小型卧式混合机混合均匀度的试验研究

混合机是饲料加工工业的主要设备之一,其性能直接影响混合机的生产率、混合功耗和混合质量,混合均匀度是饲料加工质量的重要评价指标之一。为此,以转子转速、混合时间和充满系数为试验因素,对小型卧式混合机混合均匀度进行了试验研究,得出了转子转速、充满系数与混合时间对混合均匀度的影响程度,并获得了小型卧式混合机各参数之间的较佳匹配关系为：转子转速40r/min,混合时间4．5min,充满系数0．55。     

单轴双螺旋带式饲料混合机的优化设计与试验

【目的】螺旋混合机具有混合效果更好、混合时间更短、结构紧凑、运转平稳、易于维护等优点,针对我国饲料混合机的发展需要及其混合机理的研究现状,对单轴双螺旋带式饲料混合机进行机理分析与参数优化。【方法】利用EDEM建立了不同结构参数的饲料混合机离散元仿真模型,以搅龙螺距、搅龙叶片宽度为试验因素,以秸秆混合系数、青贮混合系数为试验指标,设计二因素五水平的二次通用旋转回归组合试验,根据所建立的饲料混合系数回归模型得出试验因素对试验指标的影响情况。【结果】1）搅龙螺距、搅龙叶片宽度对秸秆混合系数的影响分别为显著（0.01﹤P﹤0.05）、极显著（P﹤0.01）;搅龙叶片宽度对青贮混合系数的影响为极显著（P﹤0.01）,搅龙螺距对青贮混合系数的影响为不显著（P﹥0.05）。2）在秸秆和青贮混合系数小于10%、制造成本最小的假设下,优化得到饲料混合机的最佳参数为搅龙叶片宽度10.5 mm,搅龙螺距662.5 mm。3）为验证优化分析结果的准确性,进行仿真验证试验,发现不同转速下的秸秆混合系数和青贮混合系数均小于10%。【结论】参数优化后的饲料混合机混合均匀性和混合效果更好,该研究可为单轴双螺旋带式饲料...     

转轮式全混合日粮混合机试验设计与机理分析

为了揭示设计的转轮式全混合日粮混合机的混合机理,将其混合室在空间上平均划分为4个区,并结合高速摄像(1 200帧/s,4G)技术对其混合过程进行深入细致的研究,得出了其混合过程主要是剪切混合、对流混合和扩散混合交替进行的过程,且在混合过程中伴有物料的滑移运动、瀑布运动和涡流运动,并得出转子转速、混合叶板角度、混合时间和充满系数4个因素对混合质量影响较大,依据变异系数评价指标对上述因素进行了试验研究,确定其参数取值范围为:转子转速29~31 r/min,混合叶板角度16°~26°,混合时间10~12 min,充满系数48%~53%,在此范围内变异系数小于10%。     

桨叶式日粮混合机机理分析与参数优化

为了促进全混合日粮(简称日粮)饲喂技术的推广应用,设计了一种桨叶式日粮混合机,并对该混合机进行了性能试验与参数优化。利用桨叶式日粮混合试验装置,对混合室内日粮的混合过程进行分析,将混合室内日粮分布区域划分为积料区、提料区、滑落区和塌落区,各区域混合方式为:积料区与提料区主要发生剪切混合与对流混合,滑落区与塌落区以较强剪切混合与扩散混合为主;以混合时间、转子转速和桨叶安装角为试验因素,以变异系数与净功耗为评价指标,采用三因素五水平二次回归正交旋转组合试验方法进行试验,获得了该机试验因素对混合均匀度及净功耗的影响规律。试验结果表明:在填充率为65%时,最优参数组合为:混合时间5. 3 min、转子转速8. 6 r/min、桨叶安装角34°,对应的变异系数为7. 01%、净功耗为51. 02 k J。该日粮混合机满足日粮的混合要求,性能较优。     

单轴卧式全混合日粮混合机的试验研究

介绍了一种单轴卧式全混合日粮混合机,阐述了其主要结构及工作原理.为了优化其运动参数,采用二次回归正交旋转组合试验设计,对3个试验因素进行了以混合均匀度为评价指标的试验研究,得出运动参数的合理组合,即转子转速宜取50～60 r/min,混合时间宜取9 min,充满系数大于0.5.     

