牧草切根机工作原理的分析与研究

论文作者根据研发要求,设计制造出一种牧草切根机具。该切根机具在草地高板结的情况下可以顺利入土切根。该论文着重对曲柄摇杆的运动以及直切刀的速度与受力进行分析,为设计牧草切根机提供依据。     

牧草切根机工作原理的分析

分析了草场不同土壤条件对牧草生长和草场生态恢复的影响;研究了退化草场机械化破土切根技术和模式;探讨了高坚实度土壤条件的草场破土机理与根茎型或根茎疏丛型牧草横走根茎切根方式;开发了适用于高坚实度板结性退化草场的破土切根机.根据研发要求,应用力学和机械运动学等理论,着重对曲柄摇杆的运动以及直切刀的速度与受力进行分析,设计出结构简单、入土能力强和工作阻力小的直切式牧草切根机.     

9QP-830型草地破土切根机

设计了利用拖拉机输出轴的动力驱动破土切根刀正向旋转,以冲击、贯入的方式割裂退化羊草草地土壤板结层,切断羊草地下横走根茎以改良该类型退化草地的破土切根机.破土切根机上安装8组相等间距的刀盘,每个刀盘上安装3把切根刀,切根刀在刀轴上以双螺旋方式排列;刃口形状采用偏心圆曲线,横断面呈箭型;机架安装2组限深系统实现耕深在100 ～ 200 mm范围内可调.试验表明:破土切根机纯小时生产率在0.85 hm2/h以上,作业后地表沟缝宽度小于13 mm,最大切根深度为205 mm,土壤翻垡率为零,无壅土、破坏草皮等现象;机器作业后土壤容积密度有所下降,当年可使羊草增产近一倍.     

MQG-4型苹果苗木切根机的设计

为了适应矮砧密植苹果苗圃规模化生产需要,结合果园苗圃现有栽培模式,应用内嵌于AIP中的ANSYS有限元分析软件,对切根铲进行了等效应力、变形量和安全系数的分析计算,设计了一种配套59 kW拖拉机悬挂作业实现四行苹果苗木切根的苹果苗木切根机.田间试验表明,MQG-4型苹果苗切根机作业效果良好,劳动成本低,苗圃切根作业效率高.     

牧草复壮促生破土切根机设计

针对典型草场板结严重且横走根茎错节致使自繁促生能力下降等问题,设计了牧草切根机具。该机采用凸轮机构驱动直切刀对牧草进行垂直切根,减小了切根阻力和切缝宽度,通过简单操作可实现对不同间距、不同深度牧草进行切根作业,从而达到切断亚表层下的横走根茎、改良草地,扩繁促生的效果。经速度、加速度和受力分析证明,该机满足了设计要求,是比较理想的牧草切根机械。     

牧草破土切根复壮机械研究进展

破土切根复壮促生技术是草地改良的重要技术之一,破土切根机械化技术标志着草地改良的技术水平。近年来,随着我国逐渐实施草地保护性改良,破土切根复壮促生技术的研究和切根机的研制已受到广泛的关注,并有了一定的发展。为此,阐述了在牧草复壮促生过程中进行破土切根的原因、作用和机理;介绍了目前国内外牧草切根机械的技术原理及特点;分析了国内外牧草切根机械的发展现状及趋势;提出了当前我国牧草切根机械发展中存在的主要问题和采取的措施。     

复合式羊草切根机的设计研究

针对退化羊草草原土壤板结严重且横走根茎错节致使自繁促生能力下降等问题,研制了复合式羊草切根机。同时,介绍了该机的整体结构、工作原理及主要部件的设计原理和设计方法。复合式羊草切根机切根性能稳定、效率高、能耗低,有较强的实用价值,对退化羊草地机械化改良机具的研发及相关技术的推广具有指导作用。     

