振动深松机的研究设计

借鉴同内外先进技术,结合我国实际情况,利用偏心块旋转产生的离心力使深松铲产生振动,研发出一种振动式深松机.介绍振动式深松机的基本原理、总体结构及重要参数的选定方法.该机与普通深松机相比,在同等结构质量及作业条件下,能够大大减少整个机组的牵引阻力.降低能源消耗,提高深松作业质量.     

辽宁玉米收获机械化发展现状与对策

借鉴同内外先进技术,结合我国实际情况,利用偏心块旋转产生的离心力使深松铲产生振动,研发出一种振动式深松机.介绍振动式深松机的基本原理、总体结构及重要参数的选定方法.该机与普通深松机相比,在同等结构质量及作业条件下,能够大大减少整个机组的牵引阻力.降低能源消耗,提高深松作业质量.     

北方玉米地仿生振动式深松机的研制及试验

我国北方玉米茎秆存在粗大、行距宽、深松阻力大等因素,造成深松作业功耗较大、深松铲磨损严重等问题。为此,设计了一种北方玉米地仿生振动式深松机,介绍了整机振动装置的原理和主要部件结构参数的确定。基于仿生减阻原理,对深松铲齿和铲柄进行了仿生设计,在此基础上,对深松铲齿进行了有限元仿真校核。样机在振动和挤压两种工作模式下的性能对比试验表明:振动模式下,牵引阻力减少了10%～17%。研究成果对加快促进保护性耕作技术在中国北方农业区的推广与普及具有重要的意义。     

振动深松铲土壤切削有限元模拟分析——基于ANSYS/LS_DYNA

为了分析振动式深松机在耕作过程中深松铲与土壤之间的相互作用关系,首先研究了国内外采用有限元分析方法研究土壤切削问题的工作进展情况。为揭示振动深松减阻本质,借助ANSYS/LS-DYNA971软件,构建了深松铲和土壤的有限元仿真模型,并选用MAT_FHWA_SOIL和线弹材料分别作为土壤和深松铲的材料模型。将UG中的运动仿真数据作为深松铲载荷数据,通过Excel文件导入,对深松铲切削土壤的工作工程进行模拟,得出了深松铲切削土壤过程功耗的变化和深松铲在工作过程的等效应力(von Mises stress)情况,为深松铲结构参数的优化提供了依据。     

基于LABVIEW的振动深松机试验设计与分析

为了提高深松机作业过程中土壤疏松效果,降低机具的工作阻力,选用1SZ型振动式深松机,在土槽试验平台中进行了相应的振动减阻机理试验研究。首先设计了基于LABVIEW的软件测试系统,选取了扭矩、拉力、角度传感器等传感器及NI主机,基于五杆测力原理,构建了测试硬件系统,并选取机具的前进速度V0、振幅a=R s i nε和振动角β这3个主要因素进行三元二次回归正交旋转组合试验。试验表明:振动角对试验结果影响最大;得出的回归方程表明:当机具前进速度0.75m/s、振动幅值为7.5mm、振动角度为-15°时,试验指标机具工作阻力达到最小值3.975k N。     

1SZ-460型杠杆式深松机设计与试

深松作业可以打破犁底层,在不翻动土壤的前提下可有效改善土壤的透水、透气性能,为植物根系提供更大的伸展空间。本文针对普通深松机械作业中存在的牵引阻力大、土壤松碎效果差等问题,研制出一种基于杠杆原理的振动式深松机。深松铲形式为窄凿型,能最大限度地保护土壤、减少水分蒸发。样机在30 cm耕深时振动作业与无振动作业的牵引阻力对比试验表明,振动深松作业可有效降低机具牵引阻力,降阻幅度可达     

1SZ-460型杠杆式深松机设计与试验

深松作业可以打破犁底层,在不翻动土壤的前提下可有效改善土壤的透水、透气性能,为植物根系提供更大的伸展空间.本文针对普通深松机械作业中存在的牵引阻力大、土壤松碎效果差等问题,研制出一种基于杠杆原理的振动式深松机.深松铲形式为窄凿型,能最大限度地保护土壤、减少水分蒸发.样机在30cm耕深时振动作业与无振动作业的牵引阻力对比试验表明,振动深松作业可有效降低机具牵引阻力,降阻幅度可达13%～18%.     

