双辊式食用菌培养料翻堆机翻堆装置设计与试验

为解决现阶段食用菌生产基地人工翻堆方式存在作业环境差、劳动强度大、工作效率低以及物料混合不均等问题，提出一种双辊式翻堆装置的翻堆机。该翻堆装置利用双螺旋方式对抛刀进行分布设计，根据分层切削原理，利用小半径抛刀作业来实现较大翻堆深度；通过构建双辊翻堆的离散元仿真模型，利用EDEM软件对翻堆装置的工程进程和不同工况下颗粒流动、碰撞和抛撒情况进行分析，通过仿真分析和Central Composite Design试验分析确定双辊轴间距525.17 mm，轴线夹角35.25°的最优组合。最后进行实地试验验证离散元模拟翻堆机翻堆作业的可行性并对翻堆机作业性能进行测试，试验结果表明：作业后料堆混合系数为0.714，作业功耗为1.828 kW，表明该翻堆机具有良好的破碎与混合效果。     

滚筒翻抛机功耗理论分析

随着好氧堆肥的推广应用,针对包括功耗在内的性能参数进行理论研究对推动翻抛机械进一步发展具有重要意义。通过对滚筒翻抛机工作原理进行系统描述,分析得到了滚筒翻抛机的功耗影响因素,建立了滚筒翻抛机的功耗与其影响因素之间的关系。基于试验建模方法提出了建立滚筒翻抛机功耗模型的试验思路,为深入研究滚筒翻抛机的功耗提供了理论参考。      

基于ADAMS的翻堆机越障仿真分析

翻堆机主要用于普洱茶渥堆发酵过程的翻堆工艺,工作过程中易出现漏茶现象,茶叶的堆积阻碍翻堆机的移动性能,使其工作连续性受到影响。为此,预测翻堆机的越障能力显得很有必要。利用动力学仿真软件ADAMS建立几何模型,并根据力学模型得到的数据结果进行仿真。结果表明,在55mm的障碍高度条件下,翻堆机能顺利通过。     

基于数学模型对SACT工艺中刀具角度和翻堆距离关系的探讨

在SACT工艺(污泥高温好氧堆肥发酵工艺)中,滚筒式翻堆机是实现堆体控制水分、温度和供氧的核心设备。翻抛装置是翻堆机的重要工作部件,通过控制翻抛装置中滚筒的转速及刀具的角度和布置可以控制物料的翻抛距离。通过对滚筒式翻堆机刀具及污泥的运动建立数学模型并进行分析,从而找到刀具角度和翻抛距离的关系。     

基于ANSYS/LS——DYNA的旋耕刀强度和功耗研究

目前,旋耕刀的功耗研究主要基于ANSYS/LS—DYNA进行,旋耕刀强度分析则主要通过静力学分析完成,这与刀具实际工作时的受力状态仍有一定的差距。因此,为同时得到旋耕刀切削土壤过程中刀具应力的动态变化、刀具切削力及切土功率,利用ANSYS/LS—DYNA,采用单元组合法,对旋耕弯刀切削土壤的过程进行数值模拟。数值仿真结果表明:切削过程稳定进行时,刀具所受应力最大值为5.67×10~8 Pa,刀具与刀座的连接处容易产生应力集中,刀具的最大切削力为433.9N,由刀具转动时受到的最大扭矩求得切土峰值功率为1.66kW,与理论分析得到的刀具切削力和切土功率相近。研究结果为旋耕刀的结构参数优化设计提供指导并为旋转耕作类机械切削土壤的数值模拟仿真提供参考。     

基于Simulink的翻抛装置液压系统控制策略研究

针对传统翻抛机翻抛装置能量损耗高、响应迟缓等问题,对翻抛装置液压系统进行了优化,并建立了翻抛装置液压系统泵控马达的数学模型,为后续仿真分析提供理论基础。基于Simulink对翻抛装置液压系统及控制器进行建模及仿真分析,以了解系统在不同输入曲线、负载干扰下的动态特性。仿真结果表明：模糊PID控制比PID控制抗负载干扰能力更强,动态响应更快。课题组对翻抛装置液压系统控制策略进行研究,实现了翻抛装置的无级调速,使其更适合翻抛机的工作环境,提高了翻抛机的工作效率,对以后翻抛装置液压系统的设计及性能优化具有指导意义。     

