新型土槽试验平台及测控系统的设计与应用

农机试验土槽是对农田作业机械进行整机或部件试验的有效装置,可以为新型农业机械的研发和性能参数的测试提供准确有效的数据.根据未来农田作业机械的发展方向,设计了一个新型的室内农机试验土槽车及其测控系统,系统中综合应用了计算机、PLC控制、PXI总线技术、虚拟仪器等新技术.介绍了设计方案及设计过程,为现代农机试验土槽系统的建...     

微耕机土壤耕作部件田间测试平台的研制

针对室内土槽试验难以真实模拟田间试验的工作状况,在SR1Z–135型多功能微耕机的基础上,研制了微耕机土壤耕作部件田间测试平台。该平台由传动系统、测试系统、试验系统和行走系统组成,可在田间实际工况下对旋耕刀、深耕刀、防缠刀和起垄器进行性能测试,并实时显示和处理这些待测部件的转速、转矩及功率信息。田间验证试验结果表明:微耕机旋耕刀组平均转速为47 r/min时,平均转矩为226 N·m,平均功率为1.114 kW;微耕机旋耕刀组平均转速为100 r/min时,平均转矩为238 N·m,平均功率为2.568 kW,与室内土槽试验获得的旋耕刀组的基础数据基本一致。测试平台运转顺畅,行驶平稳,耕深稳定。     

东北垄作玉米免耕破茬试验装置的研究

利用自行研制的玉米免耕试验台,采用缺口圆盘刀与双翼铲结合在田间与土槽上进行玉米免耕破茬试验,分析破茬部件的受力,得到水平分力、垂直分力和破茬切土配重随切、清茬深度的变化规律。室内外试验结果表明:该装置性能良好,结构简单,满足测试出各土壤工作部件的受力和农业技术的要求,为免耕播种机合理设计提供了参考。     

牛蒡收获机的有限元模态试验与分析

针对研制的牛蒡收获机振动收获系统,为进一步优化该系统的作业性能,采用有限元模态分析与试验模态分析相结合的研究方法,获得该系统的前30阶的固有频率,以及各主要工作部件的典型振型。研究结果表明:系统的1~14阶模态(3.3~77Hz)主要表现为挖掘铲和振动连杆的弯振;15~20阶模态(79.47~125.37Hz)表现为扎草刀、支撑臂和振动连杆的弯曲振动;21~30阶模态(153.29~232.55Hz)表现为整机的末端振动,上述模态属性可为系统结构振动特性的描述及整机作业性能的优化提供依据。     

农机土槽试验系统挂接机构参数的调节及实现

挂接机构作为土槽试验系统的重要组成部分,直接影响到土槽试验设备的正常工作和适应性。通过对北方地区常用的五种拖拉机悬挂机构参数的型谱分析,确定了土槽试验系统农具挂接机构的调节范围及调节方案,完成了挂接机构的结构设计,解决了土槽试验系统设计的技术难题。研究结果已用于全液压驱动的土槽试验车,使用效果良好。     

盆栽水稻水分消耗检测系统的研制

为了准确检测纸膜覆盖对水稻植株蒸腾、地表蒸发和耕层渗漏的影响，本试验研制了盆栽条件下的水稻水分消耗检测系统，它由动态电阻应变仪、输出面板、计算机或万用表、土槽传感器、渗漏传感器、种植作物的土槽、水箱、漏斗、土槽，水箱配重、吊索和机架等组成。该系统的特点是，通过配重平衡了系统的静态质量，能对静态质量较大，但质量的动态变化值很小的质量变化动态系统进行实时检测，结构简单、造价较低。标定试验结果表明，研制的系统精度和灵敏度较高。该系统可以用于其他作物的水分消耗及其他类似质量动态变化系统的检测。     

土壤工作部件田间测试系统的研制

研制了一种多用途土壤工作部件田间测试系统。该系统可在多种不同田间条件下测试不同土壤工作部件的牵引阻力、土壤垂直反力、工作深度和行走速度等参数,为土壤工作部件的工作性能分析提供田间试验数据。     

水田土槽设计和试验

本文通过对国内外一些士槽的分析,设计了一种既适用于水田轮试验又适用于机耕船试验的水田土槽。对适合于水田拖拉机行走机构试验的驱动机构,滑转率控制机构、测试系统、控制系统和土壤处理系统进行了详细的分析。并在土槽中进行了单轮叶动力性能试验、水田轮轮叶相互干扰试验、机耕船牵引阻力试验、滑板阻力试验和插秧机牵引性能试验。     

