仿生镇压辊减粘降阻的有限元分析与试验验证

利用ABAQUS软件建立了传统镇压辊和仿生镇压辊与土壤相互作用的三维有限元模型。模拟结果中伪应变能约占内能的0.1%,传统镇压辊和仿生镇压辊的牵引阻力的模拟值和试验值相对误差分别为11.47%和2.38%,模拟值和试验值吻合较好,验证了模型的可靠性。从Mises应力云图、镇压辊与土壤接触面积和位移云图3方面对2种镇压辊的模拟结果进行了对比。结果表明:仿生镇压辊与土壤的接触应力显著大于传统镇压辊,更利于将土壤表层的土块压碎;仿生镇压辊与土壤的接触面积比传统镇压辊降低了79.05%,有利于降低土壤与仿生镇压辊表面的粘附力,且土槽试验结果得到仿生镇压辊的粘附土壤量比传统镇压辊降低52.78%;仿生镇压辊表面的肋条结构能在一定程度上约束土壤流动,避免了壅土现象的产生;2种镇压辊的下陷量相差很小,压实阻力基本相同,但仿生镇压辊更利于压实表层土壤;传统镇压辊造成土壤沿镇压辊宽度方向的位移扰动量大于仿生镇压辊,需要消耗更多的功。土槽试验结果表明:与传统镇压辊相比,仿生镇压辊的阻力降低了28.66%。     

涡电流分选磁辊磁场优化

提出了一种双层Halbach阵列磁辊模型,该磁辊模型外部磁场更强,磁场的正弦性更好。通过磁标势法,建立了该磁辊磁场分布规律的数学模型,得到了径向和环向磁通密度的数学表达式。利用有限元仿真工具对磁辊磁场进行了仿真分析,得到了磁辊外部磁场的分布规律。并通过仿真工具,对磁辊结构参数进行了优化。     

基于Fluent的水冷却式磨辊冷却性能分析

以辊式制粉粉路中的水冷却式光辊为研究对象,应用计算流体力学软件Fluent对不同通水流速及磨辊转速下磨辊温度场分布进行数值模拟,考察了磨辊内部冷却水及辊体温度场的分布规律.结果表明:通水流速介于3～6 m/s时,辊体温度同通水流速近似成线性负增长;通水流速至6 m/s时,辊体温度趋于动态平衡.磨辊转速介于400～500...     

甘蔗收割机切段辊疲劳分析与优化设计

通过实测甘蔗收割机工作时的载荷,得到反映切段辊载荷变化的原始信号,并对信号进行处理,得到载荷谱;建立切段辊的有限元模型并对其进行静力分析,随后利用该载荷谱和切段辊的有限元模型对切段辊进行疲劳分析,根据静力分析和疲劳分析的结果对切段辊进行优化设计,优化切段辊上的一些结构参数,优化前切段辊的质量为25.456 kg,优化后切段辊的质量为19.98 kg,减轻约21.5%,节约了材料和减少了运行时的能量损耗,最后对优化后的切段辊进行验证,结果表明,优化后的切段辊能满足实际使用寿命需求。     

间距自适应差速玉米摘穗辊设计与试验

分析了影响卧辊式玉米收获机摘穗过程中作业质量的主要因素。通过改变摘穗辊间距以适应不同直径的玉米秸秆,有效解决了玉米收获机工作时堵塞的问题。通过两摘穗辊转速不同步的办法减少了玉米果穗的掉粒损失。通过CATIA软件对间距自适应差速摘穗辊进行了建模,并通过ADAMS软件与间距固定摘穗辊进行了仿真对比分析,通过ADAMS仿真试验,确定了内外摘穗辊的最佳转速,即内侧摘穗辊转速为900 r/min,外侧摘穗辊转速为860 r/min。田间试验中无秸秆堵塞摘穗辊现象发生,且籽粒破损率和损失率之和为0.11%,远小于国家标准的5%。     

