柠条收割机圆盘锯式切割部件运动学仿真

圆盘锯式切割部件是柠条联合收割机的关键部件。分析圆盘锯式切割部件的运动过程,结合柠条收割要求,建立三圆盘锯式切割部件的运动参数表达式,并利用UG NX软件建立切割部件模型,导入机械动力学仿真分析软件ADAMS进行动力学分析,对单个锯齿上刃部点的运动轨迹进行仿真分析研究,为柠条收割机结构参数设计提供依据。      

基于ANSYS的柠条圆盘锯式切割部件有限元分析

柠条圆盘锯式切割部件是柠条联合收割机的关键部件。为此,通过分析圆盘锯式切割部件的工作特性,结合柠条收割要求,确定三圆盘锯式切割部件的各部件的尺寸参数,并利用三维实体建模软件UG建立切割部件模型,导入有限元分析软件ANSYS中进行结构静力学分析,对单个锯齿上刃部点在不同切割深度下的应力、应变进行仿真分析,旨在为优化柠条收割机切割部件结构参数设计提供依据。     

工业大麻割晒机的三维仿真设计

针对当前我国工业大麻割晒机研究现状与发展需求,运用三维软件UG设计了一款工业大麻割晒机,包括夹持输送机构、切割机构、传动机构、机架等。首先对星轮式拨禾机构、往复式切割器等零部件进行三维建模,然后根据各零部件之间的准确约束进行整机装配,并对样机各运转部件进行了干涉检查,仿真结果表明所设计的工业大麻割晒机符合农艺要求,并为后续的虚拟样机运动仿真、割台的结构优化奠定了良好的基础,提高了样机的研发速度。     

工业大麻机械化收割技术的研究

传统麻类作物的收割方式一直是制约麻类作物发展的重要因素,机械化收割是麻类作物发展的重要方式。为此,通过调研检索国内外麻类机械的相关文献资料,简述了国内外麻类作物机械化收割的现状和特点,并在系统地介绍和分析麻类作物收割机械的基础上,重点介绍圆盘切割装置的研究概况,阐述了国内外麻类收割机械的所具有的优势和不足,提出了适合中国工业大麻机械化收割的建议。     

基于ADAMS的工业大麻输送机构参数优化

为减少工业大麻机械化收割过程中工业大麻茎秆破损和折断现象,采用ANSYS软件和SolidWorks软件建立工业大麻茎秆柔性体和输送机构模型,并将其导入Adams软件中建立工业大麻茎秆-输送机构刚柔耦合模型,以最大碰撞接触力为指标,利用正交试验方法进行仿真试验,根据试验结果分析下水平输送链位置,上压簧位置,上水平输送链位置,输送速度的变化对茎秆受到输送机构最大碰撞接触力的影响显著性和影响规律,以及最优作业参数组合。结果表明：下水平输送链位置对最大碰撞接触力的影响极显著(P<0.01),显著性顺序从大到小为下水平输送链位置、上压簧位置、输送速度、上水平输送链位置、上水平输送链位置与下水平输送链位置交互和下水平输送链位置与上压簧位置交互。并且当上水平输送链位置695 mm,下水平输送链位置为270 mm,上压簧位置为380 mm,输送速度为0.9 m/s时,最大碰撞接触力最小,为123 N。     

柠条收获机圆盘锯式切割系统动力学仿真与参数优化

根据圆盘锯式切割系统的各部件的尺寸参数、柠条参数,在三维实体建模软件UG中建立单组切割部件和切割对象柠条的简化模型,导入动力学分析软件ADAMS中,对对象进行柔性体替换,进行刚柔耦合动力学特性分析。以切割锯盘的直径、厚度和切割部件的转速为影响因素,选取切割系统与柠条的作用力在各向的分力为评价指标表征柠条平茬效率,对影响平茬效率和功率的参数进行了三因素三水平的虚拟正交试验,得到各指标的响应面回归方程,并通过田间试验进行验证及对比分析。结果表明,当切割锯盘直径为400 mm,切割锯盘厚度为5 mm,切割部件转速为1500 r/min时,单组切割部件的切割功率为12.32 kW,柠条收获机的平茬效果最好。     

工业大麻小型立式割台切割器运动分析与仿真

切割器是割台的关键核心部件,其工作性能直接影响割台的工作效率,设计一种工业大麻往复式切割器,进行切割器的运动学原理和动力学分析,并应用Adams软件直观地分析切割器工作过程中割刀的位移、速度和加速度的变化规律,并得到切割过程中切割力变化规律。仿真结果表明切割器的运动规律与实际基本相符,该机构设计合理。     

