双速毛刷辊式水果清洗机设计与试验

针对类球形脆皮水果在清洗过程中洗净率偏低、损伤率高的问题,采用毛刷辊差速原理,设计集浸泡、刷洗、喷洗与集果等功能的双速毛刷辊式水果清洗机,阐述其基本结构和工作原理,并对浸泡装置、喷淋装置、刷洗装置等关键部件进行设计与分析。选取红富士苹果为试验物料,以奇数排毛刷辊转速、偶数排毛刷辊转速、浸泡时间为试验因素,洗净率和损伤率为评价指标,进行单因素分析,确定试验因素水平;通过3因素3水平正交试验,分析了试验因素对各试验指标影响的显著性,确定了水果清洗的最佳清洗工艺参数组合,即奇数排毛刷辊转速为80 r·min~(-1),偶数排刷辊转速为100 r·min~(-1)、浸泡时间为25s。在此条件下,水果洗净率为98.08%,损伤率为3.07%。     

双层毛刷辊式扇贝清洗工艺参数优化

为获得双层毛刷辊式扇贝清洗机最优清洗参数,以清洗率、破损率为试验指标,以上层毛刷辊转速,下层奇数毛刷辊转速,下层偶数毛刷辊转速为主要影响因子对海湾扇贝进行清洗试验。清洗试验在单因素试验的基础上进行正交实验研究。结果表明:两层毛刷辊间距为15mm,上层毛刷辊转速Va=60r/min,下层奇数毛刷辊转速Vb=45r/min,下层偶数毛刷辊转速Vc=75r/min时获得最佳清洗效果。清洗率平均值达13.75%,破损率平均值达2.1%;5kg清洗时间平均为100s。结果可为扇贝清洗工艺设备的设计提供参考,为双层毛刷辊式扇贝清洗机工作参数的匹配提供理论依据。     

摆动型水田株间除草装置设计与试验

针对水田株间除草装置伤苗率高、除草率低等问题,设计一种摆动型水田株间除草装置。阐述该装置的整体结构与工作原理,对其关键部件——偏心轮机构和除草弹齿进行理论分析与结构设计,结合弹齿往复开合运动与水稻种植农艺,分析除草弹齿运动过程与避苗系统工作机理。运用ADAMS软件,以机具前进速度和偏心轮转速为试验因素、覆盖率和入侵率为评价指标,采用2因素5水平二次回归正交旋转组合试验方法进行虚拟仿真试验。仿真结果表明:机具前进速度与偏心轮转速对覆盖率和入侵率有极显著(P<0.01)影响,机具前进速度为除草装置工作性能的主要影响因素,当机具前进速度为266.12 mm·s^-1、偏心轮转速为3.97 r·s^-1时,除草装置作业性能最优,覆盖率为85.70%,入侵率为5.62%。田间试验结果表明:当机具前进速度为270 mm·s^-1、偏心轮转速为4 r·s^-1时,除草装置的除草率为82.5%,伤苗率为5.1%,与仿真试验结果大体一致,所设计的除草装置能够满足水田株间除草农艺要求。     

玻璃温室棚顶清洗装置设计与研究

随着现代农业的不断发展,玻璃温室大棚应用规模不断扩大,其使用年限更长,因此对棚顶适时清洗尤为必要。针对中国情况设计了一种玻璃温室棚顶清洗装置,该装置形状仿温室棚顶,用毛刷辊作为行走轮,采用喷水后毛刷刷洗的方式清洗棚顶,清洗效果较好。经正交试验分析,得到3个主要影响因素,结果表明当行走速度为2.31 m/min、盘刷转速为97 r/min、喷水量为9 L/min时,清洗效率高、效果好。     