振动式深松机运动特性分析及试验研究

为了深入研究深松机具作业过程中的牵引阻力、能量消耗及作业性能,首先对影响深松作业的结构参数振动幅值、振动频率、振动角度和机具前进速度逐一进行分析;然后从运动特性入手,分别对3种不同振动角度下的运动轨迹进行了研究。结果表明:振动角等于0时,运动轨迹为一段锁扣波形,总功耗增加,深松效果增加不明显;当振动角大于0时,运动轨迹为一段沿运动方向倾斜的正弦波形,将其分为向前上方切削运动和后撤运动两段,前段功率消耗与非振动深松相当,但后撤阶段功率消耗增大使得降耗效果不明显;当振动角度小于0时,运动轨迹为一段沿运动方向相反倾斜的正弦波,将其分为向前下方切削运动和提升运动两段,同时,在提升阶段运动过程中,深松铲工作于已深松过的土壤中,因而功耗大大减小,可以实现减阻降耗目的。同时,在前进速度为0.2~1.78m/s、振幅为10mm、振动角为10.80~-3 2.40和0~50Hz振动频率条件下,对振动式深松机具进行了单因素土槽试验研究,并分析了各因素与功率损耗之间的关系。     

基于ANSYS的深松机优化分析

深松技术是机械化保护性耕作重要方法,对深松机整体结构设计有利于提高实用性,研究基于ANSYS Workbench的深松机机架力学性能优化。通过UG三维建模软件建立深松机模型,并用ANSYS Workbench对深松机机架模型的静力学性能进行有限元分析,对整体结构优化设计。分析结果表明:减少质量和提高刚度,可避免深松机在正常田间作业时疲劳失效的发生。     

振动式深松中耕作业机的研制与试验研究

阐述了配合蓄水保土技术研制的振动式深松中耕作业机的结构关系及工作原理,并对不同工况进行了作业性能以及耕作阻力测试与分析的试验研究.试验结果表明,有振动深松作业时随耕作深度的增加,拖拉机行驶速度减小,深松部件的耕作阻力增大;相同耕深条件下,无振动深松作业的耕作阻力大于有振动深松作业的耕作阻力,振动深松降低了机具牵引阻力,节省了燃油消耗,机具的研制为蓄水保墒提供了可行的作业机具.     

基于DEM-MBD耦合算法的自激振动深松机仿真分析

自激振动深松机的设计主要采用田间试验及理论分析方法,但田间试验成本高、周期长,同时理论分析尚不具备完整准确的解析解。为提高该类机具的设计效率,保证设计结果的准确性和可靠性,本文在课题组研制的Agri-DEM软件平台上,添加了离散元法（DEM）与多体动力学（MBD）耦合算法,然后利用该算法对自激振动深松单体作业过程进行仿真分析。耦合算法中,采用MBD方法建立了台车-深松机-悬挂架-土壤的系统动力学模型,包括7个活动刚体、1个滑移铰、7个转动铰、1个滑移驱动、1个弹簧力约束和1个阻尼约束,同时利用广义坐标分块算法将系统微分代数方程组转化为微分方程组,并通过亚当斯-莫尔顿校正算法进行积分,求解获得各刚体的运动学参数和动力学参数;采用DEM方法建立了耕作土壤的离散元模型,考虑土壤颗粒的黏附力,提出一种适合于土壤等湿颗粒间的接触力学模型——湿颗粒模型,模型参数通过试凑法确定。对模型进行深松铲的动力学响应分析、弹簧及牵引力动力学响应分析和土壤扰动过程分析,仿真结果表明：土槽台车前进速度为0.5m/s时,机具牵引力周期性变化的区间为-331.06~1492.75N,最大牵引力为1492.75N;深松铲的入土角周期性变化的区间为0~-0.11rad,在高度方向上铲柄质心的变化区间为-400.33~-581.37mm;激振弹簧受载也呈周期性变化,变化区间为2623~-2231N;深松铲铲尖部位抬升土壤,土壤颗粒扰动量在铲尖区域最大,并沿深松铲前进方向和侧向依次递减。仿真结果直观的呈现了自激振动深松机的作业过程及土壤颗粒的运动情况,定性的解释了自激振动深松机的减阻机理。本文添加的DEM-MBD耦合算法,为自激振动深松机工作过程分析和优化设计提供了一种新方法。     

机械化土壤深松农业技术

机械化土壤深松技术,一般是指超过正常犁耕深度的松土作业,土壤通过深松可形成“天然土壤水库”。深松作业时,土壤只松不翻,可保持上下土层不乱;深松对地表覆盖破坏小,能减少土壤水分的散失,防止风蚀水蚀,利于保墒。深松作业机械有全方位深松机、凿式深松机、V型深松机、鼠道式深松机、振动式深松机等。     