甘蓝双圆盘切根装置设计与试验

甘蓝是我国叶类蔬菜的主要品种之一,我国甘蓝总产量居世界第一位,但目前国内仍以人工收获为主,收获效率低,劳动强度大,作业质量差。为解决甘蓝机械化收获问题,对甘蓝物理参数和种植农艺进行测定,设计甘蓝双圆盘切根装置,主要包括起拔机构、柔性输送机构、切根机构等。起拔机构采用引拔杆配合拨轮的方式,柔性输送机构主要由柔性海绵构成,两输送带间隙略小于甘蓝球径,切根机构采用双圆盘割刀,既降低能耗,又平衡切根作业时的切割力。对甘蓝切根作业时起拔机构进行分析,确定起拔机构的拨叶片数量m=6,拨轮半径r=220 mm;根据甘蓝种植农艺和物理参数,确定柔性输送机构输送带中心距A=400 mm,间隙d_1=180 mm;对切根过程中的运动和受力进行分析,确定圆盘割刀直径D_2=200 mm,中心距L=195 mm,转速n=300 r/min,钳住角度α≈32.02°。通过田间试验得出拔取成功率86.7%,输送成功率91.6%,切根合格率93.7%。本文设计结果可为甘蓝收获装备的设计和研制提供理论依据。     

大蒜联合收获机按压式切根装置设计与试验

针对大蒜联合收获作业过程中根系切净率低与损伤率高的问题,设计了一种按压式切根装置,阐述了其主要结构与工作机理。通过理论计算确定了夹持输送与切割机构作业参数,构建大蒜夹持运动方程和拨轮组动力、变形及切割力学模型。以链轮、拨轮和圆盘刀转速为试验因素,伤蒜率和切净率为试验指标,利用Design-Expert 8.0.5软件进行回归与响应面分析,构建三元二次回归模型,得到各因素对指标值的影响顺序。结果表明,当链轮、拨轮和圆盘刀转速为107、52、197 r/min时,装置性能最优,伤蒜率和切净率分别为0.63%和97.07%。对比鳞茎顶端定位“浮动切根装置”的最优参数组合,结果表明,所提出的装置伤蒜率降低2.15个百分点,切净率提高3.9个百分点。对优化因素进行试验验证,验证与优化结果基本一致,满足大蒜机械化收获高效切根作业要求。     

甘蔗收割机单圆盘根切器虚拟样机研究

为了研究收割机单圆盘根切器运动、几何参数对甘蔗切割质量、收获损失的影响,使用ObjectARX在AutoCAD平台上建立根切器虚拟样机,对其工作过程进行了研究。研究表明:切割过程中存在多刀切割和重复切割甘蔗现象,该现象通过高速摄影试验得到了验证。给出了甘蔗受到多刀切割和重复切割刀数的计算公式,出现多于两刀切割的现象主要是由于刀盘转速、收获机前进速度和刀片数之间的匹配问题,是可以避免的。刀片安装角度影响刀片切入甘蔗所经历的路程,并且相当于改变了实际切入甘蔗的刀片厚度。甘蔗和根切器的相对位置影响根茬与刀片之间的作用力。     

小型往复式平衡惯性牧草收割机的研制

在现有牧草切割机的基础上,结合广西复杂的种植环境情况,设计了小型往复式平衡惯性牧草收割机。该小型往复式平衡惯性牧草收割机采用对称的双曲柄连杆机构将旋转运动来变换成割刀的往复运动,由机架、动力机构、传动机构及执行机构4部分组成。首先通过小型柴油机带动传动装置,从而带动双动刀片往复切割牧草;双动刀片同时做方向相反的往复直线运动,对双刀间的牧草进行剪切,牧草切割完后便沿着特殊设计的犁型曲面挡板滚落到车轮两侧。对称设计的动刀片在刀片变向瞬间可抵消大部分惯性,可有效平衡刀片在切割过程产生的惯性振动,使得切割后留茬平整,破头率降低,利于牧草的再次生长。试验结果证明:牧草破头率降低25%,作业质量符合农艺要求,结构设计合理,为非平原地带牧草收割提供了技术支持。     

2ZLF-500型轮刀式青贮饲料切碎机的结构组成及试验研究

当前我国畜牧业的青贮饲料切碎作业中,亟待优化设计切碎机结构,以提升切碎机应用效益。为此,优化设计了2ZLF-500型轮刀式青贮饲料切碎机的结构,并结合试验验证其优化后在实际中的应用效益。经试验研究表明:优化设计2ZLF-500型轮刀式青贮饲料切碎机结构之后,提高青贮饲料质量20%,提高饲草切碎机使用可靠性12%。优化设计2ZLF-500型轮刀式青贮饲料切碎机结构,改进切碎机工作部件结构与参数,可以有效推广应用青贮饲料技术,对促进畜牧业的持续稳定发展,发挥积极作用。     