双层平筛式半夏收获机设计与试验

针对丘陵山区地带半夏人工收获劳动强度大、效率低、收获期长、收获损失率高,而现有的根茎类收获机械直接应用于半夏时存在采收不彻底、分离效果不佳、二次除杂工作量大等问题的现状,结合种植农艺,设计一种半夏收获机。样机主要由挖掘装置、升运装置、筛分装置和收集装置组成。用解析法分析确定升运装置的升运速度,进而确定升运量和计算功率;分析筛面上半夏与土壤复合物竖直、水平运动的条件,确定偏心轮转速范围为530~753 r·min^-1,偏心距范围为15~25 mm;分析半夏从升运装置到筛面的运动特性,确定升运装置顶端距离筛面的高度为350 mm。用EDEM软件模拟筛分过程,验证参数选择的合理性。仿真结果表明:平筛频率为9 Hz、幅值为20 mm时,筛面复合物颗粒分布均匀;复合物可以完成后滑、前移和抛起运动,无淤积等筛分不畅现象;复合物颗粒跳动周期性明显,竖直方向总速度差别明显,所选参数符合筛分装置设计要求。半夏收获试验样机田间试验表明:当行进速度为0.5 m·s^-1、挖掘深度为83 mm、拖拉机输出转速为540 r·min^-1时,挖净率为97.3%,伤损率为3.51%,含杂率为4.97%,符合根茎类中药材收获机质量评价技术规范要求和样机设计要求。研究成果可为半夏收获机的设计与研制提供应用实例与技术参考。     

鲜食玉米收获负压除杂与二次拉茎装置参数优化

为解决现有鲜食玉米收获装置对单株单穗及双穗作业，无法实现双果穗完全摘除，且易造成含杂率升高、籽粒破碎率增加等问题。设计一种鲜食玉米收获负压除杂与二次拉茎装置，以达到降低漏收率、含杂率的目的。该装置对喂入机构进行创新设计，为提高装置除杂率，减少风机功耗，对输送带打孔，应用Ansys Fluent软件对负压除杂与二次拉茎装置进行仿真分析，确定最优输送带通风孔尺寸。以输送带辊筒转速、风机转速、除杂辊转速为试验因素，果穗含杂率及装置功耗为试验指标进行正交试验。利用Optimization模块建立参数优化数学模型：当风机转速为1 468 r·min^-1、除杂辊转速为755 r·min^-1、输送带辊筒转速为456 r·min^-1时，最优果穗含杂率为1.31%，功耗为10.73 kW·h，满足鲜食玉米收获除杂要求。研究为鲜食玉米果穗收获除杂技术提供参考。     

滚筒式茶叶提香机结构参数优化

针对滚筒式茶叶提香机烘焙过程中碎茶率过高、影响烘焙质量的问题,基于离散元法理论,对其关键结构参数进行优化设计。利用SolidWorks 2014软件建立滚筒式茶叶提香机的三维几何模型,通过EDEM 2018软件对茶叶烘焙过程进行数值模拟,研究不同滚筒转速和滚筒倾角下茶叶颗粒的运动变化规律,并分析其对茶叶烘焙效果的影响。以六安瓜片为试验材料,采用二次正交旋转组合试验,进行滚筒式茶叶提香机烘焙试验。结果表明:影响滚筒式茶叶提香机烘焙效果的结构参数包括滚筒转速和滚筒倾角。优化的结构参数为滚筒转速33 r·min^-1、滚筒倾角3.7°。在此条件下,碎茶率为6.7%,感官审评得分为90.6,茶叶具有良好的烘焙品质。     

油菜脱出物双向切流喂入式旋风分离清选装置的设计与试验

为满足小型油菜联合收获机清选要求，创新设计了一种油菜脱出物双向切入式旋风分离清选装置。对其圆筒筛、双向输送绞龙、双向切入式旋风分离筒、吸杂风机等关键部件进行了结构设计和参数确定，试制了样机并实施了室内台架试验。选取对清选性能影响较大的喂入量、抛料板转速、吸杂风机转速为因素，籽粒清洁率与损失率为评价指标开展单因素试验，以探明喂入量、抛料板转速和吸杂风机转速的较优范围；在此基础上开展了正交试验以寻求喂入量、抛料板转速、吸杂风机转速的优化参数组合。单因素试验结果表明，在喂入量不超过0.07 kg·s^-1、抛料板转速为600～800 r·min^-1、吸杂风机转速为1 600～1 800 r·min^-1时，籽粒清洁率≥94%,清选损失率≤8%。正交试验结果表明，影响清选性能的主次因素依次为：吸杂风机转速、喂入量、抛料板转速，优化参数组合为喂入量0.06 kg·s^-1、抛料板转速700 r·min^-1、吸杂风机转速1 800 r·min^-1,对应的籽粒清洁率为97.1...     

