甘蔗收割机单圆盘切割器切割运动分析与仿真

为研究收割机单圆盘切割器运动对甘蔗切割质量的影响,提高切割器的切割质量,根据单圆盘切割器运动方程,结合甘蔗收割要求,建立单圆盘切割器不漏割一般条件式,对不漏割最大速比与切割器结构参数之间的关系进行分析,并利用机械动力学仿真分析软件ADAMS建立切割器连续切割多根甘蔗的运动学仿真模型,进行了刀片刃线上单点及刀片刃线的运动轨迹仿真分析研究,验证了不漏割一般条件式的正确性,为甘蔗收割机结构参数设计提供依据.     

甘蔗收割机单圆盘切割器运动学分析

通过单圆盘切割器运动方程,结合甘蔗收割要求,建立单圆盘切割器不漏割以及刀盘与甘蔗不接触的一般条件式,并对不漏割最大速比与切割器结构参数和运动参数,不接触最大速比与甘蔗相对刀盘位置和甘蔗几何参数之间的关系进行分析,为甘蔗收割机切割器结构参数和运动参数设计提供依据。     

两种甘蔗切割器对甘蔗破头率影响的力学分析

宿根破头率是影响甘蔗切割质量的重要指标.为此,在前人研究的基础上,从力学的角度分析了两种甘蔗切割器对破头率的影响,结果表明:双圆盘在不漏割方面具有较大优越性;在刀片刃角较大和刀片切割角大时,选单圆盘切割器较好.这一结论为正确选用甘蔗切割器提供了重要依据,具有重要的理论意义和实用价值.     

双圆盘甘蔗切割器影响破头率的运动学仿真研究

通过大型通用有限元分析软件ANSYS,建立了甘蔗切割有限元模型,制定了双圆盘切割器坏切割状态判别标准;并采用计算机仿真技术建立切割器连续切割甘蔗的运动学仿真模型,进行连续切割甘蔗的运动学仿真试验,研究了影响切割状态的各因素对产生破头率的影响机理.     

单圆盘甘蔗切割器结构参数对破头率影响的研究

通过单因素试验获得试验数据,利用数学软件SPSS对数据进行回归分析,建立破头率与单圆盘甘蔗切割器结构参数之间的数学模型,利用Mathcad绘制数学模型曲线,研究单圆盘甘蔗切割器结构参数（刀片数、刀片切割角、刀片刃角）对破头率的影响趋势。研究表明：破头率随着刀片数的增加而减小;刀片切割角对破头率的影响不大;刀片刃角小于1...     

甘蔗收割机前进速度与切割器转速的匹配

甘蔗收割机的前进速度与根部切割器转速的匹配是确保收割机工作效率和切割质量的先决条件,同时也是确定甘蔗收割机各执行机构工作参数及其动力传动系统设计的重要理论依据之一。以华南农业大学自主研制的4ZZX-48型整秆式甘蔗收割机为研究对象,根据甘蔗的切割机理、圆盘切割器不漏割的条件和避免多刀切割的条件,分析收割机在收获过程中前进速度与切割器转速的相互匹配关系,并对甘蔗收割机的具体结构参数进行了计算和大田观察试验验证。结果表明:在保证根茬切割面质量(切割器转速大于500r/min)的条件下,收割机前进速度较快时,切割器的转速也应相应地较快,才能避免或减少多刀切割和漏割现象。     

甘蔗收割机旋转刀盘减振装置设计研究

目前甘蔗收获机的切割机构都采用圆盘切割器,为了减少甘蔗的破头率和提高工作效率,需要提高甘蔗器刀盘工作速度和增加刀盘上刀片数目,然而由此将导致的负面影响是:(1)甘蔗切割器的阻力矩加大;(2)切割器轴的扭振幅值加大;(3)减小了刀盘系统工作寿命。为了消除这种负面影响,提出了设计含阻尼弹性减振器的甘蔗切割器旋转刀盘的解决方案。建立普通旋转刀盘力学模型和含阻尼弹性减振器旋转刀盘力学模型,通过数值方法计算了阻尼弹性减振器的减振效果。研究结果表明:安装减振装置后,轴的最大扭振幅值由4.5°减少为0.8°,减振效果明显。并且根据数值计算的结果设计了结构简单、加工方便的含橡胶减振器甘蔗切割器旋转刀盘。     