基于多体动力学的圆盘式开沟机虚拟仿真与功耗测试

目前圆盘式开沟机功率消耗主要通过理论计算或样机试制后的田间试验等方法得出,测试结果受环境、设备精度影响较大,为此提出了利用虚拟测试平台评估圆盘式开沟机功率消耗的方法。首先建立圆盘式开沟机工作部件的ANSYS动力学模型,并进行边界约束条件和载荷设置,分别模拟圆盘式开沟机在开沟深度400 mm、前进速度0.8 km/h、刀盘转速180 r/min和开沟深度500 mm、前进速度1.5 km/h、刀盘转速220 r/min 2种工况下的功率消耗,仿真结果为31.26 kW和32.67 kW;然后构建相同工况的田间功耗测试系统,测得的实际功耗为33.57 kW和35.41 kW,仿真值与实测值相对误差分别为6.88%和7.73%,验证了该种测试方法的准确性和可行性。最后分别选取3种开沟深度、2种前进速度和3种刀盘转速因素组成18种开沟工况,对其进行仿真分析,结果表明:刀盘转速在200 r/min时,无论前进速度高低,圆盘式开沟机均具有最低的功耗。     

槽式翻抛机结构设计

槽式翻抛机是有机肥生产的重要设备,通过对槽式翻抛机主要结构和主要参数进行设计,分析了槽式翻抛机主要构造及功能。      

ZF552型蔬菜副产物有机肥翻抛机行走系统功率计算

针对设施农用工程机械履带行走机构设计过程中,传统功率计算存在的问题与不足,介绍了ZF552型蔬菜副产物有机肥翻抛机行走系统翻抛作业状态和空载转场状态驱动功率的计算方法、液压元件选型验算方法、推荐实用的计算参数和具体的计算结果,明确计算应注意的事项并给出发动机功率匹配标准和选型依据。     

船式旋耕埋草机螺旋刀辊作业功耗试验

基于LabView软件平台开发了功耗测试系统。采用相位差原理,对船式旋耕埋草机的螺旋刀辊进行了中稻收获后的水田适度耕整与秸秆埋覆还田功耗试验。在功率测试平台上对测试系统进行了标定,结果显示系统测量误差在5%以内。在田间对螺旋刀辊作业功耗进行了实时检测,通过分析各因素对功率消耗的影响,得到了船式旋耕埋草机较优作业模式：实行2次耕整,刀辊转速310r/min,其中第1次作业耕深55mm,其平均作业功耗为7.13kW,第2次作业耕深达到110mm,其平均作业功耗为7.59kW,两次耕整后秸秆埋覆率达到95%以上。     

基于离散元法的立式旋耕刀工作参数分析与优化#br# #br#

为探究立式旋耕刀作业参数对其受力情况及碎土效果的影响，建立立式旋耕刀作业的离散元模型，并对其所受阻力、扭矩的变化规律进行分析；通过设计正交试验，得到立式旋耕刀工作参数对其阻力、扭矩、作业功率及碎土率的影响，并建立相应的预测模型。通过响应面分析和预测模型对立式旋耕刀作业功率和碎土率进行参数优化，得到最佳工作参数为：前进速度1.2 m/s，刀具转速307.141 r/min，耕深25 cm，模型预测立式旋耕刀作业功率为7.042 kW，碎土率为8085%。将最佳工作参数代入仿真试验，对比试验数据得到功率的模型预测值与仿真值间的相对误差为3.97%，碎土率的相对误差为3.45%，验证了预测模型的可用性。     

养殖场小型多杆拨齿槽式翻抛机设计

针对中小型养殖场粪便废弃物的处理需求,设计了一种双驱动小型多杆拨齿槽式翻抛机。论述了翻抛机的主要结构及工作原理,对其行走系统、翻抛系统和控制系统进行了设计研究,行走底盘采用双减速电机驱动,翻抛系统采用经结构优化的拨齿,控制系统采用PLC和传感器组合的形式。试验表明,该机运行平稳、翻抛均匀流畅和生产高效,处理能力达到150～200 m3/h,广泛适用中小型养殖场的粪便废弃物处理和有机肥生产。      

QFJ600型牵引式翻抛机的研究与设计开发

QFJ600型牵引式翻抛机是指由拖拉机牵引,骑跨在长条形肥基上工作的生物有机肥翻抛机械;工作时以拖拉机PTO后动力输出作为驱动动力,经减速机总成减速,带动刀辊总成对肥基进行翻抛作业,提升总成和车轮总成组成驱动调节系统,方便根据工作高度进行相应的调节。简要介绍了各系统的设计、计算,并对其结构原理进行了系统的分析。     

基于COSMOS的还田机械旋耕刀弯折角优化

弯折角是影响还田机械旋耕刀质量以及旋耕刀辊功率消耗的重要参数.为减少旋耕刀质量,降低旋耕刀辊功耗,利用有限元软件cosMOsWorks对旋耕刀弯折角进行优化分析,研究了不同弯折角时旋耕刀质量及应力分布关系.研究结果表明,旋耕刀弯折角最佳取值范围为125°～130°.经动力仿真分析验证,旋耕刀辊的功耗也得到了降低.     