工业大麻收获机械研究进展及展望

随着对大麻的研究和开放态度的逐渐加强,工业大麻生产逐渐成为一个新兴行业。在大麻收获方面,机械化处理是一种更加高效的方法。目前常见的工业大麻收获机械类型主要包括手持式电动收割器、移动式割草机和自动化收割机。本研究基于工业大麻收获机分类及应用特点,明确目前工业大麻收获机械存在的问题,提出未来的研究方向应该主要集中在开发更加智能化的收割机,可以自动识别不同种类的大麻并采用相应的收割方式,提高收割效率,并且逐步实现大麻的后续处理技术,例如除杂、分级、干燥等,以提高大麻的质量和降低成本。     

芦苇收割机关键部件设计及运动分析

针对芦苇收割存在芦苇和杂草相互缠绕的实际问题,设计一种空间连杆和平面连杆机构联动的芦苇收割装置,并建立各机构对应的数学模型。提出芦苇收割中当曲柄轴转一圈,水平刀具切割实现往复行程10 cm、竖直刀具行程实现25 cm的需求;根据给定需求求解建立的机构数学模型,确定连杆机构各部尺寸。依据机构和部件尺寸参数,建立杆件、机架和双动刀具等实体模型并进行装配,并进行竖刀与横刀的往复式切割运动轨迹分析。分析结果验证装置设计满足设定的芦苇收割所需行程要求。该设计实现了在一个动力源的情况下,采用平面连杆和空间连杆联动,进行芦苇横向和杂草纵向切割,其理念可用在水中杂草清理机械设计实践中。     

自走式饲草收割打捆机设计

针对牧草、农作物秸秆在商品化和资源化利用过程中存在收集困难的问题,以及我国大部分地区土地分散经营、耕种地块面积小,不适宜牵引式打捆机作业的现状,研究开发了自走式饲草收割打捆机。介绍了设备的总体结构和工作原理,分析了机体底盘、行走系统、切割装置和压缩机构等主要工作部件的功能和结构,确定了主要部件结构及设计参数。      

枣园施肥机开沟器的设计与有限元分析

枣园开沟施肥是一项繁重的体力劳动,为了把果农从繁重的体力劳动中解放出来,设计了一种微型枣园施肥机的开沟器。开沟器采用双圆盘式,设计开沟深度为300mm,宽度为240mm。利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对旋耕弯刀切削土壤的过程进行有限元分析,结果表明:在弯刀切削土壤的过程中,随着弯刀与土壤接触面积的不断增大,土壤逐渐被完全破坏并有跟随弯刀运动的趋势;弯刀切削土壤的最大等效应力主要集中在土壤与弯刀内侧的接触处,整个切削过程土壤最大等效应力的波动幅度不大,切削较为平稳。     

大豆收获机械切割机构虚拟设计与仿真分析

针对于大豆收获机械的特点,采用Solid Works软件对其切割机构进行虚拟设计,将模型导入ADAMS软件中进行运动学仿真,并采用离散柔性连接件法构建大豆茎秆柔性模型,与切割机构进行联合仿真。仿真结果表明:动刀片的绝对运动为复合运动,在切割方向做往复运动,行程为76mm,最大速度为1.72m/s,证明所设计切割机构的运动状态与物理样机相符,满足设计要求;得到了大豆茎秆在切割机构作用下的一系列运动曲线,为大豆收获机械切割机构进一步的改进和优化设计提供了参考。     

自走式油菜薹收获机设计与试验

针对现有油菜薹收获机械匮乏,人工采摘效率低、成本高等问题,结合油菜薹生物学特性与农艺要求,研制了一种自走式油菜薹收获机,可实现自走、自动升降、茎叶统收,一次性完成油菜薹切割、输送与收集等工序。基于动力学与运动学分析了油菜薹收获切割、输送及收集过程,得出了影响收获效率的主要因素,开展了切割装置、拨禾装置、输送装置、割台双升降系统的设计与参数分析。以前进速度、切割线速度、输送带线速度及拨禾轮转速为因素,油菜薹收获漏割率、输送失败率及茎叶破损率为评价指标,开展了二次回归正交旋转台架试验,应用综合评分法确定了最优作业参数组合为：前进速度0.56 m/s、切割线速度0.50 m/s、输送带线速度0.79 m/s、拨禾轮转速49.70 r/min,在最优参数组合下,油菜薹收获效果较优。田间试验结果表明收获机作业后割茬整齐,在最佳参数组合下,漏割率为4.28%,输送失败率为3.42%,茎叶破损率为6.39%,可满足油菜薹实际生产需求。     