单卧轴全混日粮混合机的试验

阐述了单卧轴全混日粮混合机主要结构及工作原理.采用二次回归正交旋转组合试验设计对转子转速、混合时间和日粮含水率3个试验因素进行了以混合均匀度、日粮细粉率及单位质量功耗为评价指标的试验研究.得出了其参数的合理组合,即转子转速为55～65 r/min,混合时间为6～10min,日粮含水率为35%左右,充满系数大于0.4.在全混合日粮混合试验中,混合均匀度以变异系数进行评价,并以绿豆为示踪物进行了变异系数分析.试验结果证明该法可行.     

基于Fluent的喷枪辅助孔、扇面孔的模拟研究

利用三维建模软件SolidWorks得到不同角度的喷枪的三维模型,然后在ICEM中划分网格,最后导入到Fluent,设置好参数,进行仿真计算。通过分析可知,当辅助孔角度在-15°~-5°变化时,随着辅助孔角度的增大,雾幅锥角基本保持不变,平均粒径在增大;当辅助孔角度在0°时,雾幅锥角增大,平均粒径减小;当辅助孔角度在0°~15°变化时,雾幅锥角、平均粒径基本上保持不变。当扇面孔的角度在115°~120°变化时,雾幅锥角、平均粒径基本保持不变;当扇面孔的角度在125°~135°变化时,雾幅锥角、平均粒径增加。综上所述,为了得到更好的雾化特性,选择喷嘴参数为:辅助孔角度为0°,扇面孔角度为125°。     

定量容腔可变的立式圆盘排种器机理研究与结构设计

针对传统的机械式排种器需将种子按尺寸分级,对不同尺寸种子更换排种盘的缺陷,在立式圆盘上设计了一种可通过调节容腔深度来改变大小的组合勺形复式型孔,从而实现不同容腔深度对不同尺寸的大豆进行充种的目的。为此,研究了这种组合勺形复式型孔的结构及排种器的工作原理,通过理论分析确定了这种组合勺形复式型孔的各项特征结构及参数如下:内基圆半径6.5mm,外基圆半径8mm,种勺内倾角75°,种勺外倾角3 0°,种勺倾角范围2 5°~3 5°,种勺厚度2 mm,充种倾角4 0°,清种倾角4 0°,清种区域角6 0°。种子尺寸范围在4.5~6.0 mm、6.0~8.0 mm、8.0~1 0.5 mm、1 0.5~1 3.0 mm时,分别对应的调节间隙范围为0~3 mm、2~5 mm、3~8 mm、5~1 2 mm。样机试验表明:此组合勺形复式型孔只需对结构进行简单的调节,即可实现对不同尺寸种子的播种。     

纵轴流联合收获机清选装置结构优化与试验

通过物料在气流作用下的运动方程从而找出影响物料运动状态的主要因素,利用正交试验分析风机转速、鱼鳞筛开度、分风板I角度、分风板II角度4个参数对清选性能(损失率及含杂率)的影响,从而得出单纵轴流联合收割机清选装置最佳的工作参数。为解决滚筒中后部落下的物料含杂率较高,籽粒容易随茎秆被抛出机外,造成谷物损失的问题,设计一种回程筛板(由回程板及编织筛组成)。田间试验发现:当回程筛板安装角度为3 0°、风机转速为1 4 0 0 r/min、第I导风板倾角为3 0°、第II导风板倾角为1 5°、鱼鳞筛开度为2 4.5 mm时,清选性能较佳,损失率为0.20%,含杂率为0.17%。     