小型组合式王草铡切打浆机优化设计与试验

针对缺少适合家庭农户使用的王草专用铡切打浆机械问题,设计了一种小型组合式王草铡切打浆机,该机通过更换部件可进行王草的铡切、打浆加工.在现有研究的基础上,分析了轻简化王草铡切和打浆工艺,设计优化了喂入装置、铡切动刀和抛送板等关键部件;利用ANSYS/LS-DYNA软件对铡切机构切割过程进行计算机仿真,通过正交试验确定影响...     

牵引式草捆拆包粉碎机的设计与实验研究

为实现草捆拆包与粉碎的机械化和自动化,设计了一种草捆拆包粉碎机。该机采用液压系统控制草捆捡拾机构和草捆旋转机构的动作,碎草机构动力由拖拉机动力输出轴提供,调整托草环机构可粉碎出不同长度的牧草。整机由三维软件Solid Works进行建模与仿真,并对重要部件碎草刀进行了有限元分析。样机出厂后,对其进行大量粉碎草捆试验,结果表明:经三维建模仿真并不断优化,整机结构设计简单,操作方便,可有效拆包并粉碎草捆;该拆包粉碎机完全符合使用要求,整机捡拾、拆包、碎草动作灵活,操作简单,拆包率为100%,牧草粉碎长度可调,最小长度3cm,牧草抛撒距离可调,距离范围1~10m。     

9Z-6A型盘刀式铡草机切碎器改进设计与性能试验

针对青饲料切碎机存在的生产率低、能耗大的问题,以9Z-6A型盘刀式青饲料切碎机为对象,对其切碎器进行了改进设计和性能试验研究。在原机喂入口增加一把定刀,使切碎器处于双定刀切割工况。改进前后切碎器切割性能对比试验表明:额定工况下,玉米秸秆含水率为9.74%时,双定刀比单定刀的切割质量得到明显改善,功耗降低21.8%,度电产量提高了6.72%,生产率提高了4.38%;同时,获得了双定刀工作时切割速度对切碎器性能的影响规律,得到了切割性能最佳时的切割速度。     

基于离散元法的板结草地破土切根刀优化设计与试验

不同结构形式的破土切根刀作业性能差异较大,为更好的打破草地土壤板结结构,对破土切根刀进行了结构设计与参数优化。应用离散元法构建土壤模型,并通过直剪试验对该模型进行参数标定;以破土切根刀的刃口角、滑切角及切齿角为试验因素,以耕作阻力、土壤扰动失效面积及比阻为目标参数,进行单因素试验和三因素五水平二次正交旋转中心组合设计试验,得到最优结构参数组合并加工优化破土切根刀进行草地试验。参数优化试验结果显示,当刃口角为37.8°、滑切角为33.6°、切齿角为51.8°时,破土切根刀作业效果最佳;草地试验表明,与三角形破土切根刀相比,优化破土切根刀在不同坚实度草地土壤的减阻率分别为11.8%和12.8%,作业后地表平整度更小且未出现明显翻垡,更符合草地作业农艺要求。研究结果可为破土切根刀的标准化设计提供理论依据。     

履带式全喂入稻麦联合收获机工作装置设计

针对当前履带式全喂入联合收获机存在的问题,设计了双动刀往复式切割器、叠加式切割器驱动机构、同轴差速轴流式脱粒滚筒、圆锥型离心式清选风扇和板齿式杂余复脱装置等工作部件。试验表明,改进的工作部件能明显提高切割效率,有效解决了损失率、破碎率和含杂率3项主要性能指标之间的矛盾,使3项指标同时下降至较理想状态。     

9GLGA-2.1单刀割搂一体机的设计与试验

简述了9GLGA-2.1单刀割搂一体机的工作原理,并对切割器梁进行弯矩分析,对草条的收集进行受力分析,对弹齿的运动轨迹及漏搂率和花叶损失率进行试验分析。试验研究表明:该割搂一体机适用于低产量的天然牧场,各项参数均达到设计要求,操作简单,有效降低了漏搂草率和花叶损失率。     

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。