玉米摘穗辊试验台的设计和试验

阐述了影响辊式摘穗装置工作性能的诸因素和卧辊式玉米摘穗试验台的设计要点。设计中考虑了进行单因素试验和多因素试验中调控各相关工作参数、国产主要玉米收获机卧辊式摘穗辊的装拆以及数据采集等各环节中的技术问题。通过试验分析了辊式摘穗机构在摘穗中对玉米穗啃伤的影响因素,确定了在辊型一定的条件下,摘穗辊转速是主要因素。     

仿生镇压辊压实性能的有限元分析与试验验证

前期土槽试验结果表明,与传统镇压辊相比,采用Q235制成的正12面体仿生镇压辊的防壅土效果显著,但无法起到减粘降阻的效果。为此,采用有限元方法,从Mises应力云图、接触面积和位移云图3方面对比了正12面体仿生镇压辊和传统镇压辊的压实效果。结果表明:正12面体仿生镇压辊作用于土壤的Mises应力比传统镇压辊增加了40.07%,有利于种子与土壤紧密接触;正12面体仿生镇压辊与土壤的接触面积比传统镇压辊高3.10%,意味着正12面体仿生镇压辊起不到防粘的作用;正12面体仿生镇压辊对应土壤模型节点在X方向的位移比传统镇压辊降低5.88%,证实正12面体仿生镇压辊能起到一定的防壅土作用;两种镇压辊对土壤造成的Y方向的扰动范围及位移变化量相差不大,表明两种镇压辊压后土壤容重接近;正12面体仿生镇压辊造成土壤Z方向位移变化的最大值比传统镇压辊高出5.04%,意味着正12面体仿生镇压辊消耗的功要略高于传统镇压辊,与土槽试验结果吻合。研究结果可为农业机械触土部件压实性能的有限元分析提供数值模拟方法。     

棉秆梳解碾压机的设计

分析了棉秆重组材碾压机的设计和工作原理,着重讨论了梳解机构及梳解过程.通过对比分析光辊与齿辊的性能,得出如下结论:相同条件、相同辊径时,齿辊的棉秆梳解质量明显优于光辊,且辊齿角度为90o时梳解效果最佳.为了提高棉秆的梳解质量,建议梳解机构采用3对V型齿辊,给出了棉秆碾压机主要参数的设计原则和限定条件,并用撕裂系数来表示碾压机的梳解质量.     

颗粒饲料压制机模辊间隙的探讨

根据环模式颗粒饲料压制机压模压辊的工作过程,分析了模辊间隙大小对制粒性能参数如生产率、电耗和颗粒加工质量的影响;提出了在实际生产中确定模辊大小的原则以及模辊间隙调整方法的改进意见。     

双辊秸秆还田旋耕机试验

阐述了粉碎刀辊正转、旋耕刀辊反转的双辊秸秆还田机结构特点和作业机理.基于土槽试验台设计了室内旋耕耕作部件试验装置.室内试验结果表明,双辊作业模式具有良好的植被性能和相对较低功耗,其应用于双辊秸秆还田旋耕机是可行的.研制了双辊秸秆还田旋耕机并进行了玉米秸秆还田性能试验,试验结果表明双辊秸秆还田旋耕机可一次完成直立玉米秸秆还田、旋耕碎土等联合作业,秸秆粉碎合格率、根茬破碎率、植被覆盖率、碎土率等可达90％以上.     

