输送机构自动落料装置研制与应用

为满足圆盘类零件如精锻齿坯零件的自动落料输送需求,提供了用于输送机构的自动落料装置,不仅有效解决零件输送过程中易出现“卡蹩、堆积、磕碰、倾转和侧翻地落料”的问题,而且可实现各工序之间自动衔接输送。该机构运行平稳、安全可靠、结构新颖、易于制作且调整方便,具有良好的使用价值。      

基于半圆型波纹周期梁的柔顺恒力机构优化设计

为了解决柔顺恒力机构中正刚度模块的几何非线性问题,基于半圆型波纹周期梁设计了正刚度模块,负刚度模块采用双稳态梁,利用正负刚度叠加原理设计了柔顺恒力机构。采用莫尔积分法和柔度矩阵法建立了正刚度模块的理论模型,采用椭圆积分法建立了负刚度模块的理论模型,并通过ANSYS有限元仿真软件分析了柔顺恒力机构的力-位移曲线以验证理论模型,两者相对误差在10%以内。为了扩大恒力区间范围,采用响应面法对柔顺恒力机构的几何参数进行优化,并对影响恒力范围的几何参数进行了灵敏度分析。利用3D打印技术加工柔顺恒力机构样机进行实验验证,实验结果表明,机构能在输入位移1.1～6.2 mm的范围内保持约18.8 N的恒力,验证了所设计的柔顺恒力机构的可行性、优化方法的有效性和理论模型的准确性。     

基于ProE的香蕉假茎切块还田机构的模拟仿真设计与可行性试验

根据香蕉假茎先分段再进行无支撑切块还田的工艺设计思想.设计了香蕉假茎切块还田机构.该机构采用多把圆盘锯齿刀背刀交错布置于2条旋转轴上的类似对辊式运动原理的切块方法,利用ProE设计软件模拟仿真出合适的刀盘组合.以最快最准确的速度来完成切块机构的设计制作,并对此机构进行可行性试验.结果表明,采用圆盘锯齿刀背刀交错布置在2条传动轴上的类似对辊式运动原理的切块机理可以实现切块作业.     

水稻工厂化育苗高速秧盘播种落盘机构的设计

针对水稻高速秧盘育秧播种生产线配套技术的需求,设计和改进配套的落盘机构。介绍高速秧盘播种落盘技术的具体流程,概述秧盘叠放的实现方法,探讨抬升秧盘方式的设计和改进,为水稻秧盘育秧播种生产线提供有效的配套支持。     

梳夹式红花采收装置集花机构优化与整机性能试验

针对研制的梳夹式红花采收装置存在采摘后的花丝掉落严重,导致花丝采集效率低的问题,提出一种新型的气吹-气吸组合式集花机构。该机构利用正压气流吹动粘附花丝脱离采摘头,同时结合梳夹装置前端安装的采摘头护罩,利用负压气流收集采摘后的花丝并防止花丝掉落。通过分析花丝在正压气流中受力情况,优化了集花机构的关键结构及工作参数。为验证整机性能,以含水率≥44.5%的新疆裕民红花为对象,对集花机构优化后的梳夹式红花采收装置进行了田间试验。试验结果表明：优化后的红花采收装置花丝采净率提升至81.74%,花丝掉落率降低至2.31%,相较于优化前采净率提高了4.47%,掉落率降低了0.31%,减少了花丝损失,整机性能得到提升,可为红花机械化高效低损采收提供参考。     

基于ProE的香蕉假茎切块还田机构的模拟仿真设计与可行性试验

根据香蕉假茎先分段再进行无支撑切块还田的工艺设计思想,设计了香蕉假茎切块还田机构。该机构采用多把圆盘锯齿刀背刀交错布置于2条旋转轴上的类似对辊式运动原理的切块方法,利用ProE设计软件模拟仿真出合适的刀盘组合,以最快最准确的速度来完成切块机构的设计制作,并对此机构进行可行性试验。结果表明,采用嘲盘锯齿刀背刀交错布置在2条传动轴上的类似对辊式运动原理的切块机理可以实现切块作业。     

齿梳拨刀式油茶果采摘装置设计与试验

油茶果机械采摘是一个亟待解决的难题。为此,针对油茶果机械采摘难、效率低、易损伤花苞的现象,设计了一种齿梳拨刀式油茶果采摘装置,并通过对采摘装置工作原理和拨果原理开展理论分析,得出影响拨刀采摘效果的主要因素。同时,使用ADAMS软件模拟其运动过程,分析拨刀前端点速度、加速度、角速度和角加速度,绘制相应曲线,并对采摘装置关键零部件进行设计。采摘试验表明:设计的齿梳拨刀式油茶果采摘装置能够有效提高采摘效率并减少花苞损伤,可为油茶果的机械采摘设计提供新的思路。     

