玉米收获机茎秆切割铺放装置的设计与试验

随着畜牧业和工业的发展,农作物秸秆作为重要的饲料与工业原料,其需求越来越多,玉米秸秆的回收利用更是受到人们的广泛关注。为此,设计了一种新型的玉米收获机茎秆切割铺放装置,能够实现玉米茎秆的切割、压整和铺放。经田间试验证明,该装置效果良好,切断的茎秆能够满足打捆要求。     

圆盘式玉米茎秆切割试验台的设计与切割过程分析

研制了圆盘式玉米茎秆切割试验台,模拟了玉米等茎秆的切割过程。同时,介绍了试验台的结构与工作原理,并借助于高速摄影装置对玉米茎秆切割过程进行了试验和分析。试验表明,该试验台操作方便、数据可靠、工作可靠,是研究圆盘式茎秆切割器切割性能的有效装置。     

基于圆盘式切割器的木薯茎秆切割试验研究

以收获期木薯茎秆为研究对象,在自行研发的切割试验台上进行木薯茎秆切割试验,通过对刀片刃角、刀盘倾角、切割角、刀盘转速、机器前进速度等因素对最大切割力及功耗等指标进行单因素、多因素试验。试验结果表明:刀片数量对茎秆切割影响不大;最大切割力与刀片刃角、刀盘倾角、切割角、刀盘转速及机器前进速度相关;随着刀片刃角、切割角及机器前进速度的增大,最大切割力增大;随着刀盘倾角及刀盘转速的增大,最大切割力呈减小趋势。     

基于ADAMS的木薯茎秆切割过程虚拟仿真研究

针对于木薯收获机械的特点,采用SolidWorks软件对其切割装置进行结构设计,将模型导入ADAMS软件中进行运动仿真。仿真结果表明:切割器最大位移为1 190mm,最大切割速度为30.008mm/s,切断一根茎秆需用时0.253s,证明所设计切割装置的运动状态与物理样机相符,满足设计要求,并且得到了木薯茎秆在切割装置作用下的一系列运动曲线;对木薯茎秆进行试验台切割试验,试验结果表明:木薯茎秆切割主要断裂形式为一刀切割、重割和切割后碰裂,其中漏割碰撞断裂的统计频数小于3%;经过初步分析,影响木薯茎秆切割质量的主要因素为切割器的结构参数和工作参数,为木薯收获机械切割装置的研制提供一定的理论依据。     

葡萄茎秆切割装置作业参数优化与试验

为探究露地酿酒葡萄茎秆对机械化切割力的影响关系,通过力学特性试验测定修剪期葡萄茎秆弹性模量与抗压强度,确定葡萄茎秆断裂时的抗剪强度在5.0~9.0 MPa。对切割器—葡萄茎秆建立几何模型进行动力学仿真,借助有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA分析往复式切割器切割过程,得到葡萄茎秆修剪过程中位移云图、等效应力云图、能量曲线和切割力曲线。在此基础上进行三因素三水平仿真试验,得到切割装置工作参数对切割力的影响从大到小排序为切割倾角、液压马达转速、行进速度,运用Design-Expert12.0软件优化分析得到切割装置最优参数组合：切割倾角为9°、液压马达转速为700 r/min、行进速度为1.5 m/s。运用最优参数组合进行田间试验,结果表明：往复式葡萄茎秆修剪机的漏剪率为5.4%,撕裂率为4.6%,葡萄茎秆切割装置最优作业参数可满足葡萄园茎秆修剪作业要求。     

圆盘式茎秆切割试验台的设计

农业机械、畜牧机械以及其它以农作物茎秆为生产原料的工业机械设备的设计过程中，经常遇到茎秆切割器的设计问题，需要确定一些设计参数。从设计者角度而言，获取设计参数最好的方法是实验。为此，介绍了圆盘式茎秆切割试验台的设计及工作原理，讨论了试验台结构参数对临界切割速度的影响，以及设计中存在的问题和实验操作步骤。     

茎秆切割试验台的研究设计

茎秆切割试验台是测定各种茎秆在切割时耗功的大小;切割速度和切割角度的变化对耗功的影响的测定装置。该试验台机械部分是根据物理摆原理而设计的。利用机械部分可进行机械测定;加上传感器可进行电测定;两者还可同时进行。其测定结果相近。     

单茎秆切割试验台的设计与试验

针对现有联合收割机在收获粗大茎秆的超高产水稻时切割器存在功耗大、磨损加快和效率变低等问题,研制了可用于不同作物的单茎秆切割试验台,并采用摆切式结构;设计了基于Labview的测试软件,可测得作物茎秆不同切割速度、切割位置和切割刀片时切割力的时间历程;论文最后开展了水稻单茎秆6个切割位置和3种切割速度下的台架试验.试验表明,试验台工作可靠,可为切割装置的设计提供理论依据.     