振动式深松机振动装置的设计与研究

针对皖北地区沙土土壤有效深耕等问题,把虚拟样机技术应用于农业机械中,设计了一种振动式深松机模型。首先使用CATIA和ADAMS软件建立振动式深松机的虚拟样机动力学模型;其次对其进行了多体动力学仿真,得到了振动深松铲的动态载荷曲线,确定了深松铲在工作过程中所受的载荷谱;最后根据ADAMS输出的载荷谱,利用有限元原理,在ABAQUS中建立了深松机振动装置的有限元模型,计算出深松铲在实际工作中的承受应力和应变。根据强度理论得出运用该方法设计出的振动深松铲完全可以满足强度要求。其研究结果为联合仿真技术在农业机械中的实际应用提供了参考。     

弹簧预紧力可调式振动深松机设计与试验

为了减小深松机的耕作阻力和拖拉机的动力消耗,增强深松机对不同类型土壤的适用性,设计了弹簧预紧力可调式自激振动深松机。在机具工作过程中,通过自激振动单元的振动作用,可有效减小深松机的牵引阻力;通过弹簧预紧力调节机构可改变弹簧的预紧力,以适应不同物理特性的土壤,获得理想的深松效果。田间试验表明在保证耕深的前提下,合适的弹簧预紧力可有效减小机具的耕作阻力。为了测试该深松机的减阻性能,设计了2.5、3.2、4.0km/h 3种作业速度和250、300、350mm 3种深松深度,进行了两因素三水平的全因素试验,试验结果表明：在不同作业速度与深松深度下,与非振动深松机相比,该深松机均能有效减小牵引阻力,减阻比为10.30%~22.65%;对不同作业速度和深松深度下的振动深松牵引阻力和非振动牵引阻力进行了方差分析。结果表明作业速度、耕作深度和机具类型对深公机工作阻力均有显著性影响,在不同作业速度下,由于自激振动单元的减阻作用,随着耕作深度的增加,振动深松牵引阻力增加速度小于非振动深松。     

1SZ-1型振动式深松机的设计

为降低国产深松机的能耗,运用理论分析与试验相结合的方法,优化1SZ-1型振动式深松机的结构和动力参数。在介绍振动式深松机工作原理和总体结构的基础上,综合各方面的因素,确定机具的主要工作部件及其参数。     

振动式深松中耕联合作业机的设计

研究设计了一种振动式深松中耕联合作业机,阐述了机具结构关系及工作原理;同时,介绍了主要部件的结构设计并对深松部件进行了有限元分析,该研究为蓄水保墒提供了可行的作业机具。     

自激振动式深松机及关键部件设计

随着农业机械化的快速发展与应用，农业机械长期碾压、翻耕，破坏了土壤犁底层，使犁底层变得硬、厚、肥力降低，限制了作物产量提高与品质提升。深松机械可以改善土壤肥力、打破犁底层，为作物生长提供一个良好的土壤环境，但是目前深松机械存在田间阻力较大、机械能耗高等问题。自激振动式深松机主要是基于弹簧片使深松铲发生振动，土壤在不同频率和不同振幅下破碎，提高土壤深松效率与深松稳定性。系统论述了国内外振动深松机发展现状，对自激振动式深松机的振动弹簧、深松铲等关键部件进行设计。研究结果可以为深松机械的发展与设计优化提供参考和借鉴。     

自激振动深松机研究现状分析

机械化深松普遍存在阻力大、能耗高等问题。在深松减阻方面,振动深松减阻效果显著,作业效果良好。自激振动深松与强迫振动深松机构具有相同的降阻效果,且在总能耗上较后者少。本文通过分析国内外自激振动深松机相关研究文献,总结自激振动深松机的结构特点和减阻效果,分析现有自激振动深松机存在的问题和发展趋势,为自激振动深松机的研制提供参考依据。     

振动深松机关键部件的设计

为减少深松机耕作阻力和牵引阻力,实现减阻节能高效作业,对振动深松机的关键部件进行优化设计.阐述振动深松机的结构及工作原理,详细说明偏心轴、深松铲铲头与铲柄的设计方案,为今后进行深松机相关的设计提供依据.     

因地制宜改进深松机的使用

晋州市常用的深松机具类型主要分为两种。一种是只能进行深松作业的机具：如带翼铲的深松机、振动深松机等;另一种是可以联合作业的机具：如深松旋耕机、振动深松播种机等。单一作业的深松机,结构简单,使用方便,深松效率也高