烟苗移栽机机架轻量化研究

为减轻机架质量和分析其动态特性,针对课题组研制的烟苗移栽机机架进行轻量化研究,通过建立机架有限元模型,展开机架动静态力学特性校核与分析,得到机架各项均满足设计要求,且材料冗余过大,存在很大的优化空间。基于HyperStudy搭建了机架静态工况与模态工况下的机架多目标优化模型,利用多目标遗传算法进行求解化设计。结果表明：优化后的机架经优化后的质量减轻了40.56%,机架第4阶模态频率为46.08 Hz,避开了共振频率,机架最大应力为64.87 MPa,减小了27.17%,表明优化后的机架具备了良好的力学性能。     

基于Hyper Works的新型筑埂机机架有限元分析

为对新型筑埂机机架进行研究分析,在CATIA软件建立该筑埂机机架的三维模型,在建模过程中,根据机架各细节部位对骨架应力影响程度的大小,在既能保证分析的精确性又能减少计算量的前提下对模型进行了相应简化,将模型导入到CAE分析软件Hyper Works中,对机架进行静力学分析与模态分析。研究结果表明,机架最大应力存在于吊耳的焊接处,分析得到的最大等效应力小于材料的屈服强度,最大变形在机架的后端,最大变形处于安全范围内,所以机架设计符合强度刚度设计要求,机具正常工作时不会发生共振现象,筑埂机的机架设计动态性能满足设计要求。     

小型蔬菜移栽机械手的设计与试验

为避免蔬菜人工移栽存在的株距、行距和深浅度不均等问题,根据国家标准GB/T 5262-2008及蔬菜移栽农艺要求,设计了一种能够与吊篮-鸭嘴式移栽机结合的移栽机械手。根据现有的蔬菜育苗钵盘外形尺寸及茄科蔬菜的育苗农艺要求,并结合吊篮-鸭嘴式移栽机的结构,确定了移栽机械手的设计方案,设计了移栽机械手的整体结构及尺寸,并对移栽机械手关键部件进行有限元分析。结果表明:机械手指最大变形量为0.106mm,所受最大应力为6 5.5 MPa;大臂最大变形量为4.7 1 4×1 0^-6mm,所受最大应力为0.0 2 1 MPa;小臂最大变形量为9.476×10^-6mm,所受最大应力为0.0 2 2 6 MPa。试验结果表明:所设计的小型蔬菜移栽机械手能够在一定程度上解放劳动力,降低温室大棚内蔬菜移栽工作的劳动强度,可为以后全自动蔬菜移栽机的发展提供数据与理论参考。     

蔗苗半自动移栽机的设计及试验

针对我国新生蔗苗的种植农艺要求,研发了一种牵引式的蔗苗半自动移栽机,主要由机架、分苗装置、地轮装置、栽植装置和传动系统组成,可连续完成开沟、植苗、覆土及镇压等作业。样机田间试验结果表明:各试验组的钵苗直立率均高于80%,样机的漏栽率均低于5%,实测钵苗的株距变异系数均小于25%,栽植合格率均大于80%,各项性能指标符合旱地栽植机械国家标准,移栽性能稳定。     

北方烟草钵苗的物理及剪切力学特性研究

为进一步优化设计烟草钵苗移栽机的关键部件,通过对移栽期北方烟草钵苗的测定,利用数理统计方法分析移栽期烟草钵苗的物理特性,得出烟草钵苗主要物理特性指标值的变化区间及分布频率。通过剪切试验对移栽期烟草钵苗茎秆的不同部位剪切载荷、抗剪强度及剪切功耗进行测试分析,得出烟草钵苗茎秆剪切部位对剪切破坏载荷及剪切功耗均存在显著影响(α=0.05),在距烟草钵苗钵体表面5~10mm处剪切破坏载荷和剪切功耗最大,抗剪强度均值为(1.10±0.12)MPa,试验可为北方烟草钵苗移栽部件的设计提供科学依据。     

对行式密植棉秆铲拔铺条机的设计与优化分析

设计了一种对行式密植棉秆铲拔铺条机,可对采用机采棉种植农艺的田间棉秆进行压秆、铲切、导向、抛拔、输送及铺条作业。利用SolidWorks软件对机具进行三维几何建模,对主要工作部件进行设计与分析,以保证机器的合理性与适用性。对传动系统进行计算,得出锥齿轮传动比,设计出合适的锥齿轮齿数,保证行走起拔装置正常工作。利用SolidWorks软件对对行式密植棉秆铲拔铺条机进行整机建模,再提取机架和铲刀保存为x-t格式,导入到ANSYS workbench上进行静力学分析。静力学分析结果表明:机架在正常工作下的最大位移为0.20454mm,最大应力为2.327MPa,远低于机架材料的最大屈服强度;铲刀在正常工作下的最大位移为0.317 48mm,最大应力为4.5515MPa,远低于铲刀材料的最大屈服强度。研究结果为机器实现量产提供了理论依据,还可以为其他农业机械的设计提供参考。     

山西省农机研究所科研成果简介(续完)

山西省农机研究所科研成果简介（续完）山西省农机所科研部２ＺＹＢ—２型钵苗移栽机该机适用于大田棉花、玉米的复播移栽和蔬菜、苗木、花卉钵苗移栽（土钵苗或容器苗），一次作业可完成开沟、栽植、覆土、镇压等工序。该机主要由机架、苗架、栽植器、传动机构和覆土镇压...     