苎麻单茎秆切割试验与分析

对苎麻茎秆进行单茎秆切割试验分析,获得不同切割刀片和切割形式下切割苎麻单茎秆所需的最大切割驱动力和切割功耗。试验结果表明,当用锯齿刃长刀片(120mm)双刀片以剪的形式切割苎麻单茎秆时,其最大切割驱动力和切割功耗最大;当用光刃短刀片(81mm)单刀片以挤压的形式切割苎麻单茎秆时,其最大切割驱动力和切割功耗最小。     

谷子茎秆切割力学特性试验与分析

为减小谷子茎秆切割力、降低切割功耗,设计了茎秆往复式切割试验台,对谷子茎秆进行不同收获时间、茎秆部位、切割器组合形式、切割倾角、刀片斜角、平均切割速度和茎秆喂入速度的单因素切割试验,并在单因素试验基础上对平均切割速度、切割倾角和刀片斜角3个因素进行响应面试验。单因素试验结果表明:收获期茎秆极限切应力、单位面积切割功耗随含水率的增大而减小;基部起茎秆极限切应力、单位面积切割功耗总体上随茎秆高度的增加而减小,茎秆茎节极限切应力、单位面积切割功耗较茎秆节间大;茎秆双支撑切割形式较单支撑切割形式极限切应力、单位面积切割功耗小;切割倾角0°～20°时,茎秆极限切应力、单位面积切割功耗随切割倾角的增大先减小后增大;刀片斜角0°～48°时,茎秆极限切应力随刀片斜角的增大而减小,而单位面积切割功耗先减小后增大;平均切割速度0. 5～1. 5 m/s时,茎秆极限切应力、单位面积切割功耗随平均切割速度的增大呈先减小后平稳变化的趋势;茎秆喂入速度对切割力学特性无显著影响。响应面试验结果表明:试验因素对茎秆极限切应力、单位面积切割功耗影响的主次顺序为平均切割速度、刀片斜角、切割倾角,且最优切割参数为:平均切割速度1. 19 m/s、切割倾角7. 2°、刀片斜角36. 4°,最优参数下茎秆极限切应力和单位面积切割功耗分别为2. 88 MPa、22. 38 m J/mm~2,验证试验值与预测值相对误差不超过3. 5%。刀片斜角对比试验表明:刀片斜角36. 4°较30°(标准Ⅱ型动刀)切割谷子茎秆时,茎秆极限切应力、单位面积切割功耗分别减小了6. 6%、3. 9%。     

农作物茎秆切割理论与方法研究进展分析

茎秆是农作物的主要副产品,也是世界范围内丰富的生物质资源。茎秆切割是刚性体与柔性体的直接互作过程,是茎秆处理的重要工序。茎秆切割与农作物高效低损伤收获及茎秆资源化利用密切相关,开展割刀与茎秆切割互作过程的研究是农艺农机深度融合的重要方面,对于农业生产与生态发展具有现实意义。为此,本文围绕茎秆切割的相关问题进行了国内外研究进展的综合评述与分析,具体为：围绕茎秆力学参数与本构模型,阐述了茎秆生物学特征与力学参数的关系、测试方法与设备、茎秆本构模型的建立及应用;结合割刀结构参数与型式、耐磨性能、自磨锐性能,介绍了割刀的结构型式与材料特性;针对割刀与茎秆的切割互作过程,系统介绍了切割原理,以及高效率、低功耗、低损伤等切割技术研究目标;从试验研究的具体参数及目标值到仿真研究的不同类型,梳理了两种研究方法在茎秆切割中的应用概况。在此基础上,结合现有问题,着重探讨了茎秆切割领域未来的发展方向,为农业生产中茎秆切割问题的深入研究提供了参考。     

农作物茎秆切割理论与方法研究进展分析

茎秆是农作物的主要副产品,也是世界范围内丰富的生物质资源。茎秆切割是刚性体与柔性体的直接互作过程,是茎秆处理的重要工序。茎秆切割与农作物高效低损伤收获及茎秆资源化利用密切相关,开展割刀与茎秆切割互作过程的研究是农艺农机深度融合的重要方面,对于农业生产与生态发展具有现实意义。为此,本文围绕茎秆切割的相关问题进行了国内外研究进展的综合评述与分析,具体为：围绕茎秆力学参数与本构模型,阐述了茎秆生物学特征与力学参数的关系、测试方法与设备、茎秆本构模型的建立及应用;结合割刀结构参数与型式、耐磨性能、自磨锐性能,介绍了割刀的结构型式与材料特性;针对割刀与茎秆的切割互作过程,系统介绍了切割原理,以及高效率、低功耗、低损伤等切割技术研究目标;从试验研究的具体参数及目标值到仿真研究的不同类型,梳理了两种研究方法在茎秆切割中的应用概况。在此基础上,结合现有问题,着重探讨了茎秆切割领域未来的发展方向,为农业生产中茎秆切割问题的深入研究提供了参考。     

