插草测试研究

为了研究草沙障铺设过程中插入阻力和牵引的大小和影响因素,并为固沙装备铺设系统和牵引动力系统设计提供理论参数,本研究设计并搭建了草沙障插入装置试验平台,对刀盘在沙地中插草过程进行了参数化建模,分析了刀盘各运动状态下的受力因素,并进行了参数化计算和公式推导,建立了不同运动状态下插入阻力和牵引力平衡方程。结果表明,通过单因素和正交试验研究,铺设速度对插入阻力和牵引力大小并无明显影响,但是插入深度和铺设厚度对两者影响显著。建立插入阻力和牵引阻力与插入深度、铺设厚度、铺设速度之间的回归模型,通过分析回归模型和响应面结果最终得出影响插入阻力的因素主次顺序为铺设厚度和插入阻力,影响牵引力的因素主次为插入深度和铺设厚度。将实际测量值与理论模型计算值比较,最后得出相近程度达到98%左右。     

圆盘式切膜起茬部件的设计与试验

[目的]研究解决玉米生长过程中呈伞型的气生根与次生根将地膜紧密包裹问题,最大限度地起出地膜和根茬,达到资源的高效利用.[方法]采用三因素三水平Box-Behnken试验设计方法,运用圆盘式切膜起茬机理,于2015年8月在新疆塔城市喀拉哈巴克乡先锋村进行玉米起茬试验,研究入士深度、前进速度和立柱间距三个主导因素对玉米根茬起茬率的影响.[结果]建立了切膜起茬部件入土深度、前进速度、立柱间距和起茬率之间的数学模型,并进行17组起茬率组合试验,得出17组相应的起茬率.最大起茬率为93.9;,工作参数是:入土深度为150 mm、前进速度为3 km/h、立柱间距为100 mm;最小起茬率为63.5;,工作参数是:入土深度为100 mm、前进速度为2 km/h、立柱间距为63.5mm.[结论]研究了圆盘式切膜起茬的原理,分析了影响起茬性能的关键因素,并通过试验验证得到优化参数组合入土深度为151 mm、前进速度为4 km/h、立柱间距为100 mm,最优起茬率为93.1;,为圆盘式切膜起茬机的研发提供一定的理论基础.     

气垫式旋刀草坪修剪机关键部件的设计

论述了气垫式旋刀草坪修剪机的工作原理及其结构特点,对其主要组成部件中的离心风机叶轮和刀具的设计进行了初步的设计探讨.     

9G-1.4型往复式果园割草机的设计

为了促进果园生草技术在我国的推广和发展,研究设计了一款适合在作业空间狭小的果园、园林中工作的9G-1.4型往复式园林割草机.先介绍了割草机的主要性能参数及整机设计思路,随后针对割草机中的主要设计部件进行了设计计算,并列出了各部件的主要设计参数.     

草坪修剪机环保性能检测及其影响的应用研究

随着草坪修剪机保有量的增加,作为草坪修剪机主要动力的小型通用汽油机也得到了广泛应用.对草坪修剪机噪声及废气排放对人体及环境的影响进行了测试分析,结果表明:噪声级越大,操作者心率提高越快;修剪机排放的CO量低于EPA标准,但HC+NOx排放量大于EPA法规的限值.     

盘式木材削片机均衡切削的研究

针对普通盘式木材削片机存在的问题,提出了均衡切削的构想,试制了新型的削片刀盘,通过与普通削片刀盘动态测试的对比试验,验证了实施均衡切削的可行性和新型削片刀盘的优越性．