马铃薯种薯切块机整列装置设计与试验

为解决马铃薯种薯切块机种薯定位难、种薯排列混杂,机械化切块等难题,研制一种种薯排序、定位的切块整列装置,阐述整列装置结构和工作原理,研制关键部件。针对马铃薯种薯外包络线物料特性,采用力学与运动学分析方法,确定种薯整列装置关键部件结构及性能参数边界条件范围,以上料量、整列辊组转速、胶轮直径为试验因素,种薯整列率、平均整列时间、损伤率为评价指标进行二次旋转正交组合试验。通过Design-Expert 8.0.6软件分析试验结果,优化求解得出整列辊组转速22 r·min^-1、胶轮直径107 mm、上料量15 t·h^-1为最佳参数组合,进行验证试验,结果表明整列率为97.6%、平均整列时间为7.6 s、损伤率为0.71%,满足马铃薯种薯切块机对整列装置技术性能要求。     

基于大蒜根盘特征的精确切根机构优化设计

为了实现切须后大蒜的精准切根、减少大蒜浪费,在分析直径范围φ42~φ56 mm大蒜根盘特征得出理想切根轨迹的基础上,提出了一种基于大蒜根盘特征的精确切根机构,并建立了该机构运动学分析模型,编写了切根机构分析软件,分析了若干关键参数对切根效果的影响。以理想根盘特征为目标,建立了切根机构参数优化目标函数,优化得到了满足切根轨迹要求的机构参数。根据最佳参数进行切根机构与切根装置整机的结构设计,完成了大蒜切根装置整机的研制和试验,试验结果和理想轨迹基本一致,验证了大蒜切根机构设计的合理性和优化的正确性。切根试验结果表明:在输送线速度为0.15 m·s^-1、切根电机转速为65 r·min^-1时,大蒜切根成功率达86%,大蒜损失率为8.01%,切根效率可达100头·min^-1,满足市场上大蒜的加工要求。     

基于刚柔耦合的水稻脱粒滚筒仿真分析与试验

为降低4LZ–4.0型联合收割机机收作业中籽粒破碎率,提高清洁度,依托纵轴流差速分段式脱粒滚筒,设计了杆齿、弓齿和刀齿3种形状的脱粒元件,通过改变脱粒元件表面与籽粒碰撞时的接触状态,刚柔耦合成6种类型脱粒滚筒;基于冲量–动量定理对籽粒碰撞过程进行分析,通过仿真试验得到刚性杆齿和刚柔耦合杆齿与水稻籽粒谷物接触时籽粒所受法向力均值分别为28.4 N和22.3 N,籽粒所受切向力均值分别为14.43 N和8.74 N。以前滚筒齿形、前滚筒转速和前后滚筒转速差为影响因素,以水稻籽粒破碎率和未脱净率为评价指标进行3因素3水平正交试验。结果表明：前后滚筒转速差对破碎率的影响最大,前滚筒齿形对未脱净率的影响最大;试验得到的最优组合为前滚筒齿形为弓齿、前滚筒转速为600 r/min、前后滚筒转速差为100 r/min;与刚性脱粒元件相比,带有聚氨酯橡胶套的刚柔耦合脱粒元件可有效降低水稻籽粒破碎率,平均可降低18.5%。     

导苗管式三七种苗栽植机构参数优化试验

为实现三七种苗的定向移栽,设计了一种导苗管式三七种苗栽植机构,对导苗管式三七种苗栽植机构作业时的定向过程、导苗过程机理进行了分析,确定了影响种苗栽植的主要因素;采用EDEM软件进行了定向过程的单因素仿真试验,根据仿真试验结果搭建了定向台架,进行了定向机构定向性能的正交试验,确定了定向机构优化后的工作参数组合.选取机组前...     

玉米秸秆茎叶分离装置的设计与试验

【目的】设计玉米秸秆茎叶分离机械,为农业废弃物玉米秸秆的资源化利用提供技术支持。【方法】基于压扁碾搓法原理,设计了一种由压辊机构、剥辊机构、清理机构等组成的茎叶分离装置,以实现对玉米秸秆的茎叶分离,并采用含水率为21.68%的玉米秸秆对分离装置参数进行了正交试验优选。【结果】影响秸秆茎叶分离率的主次因素依次是压辊间隙、剥辊速比和压辊转速。玉米秸秆茎叶分离的优选方案为：压辊间隙8 mm,剥辊速比1.6,压辊转速200 r/min。在此条件下,玉米秸秆的茎叶分离率可达到92.9%。【结论】该装置可用于玉米秸秆的茎叶分离,有效提高了分离效果。     

