甘蔗收获机扶蔗器扶蔗性能的仿真与试验研究

针对甘蔗收获机螺旋扶蔗器的参数设计问题,对螺旋扶蔗器安装倾角和转速与倒伏甘蔗扶起效果间的关系进行了仿真试验和物理样机对比试验。试验结果表明:仿真试验结果可用;安装倾角与转速均对甘蔗扶起效果有显著影响,前者影响较后者大;安装倾角的最优值为60°;转速较优范围为160~240r/min,该范围内扶起效果差别不大,转速值可取160r/min。     

不等螺距螺旋扶蔗器的设计

如何有效地解决甘蔗收割过程中的蔗秆扶起问题,是促进甘蔗收割机械化发展的关键问题之一.为此,分析了甘蔗倒伏的具体情况,提出了一种新型不等距螺旋扶蔗器的设计方法,建立了其物理模型,并给出了不等距螺旋线的数学方程.通过计算机仿真验证了上述设计的合理性和可行性,为甘蔗联合收割机的扶蔗机构的设计提供了一种新颖与合理的思路.     

两段式螺旋扶起机构理论的研究

针对我国南方蔗田内甘蔗倒伏严重的问题,用经典动力学的观点,建立了甘蔗两段式螺旋扶起机构虚拟模型.利用该模型和甘蔗作用系统进行力学分析,结合田间试验验证,获得扶起机构对甘蔗的作用以及影响规律.结果表明:当倒伏角小于15°,扶蔗点距离越小,甘蔗根部约束越大,提升力Fz和轴向力Fx越大.该结果为甘蔗扶起机构的改进提供了理论依据.     

两段圆锥式螺旋扶蔗机构的设计与仿真分析

为了研究扶蔗机构的工作性能,优化扶蔗器结构参数设计,建立了运动学模型。使用Solid Works,设计两段圆锥式螺旋扶蔗机构虚拟样机,应用ADAMS仿真工具,进行了运动学及力学仿真试验及高速摄影试验验证。结果表明:输送段安装角为30°~60°范围内,甘蔗不跌落;输送段安装角为60°,甘蔗扶起到最高点为4.1s,效率最高;螺旋倾角为45°时,甘蔗均匀受到螺旋叶片的作用力,无跌落现象;螺距有效范围为270~290mm,螺距为285mm时,受力情况以及扶起变化最稳定,扶起效果最好。     

甘蔗收割机拨指式扶起机构的运动仿真

为了对倒伏甘蔗进行有效扶起,设计了甘蔗收割机拨指式扶起机构.通过对田间甘蔗倒伏状况进行分析,利用虚拟样机技术建立倒伏甘蔗的虚拟模型,并运用ADAMS软件对倒伏甘蔗的扶起过程进行了动力学模拟,得到了倒伏甘蔗扶起过程运动模型,观察了不同拨指转速下扶起机构对顺倒伏甘蔗的扶起效果.     

丘陵山地模块化甘蔗割铺机设计与试验

针对现有甘蔗割铺机只能单向收获作业、固定切割高度、无扶蔗机构、车架结构不合理、智能化程度低等问题,设计了一种丘陵山地模块化甘蔗割铺机。整机通过合理布局和侧挂式输送形式,并由可调铺放角度的铺放装置将甘蔗铺放至割铺机后方左右两侧,实现了双向式收获作业并改善输送通道易堵塞的问题。结合甘蔗在扶蔗运动过程中的受力分析,提出了不等螺距螺旋滚筒设计,通过空间坐标变化得到螺旋线方程以及螺旋滚筒直径与安装角度;通过甘蔗输送运动分析确定了输送铺放机构作业速度、甘蔗铺放角;通过甘蔗切割机理分析得到了砍蔗机构切割形式、切割刀盘直径与转速等关键参数。整机作业幅宽设计为1100mm,工作速度为1.8km/h,生产效率为0.176hm2/h。样机田间试验结果表明,当前进速度452.28mm/s、砍蔗机构转速562.12r/min、刀盘倾角12.27°时,甘蔗割铺机破头率最低,为8.398%,工作总损失率为1.71%,整机试验过程中工作状态良好,达到整机的设计要求。     

拨指链式扶蔗器漏扶问题的研究

拨指链式扶蔗器在对倒伏甘蔗扶起过程中,会出现漏扶现象.为此,通过对扶蔗器拨指运动轨迹进行理论研究,得到扶蔗器扶蔗的临界条件,建立了拨指链式扶蔗装置不漏扶的数学模型.在此基础上,运用ADAMS软件对拨指尖离地高度对扶蔗的影响进行了虚拟单因素试验.试验结果与理论分析吻合,证明所建立模型的可靠性.     