木薯茎秆力学特性试验与研究

为给木薯茎秆的机械化收获和处理提供理论依据和基础技术参数,对收获期内"华南205"品种木薯茎秆的上、中、下3种不同生长部位分别进行不同含水率下的弯曲、轴向压缩、径向压缩试验,得到茎秆的最大载荷和强度,并利用SAS软件分析各因素的影响显著性。结果表明:弯曲最大载荷均值、抗弯强度均值分别为:329.50N、12.90MPa(上部),699.41N、13.59MPa(中部),1 187.78N、15.26MPa(下部);木薯茎秆的轴向压缩最大载荷均值、压缩强度均值分别为:2 187.28N、10.65MPa(上部),3 867.63N、11.97MPa(中部),5 892.03N、12.81MPa(下部);径向压缩最大载荷均值、压缩强度均值分别为345.40N、1.24MPa(上部),542.90N、1.19MPa(中部),662.97N、1.09MPa(下部)。方差分析结果表明:生长部位对木薯茎秆压缩、弯曲的最大载荷以及对抗弯强度、径向压缩强度均有极显著性的影响,含水率对弯曲最大载荷有显著性影响,含水率对轴向压缩强度有显著性影响。     

秸秆切割揉碎装置设计与仿真分析

切割揉碎装置设计的合理性是影响秸秆切割揉碎打捆机切割质量、工作性能和整机平衡性的主要因素。通过对切割揉碎装置粉碎刀的密度及其排列方式的研究,利用SolidWorks Simulation分析软件对粉碎刀和刀轴进行了仿真分析,获得了粉碎刀的最大应力为20.7 MPa,粉碎刀对秸秆的切削具有足够的强度支撑,根据获得的刀轴模态振型图,可知刀轴实际工作中的转速远低于其最低临界转速,满足实际工作的需求。      

玉米茎秆扶直包扎装置设计与试验

针对玉米植株在受到重大自然灾害时茎秆折断情况，从人因工程学角度设计了一套玉米茎秆扶直包扎装置。首先，以郑单958品种玉米植株为研究对象，建立扶直包扎物理对象模型，再基于此模型设计计算了便于用户操作的扶直包扎装置主要尺寸；最后，搭建了实物样机模型，并对玉米茎秆进行扶直包扎试验。结果表明：扶直包扎装置能够将折伤后玉米茎秆扶直且稳固，便于操作，促进玉米增产增质；传统组和装置组的扶直包扎效率分别为60.7株/min和16.7株/min,利用扶直包扎装置完成玉米茎秆扶直包扎效率高于传统包扎组，且扶直包扎效率稳定，具有很好的市场应用前景，对其他农林枝木的包扎具有一定的参考价值。     

甘蔗茎秆切割机理研究

甘蔗是我国主要经济作物之一,甘蔗收获机割茬不齐、破头率高、切割损失大,严重地影响了甘蔗收获机的性能和推广应用.为此,综述了国内外在甘蔗茎秆物理力学特性、切割器、刀片及切割理论等方面的研究成果,提出了结合甘蔗茎秆材料特点和物理力学特性来研究其切割机理,将更具有科学性.结果表明,计算机仿真技术是研究甘蔗茎秆切割机理的有效手段.     

油菜茎秆切割试验研究

为了探究油菜茎秆切割时的力学特性参数,研究了茎秆剪切力与茎秆直径与剪切速度的关系,并采用INSTRON电子万能材料试验机对油菜茎秆剪切力学性能进行了试验研究,测定了成熟收获期青杂5号和青杂7号两个品种油菜茎秆在不同高度、不同直径和不同加载速度下剪切力大小。结果表明:青杂5号和青杂7号油菜茎秆在相同加载速度下的剪切力有显著差异;同一品种、不同高度油菜茎秆在相同切割速度下所受剪切力无显著差异;油菜茎秆的直径大小与剪切力大小呈正相关,剪切力随茎秆直径的增大而增大;油菜茎秆所受剪切力整体上随着割刀加载速度的增加而减小。试验结果可为油菜收获提供理论依据和指导。     

4SY-1.8型油菜割晒机输送与铺放装置设计

针对油菜收获机械化程度低和油菜成熟度不一致的农艺特征,设计了一种4SY-1.8型油菜割晒机,重点开展了输送与铺放装置关键部件的设计,确定了集伸缩拨指滚筒、立辊筒、输送带和铺放装置等于一体的输送铺放系统,分析确定了各装置的主要结构参数与运行参数。田间试验结果表明:所设计的输送与铺放装置能有效地实现油菜茎秆的流畅输送和有序铺放,统计测定得出的茎秆铺放角平均为50.33°,满足油菜分段收获的后续机械捡拾作业农艺要求。      

蚕蛹切割装置的设计

蚕蛹营养丰富,是人们喜爱的食品之一.在直接食用蚕蛹的时候,蛹皮不但影响人们食用的口味,而且大都被舍弃.蛹皮中含有利用价值较高的几丁质等物质,为了提高蚕蛹的利用率和蚕蛹食用的适口性,可以在蚕蛹食用之前把蚕蛹和外壳分离,这样不但提高了蚕蛹食用时的风味,而且提高了利用价值.蚕蛹切割装置是蚕蛹去皮的主要装置之一,采用机械的方式将蛹皮和蛹体分离,从而提高蛹皮的利用价值.