SLHY—1型叶带卧式螺旋混合机

１适用范围及性能特点ＳＬＨＹ １型叶带卧式螺旋混合机适用于饲料厂中粉状物料的混合搅拌 ,使混合物的成分均匀分布 ,确保产品的质量。该机也可用于其它行业中的物料混合。该混合机为分批式混合 ,转子螺旋叶片呈带状 ,底部间隙很小 ,卸料口在机体底部 ,全长出料 ,能迅速排空物料。卸料门用气动控制 ,上下机体有回气管连接 ,可防止投料时因气压大而溢出粉尘。２主要技术规格混合机的主要技术数据见表１。混合机的混合均匀度与混合时间、主轴的转速有关 ,因此要求混合时间和转速要有一个适宜的数据。经试验 ,选取以上数据时 ,能获得的较好的…     

叶板式饲料混合机混合机理分析与参数优化

针对我国饲料混合机的发展需要及其混合机理的研究现状,对叶板式饲料混合机进行了机理分析与参数优化。通过理论分析和高速摄像研究,按物料运动特征将混合室内物料分布区域划分为蠕动区、滑动区、抛落区,其中蠕动区以剪切混合为主,滑动区以较强的剪切混合为主,抛落区以较强的剪切混合与扩散混合为主、伴随较弱的对流混合,且各个区域的位置、大小、形状受结构和运行参数的影响很大。在物料充满系数为65%的条件下(通过预试验确定),以影响混合过程的主要因素——叶板宽度、转子转速、混合时间作为试验因素,以变异系数作为评价指标,采用三因素五水平正交旋转组合试验方法进行试验。结果表明:各因素对变异系数的影响由大到小依次为转子转速、混合时间、叶板宽度;当试验参数组合为叶板宽度138 mm、混合时间4.7 min、转子转速32.5 r/min时,变异系数为3.11%。     

果园混肥器设计与数值模拟分析

针对我国水资源短缺、水溶性肥料溶解度较低以及灌溉施肥中水肥混合的均匀性问题,设计了一种高效混肥器,并利用ANSYS仿真计算软件,对该混肥器的搅拌装置进行模态和应力应变仿真分析。同时,基于Fluent模块对混肥器搅拌过程的流场、速度场进行模拟计算分析。结果表明：计算分析得到搅拌器的安全系数为11.95,最低阶模态主频率为19.13Hz,各阶频率远大于混肥器的激励源频率,表现出良好的振动特性,完全满足工业设计要求。由分析得到的不同搅拌速度的流场分布图可知,混肥器在大于临界搅拌速度的旋转搅拌过程中速度矢量分布较为复杂,混肥器内部产生较多的扰流和湍流,可有效提高混肥效果,同时发现,转速大于临界搅拌速度时,搅拌速度的增加对于混肥器内部流场分布的影响较小,最佳搅拌速度为600r/min,此时在得到良好的搅拌效果的同时降低了能耗。     

基于线性模型的管路内农药混合均匀性评价方法

针对混合试验图像所得均匀性指数计算结果难以直接匹配于被广泛认可的数值仿真参考值的问题,本文基于线性模型方法,将混合试验图像处理与数值仿真结果进行映射,在黏性水溶性农药与水在长直混合管内进行在线混合的试验条件下构建对应的线性预测模型,并采用射流混药器在线混合图像及仿真结果对上述模型进行检验。研究结果表明：不同图像方法(灰度直方图二阶矩(HSM)、改进面积加权法(OAU)、主成分分析法(PCA))对应最优线性拟合阶数不同,采用单独图像方法构建模型时最优阶次为4,决定系数R2高于0.95,采用2种图像方法组合和3种图像方法组合时最优阶次可分别降至3阶和2阶,R2则接近或高于0.98;载流流量Q为800~2000mL/min、混合比P为0.01~0.10条件下,基于HSM、OAU、PCA和线性模型,可实现实际混药器均匀性预测,所有模型预测误差均小于0.05,且采用一元和二元线性模型使得平均预测误差分别降低84.1%和79.8%,不同算法间预测结果极差分别降低31.6%和78.0%;采用基于PCA或OAU算法的一元模型进行预测时误差可控制在0.03以内,其精度高于不同算法组合预测的结果;采用基于HSM-PCA等算法组合的二元模型误差虽稍高于0.03,但也可避免单一图像指标计算不准确带来的预测风险。通过构建图像处理-数值仿真之间的映射关系,可为基于图像处理进行农药在线混合均匀性评估提供更加可行和合理的方法。     