基于离散元法的油菜移栽垂直入土式成孔部件参数优化

针对南方稻田前茬秸秆存量多、土壤黏重导致油菜移栽机成孔部件作业阻力大、孔穴形态不稳定的问题,对自主研制的履带式油菜苗移栽栽植孔成型机构的锥刺直径、锥尖倒角、入土深度进行单因素、多因素离散元仿真试验。结果显示:成孔部件的锥刺直径、锥尖倒角、入土深度对锥刺入土的有效深度及入土阻力有显著影响,且存在显著的交互作用;多因素仿真试验的最优参数为锥刺直径52 mm、锥尖倒角40°、入土深度86.30 mm。对最优参数得到的锥刺进行EDEM仿真和室内土槽对比试验,结果 EDEM仿真与土槽试验锥刺入土阻力变化趋势一致,孔形有效深度分别为55.4 mm和56.6 mm,误差率为2.1%;锥刺入土阻力分别为57.5 N和54.7 N,误差率为4.9%。     

根茎类作物根土分离试验台的研制

针对根茎类作物机械化收获中的根土分离关键环节,研制了一种根茎类作物根土分离试验台,该试验台采用碾压、击打和抖动方式实现根土分离,可为根茎类作物收获装备的研制提供试验支持.为验证该试验台工作性能,以甘草(长根茎类作物)、虎杖(块根茎类作物)以及玉米根茬(须根茎类作物)作为试验材料进行了试验.验证结果表明,该试验台性能稳定,工作可靠,可根据试验要求调整工作参数,对部分根茎类作物进行根土分离性能试验,并对功率消耗进行测试.     

船式拖拉机船体行驶阻力的研究

船式拖拉机在深软水田中工作、或在河网地区为进行田间转移而在水中行驶时,船体是其主要的支承部件。本文根据水池试验得到的船模和船拖原型船体在不同前进速度下行驶阻力的试验结果,研究了船体在水中的行驶阻力,提出了降低阻力的途径。为研究船体在水田泥中的滑行阻力,研制了一条土槽进行试验。结果表明:田面有泥浆薄层时船体滑行阻力将大大降低。引入液体润滑理论对泥浆薄层的润滑作用进行了探讨,并用电子计算机对土槽试验数据进行回归分析,提出了船体滑行阻力的半经验表达式。船体在稀软田中滑行阻力的实测和预测值看来是相当一致的。文中列出的阻力系数值可供预测同类条件下的船拖船体滑行阻力时参考。     

KTC-1.5室内土槽试验装置研制简报

土壤的物理特性,特别是土壤质地、含水量和坚实度等,对土壤——机具系统的试验研究有非常显著的影响。然而在大田中要控制土壤特性,则是非常困难的。但如果在人工土槽中,不仅试验条件可处于试验者的控制范围内,提高试验精度和可比性,而且避免了自然条件的影响,大大缩短试验周期,加快研究进度。基于上述原因,自三十年代起,土槽试验装置在美、日、苏等国已作为车辆行走装置及耕作部件等试验研究的主要手段。近年来,由于土壤——机具系统基础理论研究的加强,土槽装置的型式越来越     

低漂移低药量喷杆喷雾机试验研究

对新研制的低漂移低药量喷杆喷雾机的喷药系统进行了喷药性能台架试验,包括喷头喷药量测试、喷幅测试和喷头防滴性能测试;对样机工作性能进行了田间试验,包括匀速试验和加速度试验。试验结果表明,喷药机的主要性能均满足功能要求,且整机的安全性能与稳定性能良好,符合设计要求。     

基于LabVIEW的土槽车振动测试系统的开发与应用

为了研究移动式土槽台车自身的机械振动对被测部件的影响程度,须要对土槽试验台车的振动情况进行测试、分析与处理,由于传统测试机械振动的方法存在测试成本高、累积误差大等缺点,本研究以LabVIEW为基础,配以压电式加速度传感器、IEPE信号调理器和数字示波器等设计虚拟机械振动测试系统,并对土槽试验台车的机械振动情况进行测试分析。结果表明,LabVIEW所分析的时域波形与示波器所显示的波形一致,经过快速傅里叶变换后所得到的频域波形与试验过程相符合,验证了该振动测试分析系统的可行性和合理性。     