无人驾驶替代农药喷雾车机架动静态特性分析

为保证无人驾驶替代农药喷雾车在复杂的田间环境中安全作业,需要对机架进行有限元分析,确保机架有足够的强度、刚度,避免机架在施药车田间路面行驶时共振。利用CATIA三维软件建立无人驾驶替代农药喷雾车机架模型,导入有限元分析软件Workbench中,通过对机架结构的网格划分,按照实际载荷与约束情况进行应力、应变及模态分析。结果表明,最大应力值66.102 MPa小于屈服强度值290 MPa,最大变形值0.659 75 mm,由于机架整体尺寸都比较大,相对于机架最大变形值可忽略不计,得出机架强度、刚度满足设计要求;机架前12阶固有频率最小值71.977 Hz,车轮激励频率（11 Hz）和柱塞泵工作激励频率（50～60 Hz）,始终小于机架最小固有频率,避免了喷雾车田间行驶过程中机架共振,为喷雾车后期的结构优化提供依据。     

基于ANSYS的残膜回收机提土筛膜组件机架静力学及模态分析

残膜回收机提土筛膜组件机架是重要的承载部件,为避免作业过程中出现机架结构强度不足和共振问题,运用Solidworks软件建立三维几何模型,并采用ANSYS软件分别对其进行有限元静力学及模态分析。静力学分析结果表明:机架在静载荷51.975×10~(-3) MPa下最大位移0.118 9 mm,最大应力为23.441 MPa,小于机架材料的屈服强度235 MPa。模态分析结果表明:机架前6阶固有频率的范围是93.617～32.582 Hz,与激励频率0～15 Hz不在相同范围,故工作时不会引起机架发生共振。研究结果可为相关机械结构设计提供参考。     

温室三七收获机有限元分析

根据三七种植新农艺的要求,设计了一款应用于温室种植模式的三七收获机。为提高其工作性能,利用ANSYS有限元软件进行有限元分析,获取在静载荷作用应力、变形的大小及分布情况。结果表明:应力集中发生在电机安装位置及车架纵梁连接处,最大变形发生在车尾处,机架强度符合要求。对机架进行模态分析,获得其固有频率并进行谐响应分析,分析可知:在频率15Hz时电机安装位置处可能发生共振,此时电机安装位置处应力和位移达到最大,最大应力为4.34MPa,最大位移为2.03mm,机架满足激励载荷下的强度要求。对挖掘铲进行静力学分析,得到挖掘阻力5 000N,挖掘铲最大变形量为1.334 4mm,最大应力为20.894MPa。本文为后续温室三七收获机的减振以及机架、挖掘铲优化提供了理论依据。     

基于数控技术的大葱自动移栽机模型优化分析

针对我国大葱移栽机自动化程度较低的问题,基于数控技术对大葱自动移栽机进行了设计,并对其模型进行了优化研究。大葱自动移栽机为链夹式,主要由喂苗机构、投苗机构、传动装置和机架等组成,采用PLC控制器进行整体控制。通过对大葱移栽机的输送过程和移栽过程进行分析,包括确定大葱移栽机链轮的尺寸和结构,分析1个运动周期的移栽过程,以保证葱苗移栽质量,提高移栽成功率。为验证大葱移栽机的性能,对其进行实验室和田间移栽试验,结果表明:移栽机性能良好,可以保证大葱移栽合格率。     

基于有限元对农业污水脱离机机架轻量化设计

以典型的农业污水脱离机——带式压滤机的机架作为研究对象,应用SolidWorks软件对机架进行三维建模,并通过ANSYS Workbench有限元软件对机架进行结构力学分析。通过对比2种工况下（空载和负载）机架结构强度,对机架进行轻量化设计。优化后在负载工况下机架最大形变量由1.29 mm变为1.96 mm,最大应力由118.89 MPa提高到184.67 MPa,小于材料屈服极限,满足安全要求。更重要的是,机架的质量减低了13.05%,节约了制造成本,降低了动力输出,更好地满足节能、低碳、环保要求。通过模态分析法分析了轻量化机架在外部激励源电机作用下不会产生共振现象。     

基于Workbench的气爆松土施肥机机架有限元分析

设计一种气爆松土施肥机,实现快速气爆施肥,并对其机架进行研究分析。用SolidWorks软件建立机架三维模型,将模型导入至Workbench进行静力学分析和模态分析。研究结果表明,机架最大应力为52.361 MPa,最大变形为1.261 1 mm,符合强度刚度设计要求,机具在正常工作时不会发生共振现象,气爆松土施肥机的机架设计满足设计要求。     

