马铃薯在摆动分离筛上的动力学试验研究

针对马铃薯在收获过程中的碰撞损伤问题,本试验设计了马铃薯在摆动分离筛上的动力学测试试验台,分别进行了室内试验和田间试验.通过将无线三维加速度传感器置人马铃薯内部,采集了两种典型薯形的马铃薯在不同筛分速度的三维加速度信号,获得马铃薯在筛面上的碰撞强度.本试验研究为马铃薯动力学分析提供了一种新的方法,同时为马铃薯收获、分选等机械化生产设备的设计和优化提供一定的参考.     

基于离散元法的马铃薯在摆动筛面运动特性研究

为探明马铃薯在筛面的运动规律,采用3D扫描建立不规则形状马铃薯的三维建模,采用离散元仿真分析软件模拟马铃薯在摆动分离筛面的运动状态,并选择摆分离筛曲柄半径为35 mm、摆动方向角为16.8°,在不同曲柄摆动频率和筛面倾角进行模拟试验。同时,分析筛面倾角及摆动频率变化对马铃薯运动速度的影响规律,得到马铃薯在筛面运动速度变化规律及拟合方程,为进一步分析薯土混合物的分离机理和筛体结构优化提供理论参考。     

水稻收获机涂层改性清选筛面设计与试验

针对水稻收获机清选作业过程中湿黏水稻脱出物易粘附、堵塞清选筛的问题,利用聚四氟乙烯涂料对清选筛面进行喷涂改性处理,设计了具有抗粘减阻性能的清选筛面。涂层改性筛面往复摩擦特性试验结果表明,涂层改性筛面与水稻秸秆的平均摩擦因数降幅达32. 2%～32. 7%,与稻叶的平均摩擦因数降幅达39. 1%～40. 2%,涂层改性筛面表现出良好的减阻特性。涂层改性筛面润湿减粘特性试验结果表明,涂层改性筛面的接触角为110. 6°,接触角增幅为26. 8%,与水稻秸秆的界面粘附力降幅为62%～67%,与稻叶的界面粘附力降幅为63%～65%,减粘脱附特性显著增强。利用水稻收获机进行了涂层改性筛面田间清选作业减粘防堵性能试验,作业量为2. 0 hm~2时,与未改性筛面相比,涂层改性筛面粘附物质量降低67. 8%,聚四氟乙烯涂层能够有效地解决湿黏脱出物粘附、堵塞问题,具有良好的耐久性。     

基于滚筒式分离的马铃薯收获机设计与试验

针对我国南方山地丘陵地区机械化水平低、传统马铃薯收获机消耗大及结构复杂等问题,结合国内外对马铃薯收获机械的研究,设计了一种适用于山地丘陵地区的滚筒式马铃薯收获机,该机具主要包括挖掘装置、分离输送滚筒筛及角度调节副等部件.运用SolidWorks完成了关键部件的构建和虚拟装配,研制了分离输送部件的样机,并进行了台架试验....     

马铃薯收获机输送链仿真分析与参数优化

针对马铃薯收获机收获作业提出的更高要求,对马铃薯收获机输送链进行仿真分析和参数优化。通过分析,马铃薯横切面半径越大,在输送过程中越不稳定,在不发生漏薯的情况下,增加相邻栅条的距离可以提高马铃薯输送的稳定性。基于ADAMS对输送链不同水平夹角下的马铃薯滚动进行分析,马铃薯滚落速度变化与输送链倾角有关,在倾角≤30°时,马铃薯滚落速度能够达到稳定状态而不会继续增加,为马铃薯输送链的设计提供依据。建立马铃薯薯土分离效果与输送装置参数的关系,通过分析和试验的方式设计了主从驱动轮的中心距h为1 500 mm、输送链倾角β为25°、提升高度为634 mm的输送链,能够实现马铃薯的输送分离作业。      

4UR-1520型马铃薯收获机设计及试验

设计了一种与机械化马铃薯垄作栽培农艺要求配套的马铃薯收获机,整机尝试采用挖掘铲、摆动筛、升运链与除杂装置相组合的方式,提高了分离效率及升运链使用寿命,对关键部件进行了研究。     

单行牵引式马铃薯收获机摆动筛仿真优化分析

针对现有单行牵引式马铃薯收获机伤薯率高、明薯率低等问题,提出摆动分离筛优化的关键变量,并使用三维实体建模软件对小型马铃薯收获机零部件进行参数化建模,确立曲柄半径与转速对筛分性能影响的目标函数。同时,运用ADAMS对摆动分离筛虚拟样机模型进行动态仿真分析,完成摆动分离筛筛分性能关键参数的优化。     

基于EDEM的马铃薯收获机分离输送装置仿真分析

为了实现提高马铃薯收获效率并减少其机械损伤,关键在于优化滚筒式马铃薯收获机分离输送装置的运动参数,包括滚筒筛转速、切削角度和行进速度.为此,建立了土壤颗粒的仿真模型、马铃薯颗粒的仿真模型和马铃薯收获机分离输送装置的仿真模型,通过EDEM软件仿真土壤和马铃薯颗粒的分离输送试验并收集数据;运用Design-expert软件...     