玉米通用剥皮机构设计与试验

针对玉米联合收获机的重要部件——玉米剥皮装置通用性差等问题,设计了可更换不同辊型、调节转速以及调节两辊相对位置角的玉米通用剥皮机构。以先玉335为试验材料,进行了剥皮辊配置形式、转速和两辊相对位置角的3因素3水平正交试验,分析了各参数对剥皮性能：玉米苞叶剥净率、籽粒破碎率、籽粒损失率的影响,确定了最优组合方案：剥皮辊配置形式为螺旋橡胶辊与凸棱螺旋橡胶辊交替排列;剥皮辊转速为350r/min;两辊相对位置角为30°。     

基于逆向工程原理的钢辊式卷捆机构反求设计

钢辊式圆捆机是我国秸秆收获的关键技术装备之一,目前尚缺乏针对该机型核心机构（钢辊式卷捆机构）的基础性设计方法。为此,基于逆向工程原理,综合运用平面几何学、材料力学、机械设计学、试验法、ANSYS分析法等,对该机构展开反求设计。运用平面几何学建立卷捆室半径、钢辊数量、钢辊半径、钢辊间隙四个特征参数间的关系函数;通过理论分析建立钢辊与累积草芯的接触模型,以此为依托运用高速摄像观测法与概率学原理确定钢辊半径对二者间接触力的影响规律;通过高速摄像观测法,确定钢辊间隙及钢辊表面凸棱与缠辊现象间的关联性;采用试验与理论计算相结合的方法实现喂入口尺寸的设计;建立钢辊的力学模型,对钢辊重要组件——长轴直径进行设计,同时利用ANSYS中的Workbench模块实现对钢辊（复合体）刚度及强度的校核。运用上述研究结果,以DN4575型圆捆机为目标机进行反求设计,设计结果如下：钢辊半径75 mm,钢辊数量10根,钢辊间隙10 mm,喂入口宽度162 mm,钢辊长轴直径20 mm,钢辊辐板数量5个。上述反求过程为钢辊式卷捆机构的关键参数提供了系统性的设计方法,该方法对钢辊式圆捆机的设计具有重要的指导意义。     

卧式旋耕机刀辊防缠技术研究现状与展望

目前,卧式旋耕机是我国农业中主要使用的旋耕机类型,卧式旋耕机刀辊防缠效果的优劣,严重影响着旋耕机的作业质量和工作效率。为此,阐述了旋耕机刀辊缠绕原因、刀辊缠绕后对旋耕机作业质量的影响;并将现有刀辊防缠技术分为双轴刀辊联合作业、优化已有旋耕机刀辊、增大旋耕刀轴半径及增设其他类型粉碎刀等4大类,并详细介绍了4类防缠技术的原理、典型的防缠装置。最后,对旋耕机刀辊防缠技术进行了展望,旨在为我国旋耕机的研究提供参考。     

基于ADAMS的粉碎辊锤爪不同排列的振动性能

以秸秆粉碎破茬联合作业机粉碎辊为研究对象,采用了PRO/E三维软件建立粉碎辊实体模型,利用机械系统动力学分析软件ADAMS对粉碎辊锤爪不同排列进行了仿真,并对其振动性能进行了研究分析,基于仿真实验结果给出粉碎辊锤爪最优的排列方案.     

双轴式旋耕灭茬机灭茬刀辊结构设计与试验

针对农机具节能减排和提高秸秆根茬粉碎率等问题,优化设计了一种与大功率拖拉机配套的旋耕灭茬播种机的灭茬刀辊系统,系统由刀片、刀盘和刀轴等组成。根据灭茬机理,设计出灭茬刀具,并采用三维软件建模。同时,运用EDEM离散元仿真软件进行旋切虚拟试验,检验设计的刀辊系统的工作性能。通过仿真试验对比,测定灭茬刀辊的扭矩与切削速度、刀辊转速的关系,观察分析秸秆根茬被灭茬刀辊切断粉碎情况及灭茬刀辊对土壤的扰动情况。田间试验结果表明:各项指标均达到了国家相关标准的技术要求,整机的作业速度和刀辊的工作转速在0.4m/s、600r/min条件下刀辊碎土性能最好;整机的作业速度、刀辊的工作转速相比灭茬深度对碎茬率的影响比较显著,作业速度和刀辊的工作转速在0.6m/s、600r/min条件下刀辊灭茬性能最好。该研究可为灭茬刀辊系统设计提供参考。     