单圆盘甘蔗切割器影响破头率的运动学仿真

利用有限元软件ANSYS对甘蔗切割进行有限元分析,制定了单圆盘甘蔗切割器切割甘蔗的坏切割状态判别标准,通过物理试验制定了刀盘压破蔗头的判别标准.利用动力学仿真分析软件ADAMS进行了切割器连续切割多根甘蔗的运动学仿真,定量研究了影响切割状态和压破蔗头的各因素及交互作用对破头率的影响机理.结果表明.小频率和小速比、小振幅和少刀片的组合有利于降低破头率,当频率、振幅为零,速比为24,倾角为15°,刀片数目为2片时破头率为6.7%.     

甘蔗收获机切割器仿形机构研究现状与发展趋势

切割器是甘蔗收割机的重要工作部件之一。本文论述了国内外甘蔗切割器的研究状况和仿形技术的应用情况,对比了两种仿形机构模式的优缺点,针对蔗叶杂草等干扰传感器信号收集困难的问题,提出选用超声波传感器作为测距元件的方案,为甘蔗切割器仿形机构设计方案的选定提供了依据。     

两种形式甘蔗切割器对破头率影响的因素分析

针对两种形式甘蔗切割器在收获甘蔗过程中造成的甘蔗破头率大小不同的问题,对甘蔗切割器的工作参数和结构参数进行因素分析,探讨相同影响因素与甘蔗破头率之间的关系以及两种形式的甘蔗切割器与甘蔗破头率的差异,为甘蔗切割器的设计提供理论和实际依据,具有重要的理论意义和指导价值。     

基于PLC的甘蔗预切种切割平台控制系统设计

甘蔗切种是甘蔗预切种种植模式下的极为重要工作过程,但在实际工作中,大部分仍然依靠人工手动切种,切种质量不高,蔗芽损失大,且劳动强度大,生产效率低。为解决此问题,自主开发预切式横向甘蔗智能切种机的数控切割工作台,通过PLC控制多把切刀在切割平台的横向移动,通过液压系统控制多把切刀的切割,经过对切刀定位精度试验分析,分析表明,该控制系统控制切刀定位的精度较高,每把切刀相对定位精度误差均小于0.6%,重复定位误差小于0.5%。研究结果对推进甘蔗预切种的开发,对促进甘蔗种植技术的发展有重要的应用价值。     

纳米改性金属陶瓷刀具切削性能研究

在常规的金属陶瓷刀具材料中添加纳米粉末可制备出性能优异的纳米改性金属陶瓷刀具材料。对造成金属陶瓷刀具磨损的原因进行了分析，与其他刀具材料进行了力学性能比较，用4种不同的工件材料进行了切削试验。试验结果表明纳米改性金属陶瓷刀具材料适合高速加工塑性材料，同时表现出优异的切削性能。     

甘蔗收获机切刀负载压力影响因素试验研究

由于我国甘蔗大部分种植在丘陵地带,蔗地地势起伏变化较大,导致切割器切割甘蔗时出现过切或漏切以及甘蔗收获中出现收割损失大的情况。为此,对影响切割器负载压力的因素进行进一步研究,结合前课题组的研究理论分析出其影响因素有刀盘倾角、入土深度、刀盘转速、进给速度和甘蔗密度。采用ANSYS软件对刀盘倾角进行仿真分析,并通过Doehlert matrix设计试验方法进行物理试验研究,寻找最优模型关系式,最终建立切刀负载压力与影响因素之间的数学模型,为后续自动控制系统的研发打下基础。     

小型甘蔗收获机砍蔗力影响因素的试验研究

以研究砍蔗破头率的影响因素为目的,采用试验台模拟砍蔗的方法,对甘蔗收获机切割器的工作参数进行了试验研究;同时,探讨了切割速度、刀盘前倾角、刀片数量、切割角及收割机前进速度对砍蔗力的影响,采用方差分析得到各因素对砍蔗力的影响顺序,采用回归分析得到计算砍蔗力的经验公式,为虚拟数字样机的进一步研究提供了验证数据及仿真参数。     