电动机驱动玉米气吸排种器总线控制系统设计与试验

车速对电动机驱动玉米气吸式排种器排种性能具有重要影响,为此设计了一种电动机驱动排种器CAN总线控制系统,采用CAN总线通讯的方法探究系统驱动排种器随车速的变化特性。该系统主要由人机交互设备、排种监测ECU、排种驱动ECU组成,参照ISO 11783协议,对播种机具总线系统进行了设计。以4行气吸式玉米排种器为对象,搭建试验台,对总线控制排种盘转速精度进行了试验。通过总线提取的排种盘转速闭环调控结果得出,排种盘转速位置PID控制调整过程中存在低速调节时间长、超调量大的问题。采用分段PID参数控制的方法,由试验结果将排种盘转速设定值分为低速(15～20 r/min)、中速(20～40 r/min)、高速(40～55 r/min) 3个阶段,分阶段赋予对应闭环调节参数,得出排种盘目标转速在低速阶段时平均响应时间、平均超调量分别为1. 84 s、38. 51%,与位置PID控制相比较,分别降低1. 63 s、34. 41%; 15～55 r/min时平均稳态误差绝对值为0. 97 r/min,标准差为0. 76 r/min,平均稳态误差绝对值减小0. 13 r/min。进行了总线系统落种监测精度试验,设定粒距20 cm,排种盘孔数为26个,车速4～12 km/h时,系统排种监测平均准确率为97. 53%,标准差为0. 48%。采用排种总线系统对车速影响排种器性能进行了试验,风机驱动轴转速为540 r/min,车速范围为4～8 km/h,测得风压范围为-6. 0～-5. 9 k Pa,播种合格指数平均为95. 68%,标准差为2. 29%;车速达到9 km/h时,合格指数降到90%以下,排种器漏播较严重。通过对播种总线系统车速和4行排种驱动电动机实时转速的监测,进行了车速阶跃变化播种系统响应试验,结果表明在车速4～12 km/h、2 km/h间隔递增过程中,系统对排种盘目标转速平均响应时间为2. 00 s,标准差为0. 34 s; 2 km/h间隔递减过程中,系统对排种盘目标转速平均响应时间为1. 83 s,标准差为1. 07 s,表明按照车速阶跃变化,该总线控制系统具有较好的响应性能。     

桨式搅拌器结构参数优化试验

桨式搅拌器因其结构简单、性能稳定,一直被广泛应用于厌氧发酵领域,对于搅拌桨的结构参数却少有研究。为此,以搅拌轴旋转速度、桨叶直径、桨叶倾角作为影响因素,以搅拌所需净功率与搅拌强度(以完全搅拌所需时间长短,反映搅拌强度大小)为考察指标,采用3因素3水平正交试验确定桨式搅拌器结构优化参数。结果表明:当最优组合在搅拌轴旋转速度为150r/min、桨叶直径为135mm、桨叶倾角为60°时,得到的搅拌所需功率2.6W、搅拌时间为5s。     