自走式香蕉秸秆粉碎还田机设计与仿真分析

为解决海南省香蕉秸秆粉碎机具在作业过程中的缠绕和粉碎效果差的问题,设计一种自走式香蕉秸秆粉碎还田机。阐述整机的工作原理,对喂入装置、粉碎装置进行理论研究并确定装置作业参数,完成结构设计。运用ANSYS软件对粉碎刀片进行静力学分析,结果表明: 粉碎刀片在正常工作下的最大等效应力为260.91 MPa,最大形变为0.159 88 mm,低于刀具材料的最大屈服强度,可以保证机器的合理性与适用性。对粉碎过程进行动力学仿真模拟试验,选取刀端线速度和切割角度为试验因素,以秸秆所受最大应力和能量损耗为评价指标,进行二因素三水平试验。结果表明: 最优参数组合为刀片刀端线速度30 m/s,切割角度15°,此时秸秆所受最大应力为12.885 2 MPa,能量损耗为3.50 J。研究结果可为机具进一步优化设计提供理论参考,为香蕉秸秆粉碎还田智能化的发展提供技术参考。     

香蕉假茎切块还田机构设计与台架试验

香蕉是我国最重要的经济作物之一,随着我国香蕉产业的迅速发展,对香蕉假茎的处理技术提出了迫切的要求。根据香蕉假茎先分段再切块还田的工艺设计思想,研制开发出了一种由圆盘锯齿刀背刀交错布置于两条转轴上的类似对辊式运动原理的香蕉假茎切块还田机构,并以此机构进行了功率影响试验和性能试验。试验结果表明,该香蕉假茎切块还田机构功率消耗较小,大于3kW的功率就能满足切块需要,且样机的切块质量性能很好,切块质量在250g以下的合格率为84%,94%以上的切块最大投影面积尺寸在110mm×60mm的区域内,符合香蕉假茎切块还田的农艺要求。     

基于PLC的香蕉秸秆切片机的设计

海南省广泛种植香蕉,香蕉收获后会产生很多秸秆等副产物。目前,我国对香蕉秸秆副产物的利用主要是饲料化和纤维化,这两种处理方法都需要对香蕉秸秆进行切片处理,因此切片质量的好坏会直接影响后续对香蕉秸秆的再加工。为此,设计了一种香蕉秸秆切片机,通过PLC系统控制切片过程。其切片效果好、效率高、功耗低,为香蕉秸秆的后续加工提供了基础。     

基于响应面分析法的香蕉茎秆纤维刮杂装置优化设计

为了优化香蕉茎秆纤维提取机刮杂装置部件结构,提高纤维提取质量,以刮杂装置的刀辊速度、刀片间距、定刀弧长为影响因子,采用响应面优化设计方法,建立了影响因子与纤维提取率之间的数学模型,确定了较优的参数组合。试验表明:当香蕉纤维提取机刮杂装置影响因子的实际参数为刀辊转速1 200r/min、刀片间距1 1 0 mm、定刀弧长5 0 mm时,纤维提取率平均可达到9 2.6%,符合优化目标及生产要求。研究结果可为植物纤维提取装置的研发和应用提供理论依据和思路。     

基于模态分析的立式香蕉秸秆粉碎还田机机架优化

利用ANSYS Workbench软件对立式香蕉秸秆粉碎还田机机架的三维参数模型进行模态分析,检验立式香蕉秸秆粉碎还田机的作业可靠度。为了防止共振的发生,采用错开激励源频率的方法,对机架结构分两个阶段进行优化。优化结果表明:增加机架后挡板的钢板厚度或减少机架侧挡板及盖板的钢板厚度皆可提高机架的固有频率;机架在质量减小9%的情况下,1阶固有频率将增加28%,作业可靠度将得到显著提高。     

香蕉秸秆还田技术研究与装备设计

研究香蕉秸秆的生物学特性,分析种植过程中秸秆的现有处理方式。在此基础上,设计香蕉秸秆的还田工艺路线,对还田机械的传动系统、总体结构、工作原理进行详细介绍,给出还田装备的主要技术参数。文中重点对粉碎机构的破碎原理、刀具结构、安装方式和除根/还田机构的破茬原理、刀辊总成和布刀形式进行研究和设计。该香蕉秸秆机械还田技术既能够处理地上的蕉茎蕉叶,又能够彻底清除埋于地下的球茎根系,可以解决制约香蕉大规模种植所面临的秸秆处理难题,具有重要的经济效益和生态价值。     