吊篮式自动移栽机动态喂苗影响因素分析

吊篮式自动移栽机在移栽过程中遇到移栽地面不平整或车速波动,易造成吊篮式自动移栽机平抛喂苗准确率降低。为此,通过对吊篮式自动移栽机平抛喂苗运动进行分析,提出了改变苗筒喂苗位置来解决此问题的方法。通过分析得出:当栽植器机架倾角逐渐大于-arctan(0.073vm)时,苗筒喂苗位置沿车速方向移动。当栽植器机架倾角逐渐小于-arctan(0.073vm)时,苗筒喂苗位置沿车速方向移动。当栽植器机架倾角恒定时,车速增大,苗筒喂苗位置需要沿车速的相反方向移动;车速度减小时,苗筒喂苗位置需要沿车速方向移动;最佳吊篮接苗位置不随车速的波动而发生改变。本研究结论为提高吊篮式自动移栽机喂苗准确性奠定理论基础。     

旱地穴盘苗取投苗机械手的设计与仿真分析

取投苗机械手作为全自动移栽机的末端执行器,基本功能是实现穴盘苗的夹持、运送以及投放.为提高穴盘苗取苗成功率,减少穴盘苗损伤率,设计了一种适用于整排式全自动移栽机的取投苗机械手,机械手具有运动平稳、结构简单、通用性强等优点.根据取投苗机械手结构特点和工作原理,对取投苗机械手关键零部件进行设计,并应用三维造型软件Solid...     

一款秧苗移栽机的设计与分析

本文设计了一款秧苗移栽机,该机结构设计合理,操作方便,作业效率高,秧苗成活率高,具有显著的实用性.其通过机架固定的部件有地轮、工作台、栽植总成及投苗总成、每组鸭嘴插苗器后方设有固定于机架上的两个覆土轮及一个注水器,能实现秧苗栽培中开穴、投苗、浇水和培土全过程.     

茄果类钵苗自动移栽机设计与试验

针对国内现有移栽机自动化程度不足,国外自动化机具不适用于国内种植模式等问题,为满足新疆茄果类蔬菜钵苗移栽需求,设计一种茄果钵苗自动移栽机,阐明自动移栽机整体结构和工作原理,设计基于导轨和驱动辊实现取放苗爪自转和公转的取放苗机构和凸轮—活门的分苗机构,研究自动控制系统,实现自动移栽机自动取放苗、移苗及分苗、移栽功能。试制物理样机,以漏取率、漏分率、栽植合格率、栽植距离为试验指标开展试验,测定漏取率为0.69%,伤苗率为1.67%,漏分率为0.70%,栽植合格率为97.50%,栽植株距合格率为97.5%,栽植效率为150株/(min·行),试验表明茄果钵苗自动移栽机可以满足辣椒钵苗移栽要求,验证设计的合理性。     

基于ANSYS的核桃分级装置机架静力学及模态分析

为避免核桃分级装置在工作时出现结构强度及共振问题,以其核心承载部件机架为研究对象,利用Solid Works软件建立几何模型,并运用ANSYS软件进行有限元静力学及模态分析。静力学分析结果表明:机架在静载荷下的最大应力值为11.314MPa,动载荷下的最大应力值为28.285MPa,均小于材料的屈服极限值,且最大变形量为0.100 18mm,安全系数为15,机架结构强度能够满足工作要求。模态分析结果表明:机架的前6阶固有频率分布在36.07 131.07Hz之间,5阶振型产生的变形量最大,最大位移量为25.401mm,对应频率为118.87Hz,机架工作频率与其固有频率不在同一区间,因此在工作过程中不会发生共振。研究结果可为核桃分级破壳机械的设计与改进提供参考。     

履带式联合收获机底盘机架多目标优化设计

联合收获机底盘机架是整机的主体支撑结构，其质量直接影响收获机的作业性能。为此，以某履带式联合收获机底盘机架作为研究对象，在保证其刚度、强度的前提下对其进行轻量化研究。通过采用有限元分析软件Ansys Workbench建立底盘机架的有限元模型，对其进行模态分析和4种不同工况下的有限元分析；然后，以底盘机架梁的厚度为设计变量，结合空间填充设计(Optimal Space-filling Design)设计方法以及Kriging近似模型模拟计得出设计变量之间的响应关系；最后，综合考虑机架质量、最大应力、最大位移等性能指标，利用遗传算法对底盘机架进行了多目标优化。结果表明：联合收获机底盘机架质量减少24.98kg,且机架的强度、最大应力、最大形变均满足设计要求，获得较好的优化效果，为联合收获机底盘机架的结构优化与设计提供参考。     

2ZML2型膜上移栽机的研制

针对新疆棉花移栽的现状,结合棉苗膜上移栽对移栽机投苗条件的技术要求,针对现有的移栽机型,改进设计了一种同时适用于裸根和钵体棉苗膜上移栽新机型。对该机的结构及工作原理、技术参数、试验情况进行介绍。