拨指链式扶蔗器试

对影响拨指链式扶蔗器扶起后倒伏角的设计参数：前进速度、下链轮转速、扶蔗器导轨倾角和扶蔗器导轨偏角进行了室内试验。通过四因素三水平正交试验和单因素试验,并利用数理统计方法建立了影响扶起后倒伏角的数学模型,探讨了扶蔗器的运动参数和结构参数对扶起后倒伏角的影响规律,并优化了设计参数。结果表明：4个设计参数对拨指链式扶蔗器的扶起后倒伏角具有显著影响,参数最优组合为：下链轮转速与前进速度应符合关系式n=-1599.618v2m+1609.678vm,导轨倾角为60°,导轨偏角为     

拨指链式扶蔗器试验

对影响拨指链式扶蔗器扶起后倒伏角的设计参数:前进速度、下链轮转速、扶蔗器导轨倾角和扶蔗器导轨偏角进行了室内试验.通过四因素三水平正交试验和单因素试验,并利用数理统计方法建立了影响扶起后倒伏角的数学模型,探讨了扶蔗器的运动参数和结构参数对扶起后倒伏角的影响规律,并优化了设计参数.结果表明:4个设计参数对拨指链式扶蔗器的扶起后倒伏角具有显著影响,参数最优组合为:下链轮转速与前进速度应符合关系式n=-1 599.618vm2+1 609.678vm,导轨倾角为60°,导轨偏角为10°.     

4GZ-56型履带式甘蔗联合收获机设计与试验

在消化吸收国外甘蔗收获机械先进技术的基础上,设计了一种切段式甘蔗联合收获机.该机能够在甘蔗收获作业过程中一次完成分行、根部切割、输送、切段、风选杂质和收集蔗段等工序的作业.对各工序主要装置的设计进行了简述,并在甘蔗存在严重倒伏的田间对该样机的主要性能指标进行了测试,实测的各项指标为总损失率2.25%、宿根破头率11.3%、含杂率7.75%、蔗段合格率94.55%和切割高度合格率94.3%.结果表明,该机能够在倒伏严重的蔗田顺利作业,各项指标达到了设计要求.     

小型甘蔗收获机切梢装置液压系统的设计及试验

针对蔗梢在榨糖过程中会降低甘蔗的出糖率,以及蔗梢部分进入甘蔗收割机物流系统不利于物流系统的正常运转、堵塞物流通道等问题,在原有物理样机上加装切梢装置。通过对切梢装置运动要求的分析,设计了切梢装置的液压传动系统,并用AMESim软件对系统进行了建模仿真分析;同时,试验分析了切梢装置马达的动态特性,并得到马达在不同状态下的动态特性变化,验证了方案的可行性;最后,通过田间试验测试了切梢装置液压系统流量及压力的变化,并获得了其在田间实际工作时消耗的功率。     

丘陵甘蔗收获机械整机设计开发关键技术研究

针对丘陵地区甘蔗收获机械整机开发中缺乏复杂系统多学科综合设计优化方法和技术的难题,研究甘蔗收获机械合理的优化体系,分析学科间相互的耦合关系;综合运用各学科知识,研究基于虚拟样机环境的甘蔗收获机械多学科优化建模方法,以及数据、信息的传递和交流。采用产品数据管理(PDM)系统实现对设计优化各类数据、模型和信息的统一管理,构建甘蔗收获机械多学科智能设计优化平台。     

侧悬挂推倒式整秆甘蔗收获机设计与试验

为了解决严重倒伏甘蔗的收获,设计了一种侧悬挂推倒式整秆甘蔗收获机。该机可连续完成分蔗、推倒、切割、输送和集堆铺放等工序的作业。前进速度0.5m/s时,其生产率为0.2hm2/h。田间试验表明：甘蔗宿根破头率为11.3%,甘蔗出现表皮破损和折断,折断率为33.33%。     