钢辊式圆捆打捆机结构改进与试验

为解决小型钢辊式圆捆捡拾打捆机秸草打捆时的堵塞问题,对其结构进行了改进试验。在试验中,采用了增加喂入单辊、喂入对辊结构,并对其喂入能力、可靠性指标进行了测定。经过结构改进试验,得出配有喂入对辊（上辊沿轴向配置高19.5mm、直径160mm、间距48mm圆环,下辊直径160mm、沿周向配置高6.5mm横板）的钢辊式圆捆打捆机可较好地解决秸草打捆中的堵塞问题,并能扩大其适用范围,提高其工作性能和工作可靠性。     

螺旋齿辊式秸秆调质装置性能试验

利用所研制的螺旋齿辊式秸秆调质装置试验台,采用调质齿辊差速转动方式对摘穗后玉米秸秆进行压裂、破节的连续调质正交试验,分析了调质齿辊工作间隙、调质齿辊转速及秸秆喂入速度对秸秆调质性能的影响.试验结果表明,调质齿辊工作间隙对秸秆调质作业性能影响显著,最优参数组合为调质齿辊工作间隙2 mm,调质齿辊转速65 r/min,秸秆喂入速度4 km/h.     

面粉加工机磨辊的安装与调整

磨辊是面粉加工机的重要部件,磨辊的质量及表面特性是否符合要求,直接影响研磨效果。磨辊有光辊和齿辊两种,目前大都采用齿辊,齿辊上的齿是在专用的磨光拉丝机上加工而成的。所谓的磨辊表面特性是指齿辊磨齿的齿角、齿数、斜度和成对磨辊磨齿的排列等。 1.磨辊的拆装 需要拆卸磨辊时,应首先拆去机身左侧的防护罩、三角皮带、平皮带和快辊轴上的双联皮带轮,然后拆下机身右侧的齿轮盒与大小齿轮,再拆下拉杆弹簧组件,取下磨门,拆下左右、前后补块和4个轴承座组件,最后从磨门处轻轻地取出磨辊(注意保护辊面齿形)。安装磨辊步骤与拆卸顺序相反。 2.磨辊间隙的调整 安装后的磨辊间隙应均匀一致,才能保证磨粉的效率和质量。调节机构如图     

玉米联合收获机排杂装置优化设计与试验

阐述了玉米联合收获机排杂装置的构造及工作原理。通过4因素3水平正交试验,分析排杂辊单元结构形式、排杂辊线速度、压送器线速度及压送器与排杂辊间距对排杂装置性能指标的影响,优化出最佳工作参数组合。试验结果表明,排杂辊的结构形式对排杂装置的性能指标影响显著。通过试验结果分析,确定出最佳优化方案：排杂辊结构为a型,排杂辊线速度为1.90m/s,压送器线速度为2.5m/s,压送器与排杂辊间距为30mm。提出了对排杂辊结构形式的改进建议。     

虎杖根系脱土装置设计与试验

为了实现中药材虎杖根系机械化脱土,设计了一种由击打辊、翻抛辊和栅板等组成的脱土装置。通过试验确定了辊指长度为40 mm,运用速度矢量投影定理确定了翻抛辊指布置的螺旋升角范围为60.5°~78.4°,应用Matlab软件采用描点拟合作图法得到击打辊与翻抛辊轴心的水平距离与物料尺寸呈幂函数关系,并确定了此距离范围为180~275 mm。性能试验表明,通过物料的随机振动、自身翻转、交替击打、逐层脱土等综合作用,装置的工作性能得到了明显提高。当击打辊转速为500 r/min、翻抛辊转速为240 r/min、两辊轴水平距离为230 mm时,脱净率为91.2%,生产率为1.35 t/h,满足虎杖根系药用生产要求。