基于多段分离工艺的马铃薯联合收获机设计与试验

针对马铃薯分段收获人工捡拾工作量大、劳动强度高、收获效率低等问题,在适应种植模式和农艺要求的基础上,设计了一种基于多段分离工艺的马铃薯联合收获机,该机可同时完成双垄双行马铃薯的挖掘、薯土分离、清土除杂和集薯输送等任务。收获机在拖拉机的牵引作用下进行收获作业,其关键零部件包括松土限深调控装置、切土切蔓装置、挖掘装置、摆抖式薯土分离装置、过渡分离装置、清土除杂装置和集薯输送装置等。该收获机采用多段分离工艺,可有效提高薯土分离效率,显著降低含杂率,降低劳动强度。田间试验表明:作业速度分别为3. 17 km/h和4. 16 km/h时,样机的损失率分别为1. 64%和1. 59%,伤薯率分别为1. 72%和1. 48%,破皮率分别为2. 31%和1. 92%,生产率分别为0. 41 hm2/h和0. 54 hm2/h,各项性能指标均达到了作业标准。基于碰撞检测技术获取了收获过程中薯块的动态碰撞信息,在对碰撞特征和薯土混合物运动特点进行分析的基础上,明确了联合收获机易产生较大碰撞加速度的关键位置为:分离筛Ⅰ与分离筛Ⅱ交接处及集薯输送装置的落料端,降低分离筛Ⅰ和分离筛Ⅱ之间的高度差、改善集薯装置末端的缓冲效果,是降低伤薯率和破皮率的有效措施。     

马铃薯收获机的发展及市场前景浅析

马铃薯为地下产物，且是块茎繁殖，其收获方式以挖掘机为主。马铃薯收获机可以大大提高收获效率，降低劳动强度，减少损失，为马铃薯生产奠定良好的基础。     

基于ADAMS马铃薯收获机振动筛的运动特性分析

马铃薯收获机是马铃薯生产过程中一种非常重要的机械,但马铃薯收获机振动筛的运动规律复杂,经常发生伤薯问题。为此,以某型号马铃薯收获机多杆机构的振动筛为研究对象,利用Creo建立了振动筛的参数化模型,并利用ADAMS对振动筛的运动特性进行了分析。通过分析得到振动筛的振幅范围5.5~31.8mm略微超出了最佳范围10~30mm;速度范围105.5~535.2mm/s符合小于600mm/s的最佳要求;加速度范围0.7~18.7mm/s2,其最小值小于最佳取值范围2.5~20mm/s2的下界。利用ADAMS可以准确高效地得到振动筛的运动特性,为振动筛的优化设计提供了理论依据。     

摆动分离筛薯土分离机理分析与参数优化试验

针对摆动分离筛薯土分离机理不明确,作业参数匹配不合理导致明薯率与马铃薯破皮率矛盾突出等问题,利用高速摄像机实时拍摄不同曲柄转速、筛面倾角和机器前进速度时摆动分离筛上薯土混合物的分布状态,统计并分析薯土混合物分布高度的变化规律,揭示薯土分离机理,并获得影响分离筛性能主要因素的取值范围。以明薯率和破皮率为评价指标,采用Box-Behnken响应面试验方法进行试验,建立各指标与因素间的回归数学模型,对影响摆动分离筛性能的结构与工作参数进行优化。结果表明,各因素对明薯率、破皮率影响由大到小为曲柄转速、筛面倾角、机器前进速度。摆动分离筛优化参数组合为:曲柄转速230 r/min,筛面倾角21.1°,机器前进速度2.03 km/h,优化后明薯率和破皮率分别为98.94%和0.21%,明薯率较优化前提高1.68个百分点,破皮率较优化前降低9.6个百分点,参数优化试验结果满足国家标准要求。     

小型薯类收获机设计与田间试验

为了满足丘陵山地薯类机械化收获的需要,设计开发出了一种小型薯类收获机,重点解决小型薯类收获机在作业过程中存在的薯土分离不净、杂草雍堵、破碎率较高等问题。该机增设了防缠绕装置,有效解决了杂草雍堵和壅土问题。应用升运链式分离结构,并对挖掘结构优化设计,有效实现薯土分离,降低了破薯率。田间试验表明:在低速工作状态下,机器平均损失率为2.12%,平均伤薯率为4.99%,平均明薯率为97.83%;在高速工作状态下,机器平均损失率为0.51%,平均伤薯率为3.25%,平均明薯率为99.49%。该机能满足不同土壤的作业要求,作业效果良好。     