双垄四行花生垄作播种机种沟开沟器设计与试验

针对我国南方丘陵地区土壤含水率较高导致花生播种机开沟器的开沟沟型不稳定、牵引阻力大的问题,设计了一种适用于南方土壤的花生播种机种沟开沟器,并结合南方土壤模型参数,采用离散元仿真和土槽试验相结合的方法优化开沟器作业参数。利用EDEM平台搭建土壤与开沟器模型,以开沟深度、双翼夹角和入土角为试验因素,以沟型系数和牵引阻力为评价指标,结合响应面法进行Box-Behnken试验,研究各因素及其交互作用对开沟器作业效果的影响规律,并确定最优参数组合为：开沟深度40 mm、双翼夹角98°、入土角144°。对比仿真试验和土槽试验结果,沟型系数和牵引阻力的误差分别为3.78%和6.68%,基于最优作业参数组合得到土槽试验中沟型系数为1.02、牵引阻力为46.3 N。该研究提高了开沟器的作业性能,为南方丘陵地区花生播种机种沟开沟器设计提供理论参考。     

太子参联合收获机挖掘铲的设计与试验

【目的】对太子参联合收获机挖掘铲进行理论计算,解决根茎类收获机挖掘铲在工作中普遍存在的阻力大、易壅土的问题.【方法】采用EDEM软件结合三因素三水平正交设计,选取最优参数组合,对仿真结果最大阻力值与土槽试验得到的最大阻力值进行对比.【结果】EDEM仿真得出的结果,经正交试验得到挖掘铲最佳工作参数组合为:工作速度0.8 m/s,入土深度200 mm,入土角度20°时,工作性能较优异.在该参数组合下,土槽试验表明挖掘铲工作阻力与仿真结果相差16.8%.【结论】采用EDEM对挖掘铲的仿真分析得出最佳的工作参数组合,通过土槽试验验证了仿真结果的可靠性,研究结果可为相关根茎类收获机挖掘铲的设计提供参考.     

籽棉回潮率自动测量装备的试验研究

为探索籽棉回潮率自动测量装备的工作性能,结合前期虚拟样机的结构设计和性能分析,完成了籽棉回潮率自动测量装备物理样机的搭建;按照整机操作规程,以单车测量时间和测量精度为试验指标,进行了整机性能试验研究,试验结果表明:单车测量时间为228秒,测量精度为98.9%,该装备的研究对提高测量效率、减轻劳动强度,实现籽棉回潮率的自动化和智能化测量具有重要意义。     

小型旱地深耕节油弹性轮室内土槽试验研究

在室内土槽中对弹性轮进行了牵引性能试验研究及弹性轮与7.50-16橡胶轮胎牵引性能对比试验研究。结果表明,弹性轮以牵引系数表示的牵引性能明显优于7.50-16轮胎,且达到履带行走装置的水平,为进一步优化弹性轮结构参数提供了理论依据。     

自走式排种器试验车的设计与试验

针对现有带式排种器试验台整机移动不便和不能模拟播种机田间作业的实际工作状态等问题,拟设计由直流电动机驱动的自走式排种器试验车。对试验车的整体结构、动力配置、传动机构、操控装置、行走机构、排种器连接装置等部件进行合理的参数匹配。对研制的样机进行单因素排种试验和制动性能试验。结果表明,当试验车的前进速度为1.5、2.5、3.8 m/s时,对排种器的漏播率、单穴单粒率和重播率等试验指标的影响不显著;当试验车的前进速度为3.8 m/s时,平均制动距离为1.6 m,平均减速度为4.51 m/s~2,制动性能符合相关国家标准。试验车对垂直圆盘排种器具有普遍适应性,在室内外环境条件允许的场地都能进行试验,为排种器性能试验提供了更大的灵活性和便利性。     

新型冬季葡萄越冬埋藤机的设计与试验

为解决现有多数葡萄埋藤机埋土量少和埋藤质量差等问题,研制了一种新型冬季葡萄越冬埋藤机。对该机的关键部件：掘土部件,输土机构和减速、换向装置进行了设计研究,并采用正交试验方法进行了田间试验,以掘土铲的长度、纵向输送带的线速度与横向输送带的线速度为因素,以覆土厚度、覆土宽度和抛土距离为指标。在利用试验结果的基础上做出了方差分析,得出影响葡萄埋藤机工作性能的因素主次,进一步优化了组合部件参数。试验结果表明掘土铲的长度为40 cm、纵向输送带的线速度为1.4 m·s^-1、横向输送带的线速度为1.65 m·s^-1时,葡萄埋藤机的埋藤效果良好,能够满足葡萄越冬埋藤的农艺要求。