4GZ-56型履带式甘蔗联合收获机设计与试

在消化吸收国外甘蔗收获机械先进技术的基础上,设计了一种切段式甘蔗联合收获机。该机能够在甘蔗收获作业过程中一次完成分行、根部切割、输送、切段、风选杂质和收集蔗段等工序的作业。对各工序主要装置的设计进行了简述,并在甘蔗存在严重倒伏的田间对该样机的主要性能指标进行了测试,实测的各项指标为总损失率2.25%、宿根破头率11.3%、含杂率7.75%、蔗段合格率94.55%和切割高度合格率94.3%。结果表明,该机能够在倒伏严重的蔗田顺利作业,各项指标达到了设计要求。     

甘蔗收获机喂入分流系统的设计与试验

甘蔗收获机普遍使用的双圆盘切割台系统在收获过程中存在明显"居中堵塞现象"。为了合理利用收获机物流通道空间,使喂入的甘蔗流主动分流居中并行且均匀输出,设计了一种新型的甘蔗收获机喂入分流系统,通过三维设计软件Pro/E建立了甘蔗喂入分流机构虚拟样机模型,并导入多体动力学仿真软件ADAMS,在不同的分流转速、分流辊上的橡胶管按不同的角度安装及选择不同的橡胶管与甘蔗的摩擦因数进行了虚拟仿真试验并在仿真的基础上进行了物理样机实验。仿真与样机实验表明:当此机构分流辊机构转速为300r/min、分流辊上偏置胶管的偏置角度为30°,且偏置胶管与甘蔗间的静摩擦因数f0=0.3 5、动摩擦因数f1=0.2 5时,在保证甘蔗进给速度的前提下,可以使甘蔗流分布较为理想。     

小型甘蔗收获机物流防堵机构的设计与仿真分析

多根甘蔗同时进入小型甘蔗收获机剥叶机时,存在卡死剥叶辊,使剥叶机不能正常工作的现象.为了防止小型甘蔗收获机物流堵塞,保证剥叶机正常工作,运用螺旋传动原理,设计了小型甘蔗收获机物流防堵机构,并且在Pro/E软件中建立防堵机构的三维模型,导入到ADAMS多体动力学软件中进行仿真分析.仿真结果显示甘蔗通过防堵机构作用后,由原来的拥挤状态变成了分散排列.得出防堵机构在物流过程中具有良好的分散甘蔗、提高物流通过性作用的结论.     

小型甘蔗收获机台架结构动态分析

通过对小型甘蔗收获机械的台架机构进行动态分析发现,台架的横梁、耙轮轴和液压缸等3个零件对刀盘的垂直方向的振动影响较大(主要影响砍蔗的质量指标破头率).为此,对这3个部件进行了动态仿真分析,并通过分析它们对万盘的作用和影响,提出了结构优化的建议.     

甘蔗收获机切段装置研究现状与发展趋势

论述并总结了国内外切段式甘蔗收获机切段装置的研究现状,阐明了切段装置的工作原理及各结构参数和工作参数对切段效果的影响机理,并从优化清选、提高切段质量、降低糖分损失和减少部件功耗等方面对国内甘蔗收获机切段装置的研究提出了建议。      

小型甘蔗联合收获机械车架的模态分析

采用虚拟仪器技术,构建机械振动测试系统,通过对小型甘蔗收获机车架的FRF的测量,研究车架的结构在改变工况的情况下具有的运动特性;同时,分析了车架的固有动态特性.结合试验结果,对其进行了评价,找出了车架设计中的缺陷,为小型甘蔗收获机械车架的设计提供依据.     

基于Pro/E的茎叶类蔬菜有序收获机设计

针对目前茎叶类蔬菜收获铺放难、强度大的实际问题,研制了一种茎叶类蔬菜有序收获机,实现了茎叶类蔬菜收获的有序切割、有序输送及有序收集。为此,论述了收获机的基本结构和工作原理,分析确定了切割装置、输送装置、收集装置等关键部件的主要结构及关键参数;应用Pro/E的参数化设计功能建立收获机各零部件三维实体模型,通过约束装配完成虚拟样机设计,进行模型仿真验证。验证结果表明:所研制的茎叶类蔬菜有序收获机结构合理、轻简、新颖,各零部件之间不存在干涉现象,能满足茎叶类蔬菜有序收获的要求,提高了生产效率,为茎叶类蔬菜有序收获要求提供了一种解决思路。