基于模型与CFD辅助的射流式混药器设计

射流式混药器结构简单,是实现药水分离的最简单有效的关键部件之一。针对混药器内部流体流动过程的复杂性,目前没有通用的理论模型来指导设计计算,没有直观的试验方法观察内部流动的问题。从非弹性介质的动量定理出发,推导出射流式混药器的特性方程,建立面积比、喷嘴与混合室距离的理论计算模型。采用多相流Mixture模型中的Zwart-Gerber-Belamri空化模型法,模拟分析混药器内部的相变过程。研究结果显示理论模型法、仿真法与试验方法的拟合优度大于0.98,证明研究方法的有效性。射流式混药器在低压力比下会发生空化现象,空化产生的气体使引射流量保持稳定,该特性能够满足稳定的混药比要求。设计面积比为1.31的混药器,混药比为0.049 8,混药比变异系数为1.23%。引射流体与工作流体在距离喷嘴出口40 mm处,其速度场已趋于一致,即混药器的混药均匀性可以满足实际需求。该研究为射流式混药器研究与应用提供技术支撑。     

油菜侧深穴施肥装置设计与试验

为提高肥料利用率、降低肥料施用量、实现油菜根区施肥,结合油菜种植施肥农艺要求,提出了一种油菜侧深穴施肥工艺,设计了一种机械式穴施肥装置,阐述了穴施肥装置的工作过程,确定了穴施肥装置的基本参数,建立了充肥和排肥环节中肥料颗粒群的力学模型,分析了影响穴施肥装置成穴性能的主要因素;应用离散元软件EDEM对穴施肥排肥器的成穴性能进行了仿真试验,分析了排肥轮转速、充肥型孔长度、导肥管材料对穴排肥量误差和穴径长轴长度的影响;利用正交组合试验确定了成穴性能较优的参数组合,排肥轮转速为60r/min、充肥型孔长度为18mm、导肥管材料为ABS塑料管时,穴排肥量误差为7.05%、穴径长轴长度为62.45mm;优选参数组合下的排肥性能试验结果表明,排肥轮转速为30~90r/min时,穴排肥量误差为4.56%~15.69%、穴径长轴长度为76.32~91.50mm、穴径长轴长度稳定性变异系数为4.53%~9.78%、穴距误差为3.24%~7.31%;田间试验表明,排肥轮转速为30~90r/min时,穴排肥量误差为4.73%~16.07%、穴径长轴长度为85.21~101.65mm、穴径长轴长度稳定性变异系数为4.82%~10.63%、穴距误差为3.36%~7.58%、施肥深度稳定性变异系数为6.43%~10.85%,成穴性能较好,满足穴施肥要求。     

高地隙植保机油门自动控制系统研制与试验

针对农业无人驾驶系统对高地隙植保机提出的油门自动控制需求,研制了以直流电机为动力源的油门自动控制系统,主要包括油门控制器、直流减速电机、电机驱动器、角度传感器、拉线轮等。油门控制器用以读取角度传感器的输出值,将其与CAN总线上的油门指令进行比较,将控制信号发送至电机驱动器以控制减速电机的正反转,从而带动拉线轮旋转至目标位置。研究根据高地隙植保机发动机油门动作原理,进行自动油门装置的总体结构设计,并对直流电机、角度传感器进行选型,加工制作零部件完成了自动油门装置的组装和调试。试验结果表明,所研制的油门自动控制系统在［0°,70°］范围内,角度相对误差不超过4%;发动机转速误差最大值发生在拉线轮转动角度为65°时,为19.8 r/min;发动机转速误差最小值发生在转动角度为50°时,为10 r/min;最小标准偏差和最大标准偏差发生50°和55°时,分别为3.03 r/min、6.33 r/min,相对标准偏差≤0.55%。本文研制的油门自动控制装置具备良好的控制稳定性和可靠性,能够满足农业无人驾驶系统对油门控制的基本要求。     

三轮非圆同步带传动试验台设计与应用

为了测试三轮非圆同步带传动机构的传动性能,并获取其传动精度,设计了三轮非圆同步带传动性能测试试验台,并进行试验研究.三轮非圆同步带传动试验台以工控机为主控、步进电机为动力,能够实现转速、负载和中心距可调和试验数据采集、实时显示、统计和分析的功能.定义了传动周期偏差率和传动比精度偏差率两指标,用于衡量三轮非圆同步带的传动...