免耕播种机浅旋清茬斜置式防堵装置设计与试验

针对黄淮海地区玉米免耕播种作业时,过量小麦秸秆残茬堵塞开沟器的问题,提出一种以拨离残茬和浅旋根茬形式实现苗床清整的斜置式防堵装置。通过理论分析对防堵装置结构参数进行设计,确定了各参数的范围和相互关系,并根据装置结构对耕刀拨茬入土和脱茬离土的过程进行受力分析,确定了影响工作性能的因素。运用离散元方法模拟防堵装置在田间作业过程,以秸秆清除率、土壤扰动系数和功耗为评价指标,对装置倾角、转速和前进速度进行回归分析和显著性检验,确定了各因素对评价指标的影响及主次顺序。通过对回归模型进行多目标函数优化求解,得到最优参数组合为：转速400r/min、前进速度6km/h、倾角18.5°,此时秸秆清除率为74.5%、土壤扰动系数为34.7%、功耗为1.36kW。以优化得到的参数对装置进行土槽试验,试验结果表明：转速为400r/min、前进速度6km/h、倾角18.5°时,秸秆清除率为92.5%、土壤扰动系数为29.6%、功耗为1.51kW,试验结果与仿真试验优化结果相吻合,满足设计要求。     

基于离散元的双轴旋耕机功耗预测模型

针对双轴旋耕机结构参数复杂、功耗高,受耕作时节限制,难以用田间试验的方法进行减阻降耗研究的问题。基于离散元法,构建双轴旋耕-秸秆-土壤耕作模型,研究了双轴配置参数对功耗的影响,通过响应面试验分析,建立了功耗的数学预测模型。模型优化的结果表明,当前后刀轴回转半径均为195mm,后轴相对于前轴垂直距离为99.8mm,前后轴回转圆水平距离为100.6mm,获得的功耗最小为9.018kW。为了验证功耗模型的准确性,在固定工作参数下,进行了原尺度整机仿真试验和田间试验。试验结果表明：真实原尺度旋耕机的田间试验功耗与整机仿真值误差均值为9.5%,范围为5.8%~13.4%,结合响应面分析说明功耗数学预测模型较为准确,表明旋耕机刀组在缩放过程中误差变化较小,模型能够准确反映双轴配置参数对双轴旋耕机在稻茬田地作业功耗的影响。     

规模化养殖场堆肥用翻抛机研究现状与建议

翻抛机是一种基于动态堆肥而研发生产的机械设备，作为堆肥发酵过程中的关键设备，具有巨大的市场空间。梳理了翻抛机的类型及各类机型的特点，介绍了翻抛机各个关键部件，分析了国内外翻抛机研究现状及存在的问题，提出了对翻抛机研究设计和发展方向的建议，为规模化养殖场选用翻抛机提供了参考。      

原茬地种床整备侧向滑切清秸刀齿设计与试验

为探索原茬地播种机种床整备侧向滑切清秸刀齿对机具作业过程中秸秆缠绕度、振动强度、功率消耗和覆秸均匀度的影响,在阐述侧向清秸装置结构和工作原理基础上,对侧向滑切清秸刀齿结构及滑切面工作曲线进行了设计,确定了影响刀齿工作性能的关键结构与工作参数。应用四因素三水平正交试验方法,选取初始半径、起始滑切角、刀轴角速度和机具作业速度为影响因素,以秸秆缠绕度、振动强度、当量功耗和覆秸均匀度为评价指标,对影响机具作业性能的刀齿结构和工作参数组合进行优化分析。结果表明:在初始半径200 mm、起始滑切角30°、刀轴角速度42 rad/s、机具作业速度7. 2 km/h条件下,无秸秆缠绕,振动强度为159 m/s2,当量功耗为4. 9 k W,覆秸均匀度为0. 075。对比试验表明,优化后刀齿组合振动强度降低了46. 5%,当量功耗降低了29. 7%,工作过程中未出现机具堵塞现象。     

基于FEM-SPH的果园开沟刀具仿真与试验

本文采用FEM-SPH数值耦合方法建立了开沟刀具切削土壤的仿真模型,运用该模型对刀具的开沟过程进行了仿真,得到平均功耗为2.080 kW。采用转速-扭矩测量平台在相同条件下对开沟刀具的开沟过程进行试验,得到实际功耗为2.172 kW,与数值模拟结果的相对误差为4.42%,验证了该仿真模型的准确性,为开沟刀具的优化提供了依据。     

基于SPH算法的微耕机旋耕切土仿真研究

运用Pro/E和HYPERMESH软件,建立了旋耕刀辊的有限元模型。通过编辑K文件,建立了土壤SPH模型。应用光滑流体动力学理论,采用MAT147土壤材料,结合DYNA求解器,对微耕机旋耕切土进行了仿真研究。分析了旋耕刀辊切土过程,得到了旋耕刀辊切削力曲线和能量曲线,计算出微耕机在前进速度0.3m/s、旋转速度2.12r/s、耕深110mm、耕宽30mm参数条件下的切土功率为3.45kW,与实际微耕机的使用功率比较接近,验证了仿真的可靠性,可为微耕机整机及其零部件的优化设计提供理论依据。