棉秆拔秆机拔秆装置的设计与试验

为小型履带自走式棉秆拔秆机设计了拔秆装置。该装置主要由旋转刀辊、输送钉齿、压缩滚筒、清理滚筒等组成,针对南方行距不一的复杂地势,能实现不对行拔取,清理棉秆根部泥土,且不易拔断棉秆。对影响棉秆拔净率和拔断率的主要因素——机具前进速度、刀辊旋转速度、辊刀入土深度进行了单因素和多因素正交试验。结果表明:影响棉秆拔净率和拔断率的因素大小依次是辊刀入土深度、刀辊旋转速度、机具前进速度;当辊刀入土深度为15 cm、刀辊旋转速度为415 r/min、机具前进速度为0.8 m/s时,棉秆拔净率可达95.8%,拔断率仅为9.6%。     

0.1%噻苯隆可溶性液剂在巨峰葡萄上的应用效果

为了明确0.1%噻苯隆可溶性液剂在巨峰葡萄上的应用效果,参照《农药田间药效试验准则》(二)(GB/T 17980.143—2004),采用葡萄开花期喷果穗和幼果期浸果穗2种方法进行田间小区试验,每种方法施药剂量均设2、4、6、8 mg/kg计4个处理,以清水处理为对照,研究了不同施药剂量对葡萄坐果率、果粒性状(纵径、横径、果形指数、百粒重)、果穗重以及果实产量和品质的影响。结果表明:采用2种方法施用试验剂量的药剂,均能够明显提高葡萄的坐果率、果穗重和产量,降低果实的可滴定酸含量,但对其他品质指标无显著影响,其中,开花期喷果穗施药虽然坐果率明显高于幼果期浸果穗,但葡萄大小粒指数增加,果粒外观品相较差;而幼果期浸果穗施药,能够明显促进果粒变大和葡萄大小粒指数降低,果粒外观品相较好,且对果形指数影响不大,显著提高百粒重,最终大幅度增产。0.1%噻苯隆可溶性液剂适宜采用在葡萄幼果期浸果穗的方法施药,4 mg/kg剂量效果较好,该处理下葡萄果穗重为1 018.5 g/穗,产量为54 181.5 kg/hm~2,均达到最高,较清水对照增产30.2%,且对果粒外观和品质无不良影响。     

小型棉秆收获机打捆装置的设计与试验

对自制的小型履带自走式棉秆收获机设计了打捆装置,为考查该装置钉齿滚筒转速、牵引滚筒转速、锯片转速、压缩频率对打捆总数、成捆率、捆包密度的影响,以JX013号棉秆为试材,进行了单因素试验和多因素正交试验。结果表明:当钉齿滚筒转速为270 r/min,牵引滚筒转速为280 r/min,锯片转速为1 100 r/min,压缩频率为30次/min时,打捆装置每小时可打捆201捆,成捆率达99.45%,捆包密度为19.57 kg/m3。     

宽皮柑橘剥皮机去顶环切装置的设计与试验

为了提高宽皮柑橘果皮剥净率,为宽皮柑橘剥皮机设计了去顶环切装置,以去除柑橘果柄部果皮并沿最大果径环切一周将果皮划破。该装置主要由机架、对心机构、去顶机构、环切机构组成。工作时,柑橘固定,去顶刀刃逐渐旋切嵌入果柄处果皮,切断果柄周围果皮及橘络,在柑橘顶部旋出一个圆形的切痕并夹持住顶部果皮,在刀具箱上行的过程中,在刀刃挤压力和摩擦力的作用下带走柑橘顶部果皮,实现去顶;环切压盘随着刀具箱的下行压紧去顶后的柑橘,环切压盘上的压盘尖刺嵌入柑橘橘皮并卡住柑橘,此时,一侧的环切刀随着对心轴的转动嵌入柑橘果皮中;电机启动,环切压盘带动柑橘做旋转运动,环切刀在柑橘径向形成一周划痕,实现环切。对影响去顶性能和环切性能的热蒸气时间和刀轴转速进行的单因素试验结果表明:在热蒸气时间90 s、刀轴转速120r/min时,柑橘去顶成功率和去顶损伤率分别为96.7%、4.2%,柑橘环切率和环切损伤率分别为97.5%、4.7%。