装包卸包型马铃薯联合收获机设计与试验

针对现有马铃薯联合收获机薯土秧杂分离效果差、伤薯破皮严重以及后续清选除杂成本高等问题,采用双筛薯杂分离、拨板摘薯、人工辅助分拣除杂、缓存集薯装包和随重渐降卸包相结合的作业方式,研制了一种装包卸包型马铃薯联合收获机,该机具主要由松土限深装置、挖掘装置、双筛式薯杂分离装置、拨板摘薯装置、人工辅助分拣平台以及集薯装包卸包装置等部分组成。在阐述总体结构和工作原理的基础上,对双筛薯杂分离过程和拨板摘薯过程进行力学分析,明确了马铃薯运动轨迹和碰撞特征;拨板摘薯装置可实现薯秧脱附分离,降低损失率;缓存集薯装包与随重渐降卸包技术,可实现缓存和装包状态自动切换,确保不停机柔性集薯与减损卸包。试验结果表明,当作业速度为3.01、3.95 km/h时,生产率分别为0.39、0.51 hm²/h,伤薯率分别为1.68%和1.44%,破皮率分别为2.05%和1.71%,含杂率分别为1.75%和1.96%,损失率分别为1.56%和1.52%,各项性能指标均满足相关标准要求。     

牵引式马铃薯联合收获机的设计与试验

马铃薯收获是马铃薯产业全程机械化的关键环节之一,目前我国收获机械化程度较低。虽然国内的马铃薯收获机械种类繁多,但是大部分机具仍需人工辅助完成整个收获过程,作业成本较高、劳动强度大。为此,研究开发了一种2垄4行牵引式马铃薯联合收获机,可一次作业完成挖掘限深、土薯分离、秧草除杂及输送归集装车等多项工艺联合作业。上车输送归集装置由3级升运机构共同组成,采用液压驱动实现马铃薯薯块的输送归集,结构简单,调整方便,解决了传统收获模式下仍需人工捡拾的作业过程,大大降低了劳动强度。增设光电传感器检测,与液压传动系统结合可以有效反馈控制落薯的高度与位置,大大降低了伤薯率。田间试验表明:该机作业效果良好,各项性能指标均符合《马铃薯·收获机质量评价技术规范》标准要求。     

马铃薯收获机辊组式薯土分离装置设计与试验

针对目前传统马铃薯收获机分离装置存在伤薯率高、去土率低以及分离装置结构形式单一且调节不便的问题,设计了一款由聚氨酯材料构成的左右螺旋对称式去土辊与可调节式光辊交替排列组合的马铃薯收获机辊组式输送分离装置。通过针对机体结构的动力学分析、薯土分离的耦合机理分析和去土过程马铃薯之间碰撞离散分析,确定了影响马铃薯收获机辊组式输送分离装置伤薯率和去土率的关键因素,并对其进行试验,以伤薯率和去土率为试验指标,以去土辊和光辊间距和转速、输送分离装置倾斜角为试验因素,根据正交试验结果建立数学回归模型并进行响应面分析和参数化分析,确定当去土辊与光辊间距为16.5 mm、去土辊转速为100 r/min、光辊转速为100 r/min、分离装置倾斜角为8°时,伤薯率为0.64%,去土率为97.1%。与传统马铃薯收获机分离装置相比,伤薯率下降0.12个百分点,去土率上升2.6个百分点,该装置能更好地满足输送分离要求。     

马铃薯收获机薯秧分离装置设计与试验

针对北方粘重土壤条件下马铃薯收获过程中薯秧分离效果不佳的问题,设计了一种在不杀秧情况下既适用于大型联合收获机也适用于分段式马铃薯收获机的薯秧分离装置。通过对该装置升运过程中薯秧的运动学分析和分离过程中的力学分析,建立了一种弹性力学模型,确定了影响薯秧分离效果的主要因素,得到影响薯秧分离性能的摘秧辊转速范围和摘秧辊与一级升运分离筛主驱动辊距离范围等工作参数。以摘秧辊转速、一级升运分离筛主驱动辊线速度、摘秧辊与一级升运分离筛主驱动辊距离为试验因素,以含杂率为试验指标,在未进行杀秧作业的条件下进行田间试验,试验结果表明:当摘秧辊与一级升运分离筛主驱动辊距离为2. 5 mm、摘秧辊转速为9. 0 r/s、一级升运分离筛主驱动辊线速度为1. 6 m/s时,含杂率为2. 4%,优于国家行业标准。