对辊式秸秆切碎装置的设计与试验

当前秸秆粉碎还田机械多为近地面作业,工作中刀片不可避免地与土壤、石块等接触,导致刀刃迅速磨损变钝,刀片不能有效地切断秸秆纤维。为此,设计了一种对辊式秸秆切碎装置,核心部件为一个带刀片辊子和一个带槽辊子。通过对切碎过程的运动与受力分析,确定刀辊半径为47.5mm,刀片数为6把,刀刃长度为3 5 0 mm,刀刃角度为2 5°,刀片厚度为5 mm,刀棱高度为1 1 mm,槽孔最小宽度为1 0 mm。制作试验台并进行了试验,结果表明:槽孔宽度对切碎效果影响显著,当对辊转速为600r/min、槽孔宽度为10mm时,切碎效果最好,玉米秸秆能够被切碎成50mm的小段,秸秆切碎长度合格率为86.80%,均满足行业标准。该研究结果为进一步优化结构、工作参数及生产考核提供了参考。     

基于SPH算法的平面刀土壤切削过程模拟

以我国华北一年两熟区保护性耕作地土壤为原型,利用ANSYS/LS_DYNA对平面刀切削土壤过程进行数值模拟,并通过理论分析和试验,验证SPH算法在模拟平面刀切削土壤过程方面的可行性。结合MAT147土壤材料模型,SPH算法及点-面侵蚀接触,运用ANSYS/LS_DYNA软件对平面刀切削土壤过程进行有限元分析。仿真结果表明,SPH算法能够直观模拟平面刀切削土壤整个过程,最大等效应力为5.851 MPa,主要集中在与平面刀接触的土壤上;平面刀切削全过程表明,土壤所受等效应力波动较小,切削过程比较平稳;稳定切削时切削功耗在10.2 kW附近波动,通过理论和试验验证,仿真切削误差不大于0.05。由此说明SPH算法进行平面刀切削过程的数值模拟是可行的。     

基于ANSYS/LS-DYNA的金属切削过程有限元模拟

利用ANSYS/LS-DYNA进行了金属切削过程的模拟研究,模拟了切屑的形成过程,得到了变形区应力和应变分布,并研究了残余应力和切削力的变化。模拟结果表明,在第1变形区和第2变形区,应力、应变较大,且较集中,前刀面的最大应变出现在距刀尖一定距离的地方;在切削过程中,切削力逐渐增大,最后保持在某一个值附近波动,达到稳定状态;在加工表面上存在着残余应力和残余应变,且残余应力和残余应变随着与刀尖和已加工表面之间距离的增大而减小。     

龙门式电驱动油菜薹收获机设计与试验

针对油菜薹机械化收获装备匮乏的问题,设计了一种龙门式电驱动油菜薹收获机,实现油菜薹切割、夹抛、输送、收集、跨厢面遥控自走功能。阐述了收获机整机设计方案,设计了立式回转夹抛切割装置,确定了分禾器、割刀和夹抛辊结构参数;通过割台夹抛过程力学与运动学分析,明确了油菜薹切割、夹抛输送作业影响因素,确定了割刀、夹抛辊结构和运动学要求;搭建油菜薹收获试验台,以切割效果、输送效果为评价指标开展单因素试验和正交试验,结果表明当割刀转速为234r/min、夹抛辊转速为120r/min、喂入速度（机具前进速度）为0.56m/s时综合收获效果最佳。田间收获验证试验表明,设计的收获机作业效率可达到0.41hm2/h,综合切割效果为95.6%,综合输送效果为95.2%,满足油菜薹收获要求。该研究可为油菜薹机械化收获装备的结构设计优化提供参考。     

基于有限元沙柳切割过程数值模拟和工作参数优化

针对圆盘式灌木平茬机作业时岔口质量差、刀具磨损严重的问题,提出了利用ABAQUS软件对沙柳平茬过程进行动态模拟仿真优化工作参数的方法;构建了沙柳三维切削模型,得到了切削过程中沙柳及圆盘锯片的应力变化情况,分析了应力变化的原因。通过双因素实验法,确定了切削参数中进给速度对切削力的影响最大,得出了圆盘锯片的最佳切削参数组合为切削速度60m/s、进给速度350mm/s。田间试验表明:9GZ-1.0型自走式灌木平茬机在切削速度为60m/s、进给速度350mm/s时,每10min切削量为153.2kg,漏割率为0.08,切割效果最好,与模拟切削得到的结果基本相符。     

巨菌草收割装置发展现状及趋势

巨菌草收割是菌草产业中劳动强度最大的工作环节之一。在国内,目前对巨菌草切割的相关研究较少,没有有效巨菌草茎秆切割装置。首先,通过对巨菌草的茎秆拉伸、压缩和弯曲等力学特性,以及直径和含水率等影响茎秆的抗拉压强度因素进行综述,对比不同的茎秆切割器研究现状得出:合理匹配圆盘式切割器结构参数与运动参数能够减小重割和漏割,而往复式切割的切割速度对剪切力影响较小,切割间隙和切割刀片组合形式对剪切力影响大。其次,指出虚拟仿真技术这一较新的技术领域,为探究切割装置提供了新的技术方法。最后,提出巨菌草收割目前存在的问题以及切割装置在未来应向智能化和多功能化发展的观点。