甘蔗收获机切割器振动性能分析

为改善甘蔗收获机的切割质量及甘蔗宿根破头率的问题,以切割器为主要研究对象,通过理论分析切割器振动的影响因素,并从切割喂入系统自身的动不平衡出发,建立了切割器的力学模型,以探讨切割器的动不平衡机理。通过分析发现,刀盘质量的不平衡是引起切割器振动的主要因素之一。基于上述机理,在理论上提出切割器刀盘质量不平衡的改进原理。本文可为后续切割喂入系统的研究提供理论指导。     

可降解穴盘切割刀具优化设计与有限元分析

针对现有的穴盘苗全自动移栽机分苗装置中刀具对可降解穴盘切割效果较差的问题,对分苗装置中的刀具进行优化。运用Soildworks软件分别建立24齿单、双刃圆盘切刀,36齿单、双刃圆盘切刀,48齿单、双刃圆盘切刀的三维模型,运用ANSYS软件对六种圆盘切刀进行有限元静强度分析。仿真结果表明:24齿双刃圆盘切刀切割可降解盘过程中受到的最大应力、产生的最大应变都是最小值,分别为1.658 4×10~5 Pa和8.350 2×10~(-7) m/m。运用Design-Expert软件得到齿数与刃口形状两大因素对最大应力、应变的影响效果的回归方程模型和试验因素响应曲面,确定圆盘切刀的最佳组合形式为24齿双刃圆盘切刀。再对其进行Modal模态分析,得到圆盘切刀的10阶振型,通过固有频率与转速之间的关系,验证圆盘切刀正常切割可降解盘作业时的额定工作转速为33.4 Hz,圆盘切刀发生共振的临界转速为202.7 Hz,圆盘切刀发生共振的临界转速高于实际工作时的转速,发生共振可能性极小,为切割可降解盘的圆盘刀具的优化和设计提供理论依据。通过圆盘切刀的切割试验结果可知24齿双刃圆盘切刀在350 r/min、400 r/min、450 r/min转速条件下的切割合格率分别为88.9%、86.1%和80.6%,可保持良好的切割稳定性。     

秸秆揉切机用刀片磨损的研究

对9RZ-60型揉切机用刀片进行了磨损试验,探讨了刀片材料、作业对象、装机位置和刃口形式对刀片磨损的影响,对65Mn、T10和Crl2MoV三种材料的刀片磨损表面形貌进行了微观分析,指出加工羊草时,刀片材料为主要影响因素,加工玉米秸和豆秸时,刃口形式为主要影响因素。刀片加工秸秆的磨损形式是以抛光磨损为主,辅之以硬杂质造成的磨料磨损。     

凯斯A8000甘蔗联合收割机切割质量影响因素的试验

针对凯斯A8000甘蔗联合收获机实际操作参数对切割质量影响大的问题,采用二次回归通用旋转组合设计和田间物理试验方法,对其切割质量影响因素(实际操作参数)进行了研究,探明了各影响因素对切割质量的影响规律和影响机理,且优化了影响因素。结果表明:随刀盘转速x1增大,甘蔗破头率先减小后增大,随前进速度x2的增大,甘蔗破头率y增大;使用大的刀盘倾角时,小深度的入土切割有利于降低甘蔗破头率,但采用大深度的入土切割,甘蔗破头率增大;使用小的刀盘倾角时,贴地切割对降低甘蔗破头率最有利。使用小的刀盘倾角时,因素优组合为:刀盘转速为516.4r/min,前进速度为4km/h,刀盘的离地高度为0,相应可靠性为99%的甘蔗破头率预测区间为(3.9%~8.12%)。使用大的刀盘倾角时,因素优组合为:刀盘转速为544r/min,前进速度为4km/h,刀盘的离地高度为-2.78cm,相应可靠性为99%的甘蔗破头率预测区间为(5.85%~9.34%)。