生姜自动收获装置的机构设计及运动分析

在对生姜收获特性分析的基础上,提出了一种集松土、夹拾、裁剪、抖土功能于一体的生姜自动收获方法。首先进行了收获装置的总体设计,并以四杆机构及其演化机构完成了各执行机构的结构和传动设计,通过对各执行机构的运动分析得出了松土铲的运动轨迹方程、裁剪刀的最大张角和抖土筛子的极位夹角。本装置的设计将为生姜自动收获技术的应用提供科学依据和技术支撑。     

锥盘排种器离心推送结构设计与充种机理分析

针对机械式排种器高速作业时存在的排种稳定性问题,提出了一种离心锥盘推送式充种方式,分析了影响籽粒在种腔内部充填性能的应力种类与力学规律,建立复合充填应力数学模型,通过理论分析找出提高充填力的有效方式,并借助Matlab与ORIRIN逐步修整数学模型,从而确定关键结构最优参数值。采用离散元仿真软件EDEM虚拟仿真并通过单体台架试验,对有离心推送结构和普通空腔结构的离心锥盘排种器进行对比试验,验证了附加离心推送结构的优越性。试验结果表明,在7~13 km/h高速作业区,其平均漏播指数降低了2.52%,同时,利用后处理功能所测得的标记颗粒充填力数值变化规律与预测值变化趋势基本一致,验证了理论模型的可行性,最大限度发挥了种层离心力对预充填籽粒的作用,且进一步扩大了有效充种区域。     

新型香蕉种植开坑机器的工作原理及结构分析

针对大规模香蕉种植开坑机器的研发比较缺乏,设计了一种新型香蕉种植开坑机器,其具有开坑质量高、成本低及能适应不同挖坑要求的特点。同时,分析了新型香蕉种植开坑机器的工作原理,对螺旋式刀盘及重要零件利用Inventor自带应力分析模块建立了有限元模型。有限元分析的结果表明:新型香蕉种植开坑机器能够满足工作要求,且各零件满足刚度和强度的要求可为其他类似农作物开坑器的研制提供参考。     

蕉园自走式压穴施肥机设计与试验

为实现香蕉根部肥料深施的机械化作业,设计了一种可变位、变深、变量施肥的蕉园自走式压穴施肥机。压穴性能试验结果表明:压头的直径和锥度均对峰值压穴阻力的影响极显著,呈正相关关系,减少锥度能有效降低施肥机作业能耗,构建的多元线性回归模型可用于压穴作业决策;压头的沉降速度对峰值压穴阻力无显著影响,增大沉降速度有利于提高施肥机工作效率。最后,试验研究了外槽轮的螺旋升角和转速对施肥机排肥稳定性的影响,建立了施肥量变异系数的多元回归方程,为变量施肥控制提供了参考。     

多杆驱动打穴机构的仿真分析与试验研究

针对目前国内移栽机被动冲压式打穴机构工作效果不佳及多边形滚动效应影响穴孔稳定性的问题,设计了一种多杆式打穴机构,并通过计算得到多杆机构的结构参数。利用Solid Works Motion对机构进行运动学分析,得出当机构前进速度为800mm/s、曲柄转速为65r/min时,打穴机构驱动打穴器形成滚摆线轨迹,打穴器在打穴时能够保持相对地面静止。对打穴机构进行动力学分析,得出装载配重时机构驱动力矩的变化规律,经样机制作试验,多杆机构能够控制打穴装置按照滚摆线轨迹运行。对机构进行大田试验,得到当钻孔器转速为120 r/min、车速600 mm/s、湿度为50%时,穴孔的稳定性最佳。     

香蕉树切碎还田机设计与试验研究

根据香蕉树分段进行无支撑切碎还田的半机械化工艺的设计思想,研制出一种液压驱动型香蕉树切碎样机。样机切割系统采用类似对辊式运动原理的切割方法,将圆盘锯齿刀均匀交叉分布于两条传动轴上,并利用液压作为动力源向切割系统传递动力。以此样机试验台进行了蕉树切割力学、影响因素、切碎合格率及功率试验等。结果表明:该样机切碎效果较好,功率较低,可以用于香蕉树切碎还田领域,是一种适合我国香蕉产区、结构简单、成本较低的香蕉树切碎还田方式。