基于ADAMS的甘蔗收获机剥叶元件装夹方式分析

小型甘蔗收获机在剥叶过程中普遍存在伤皮率较高的缺陷。为了改善这个缺陷,通过ADAMS的仿真分析小型甘蔗收获机剥叶元件不同的螺旋角装夹方式对剥叶性能的影响,探索在保持或降低含杂率的前提下,能够降低伤皮率的装夹方式,为甘蔗收获机的研制提供参考依据。     

新型小型甘蔗剥叶机剥叶机构设计与优化

剥叶元件在剥叶过程中受到周期性动载荷的作用,具有极大的复杂性和随机性。针对一种使用新型剥叶元件的小型甘蔗剥叶机为研究对象,在ADAMS中建立一个与剥叶机构动力学等价的仿真模型,用虚拟仿真的方法分析剥叶元件在不同螺旋角装夹下的工作受力情况,获得仿真模型的动力特性曲线。经分析后进行实验验证并找到最优值,为小型甘蔗剥叶机的研制提供依据。     

非直线排列排刷式剥叶元件的工作机理

对整秆式甘蔗收获机排刷式剥叶元件不同装夹方式的工作机理进行了研究，认为剥叶元件不同的装夹方式将显著影响剥叶效果和剥叶元件的使用寿命。从理论上对不同装夹方式的剥叶元件进行受力分析，同时用ANSYS分别分析了螺旋式、层叠式装夹剥叶元件的受力及变形，并结合试验得出螺旋层叠式装夹的剥叶元件能有效提高剥叶质量、降低剥叶机构空载功率及剥叶元件所受最大应力的结论。     

排刷式剥叶元件装夹前角的影响机理分析

排刷式剥叶元件是整杆式甘蔗联合收割机的核心元件,剥叶元件的不同装夹前角对剥叶效果和剥叶元件的使用寿命有直接影响。为此,从理论上详细分析了剥叶元件正前角、零前角和负前角装夹时,剥叶元件的受力情况及其对剥叶效果的影响;用大型有限元分析软件ANSYS分析了不同前角装夹的剥叶元件根部的最大应力。实验验证了结果的正确性,为剥叶机构的设计提供了可靠的依据。     

小型甘蔗剥叶机剥叶质量影响因素的试验研究

利用甘蔗剥叶试验台,采用二次回归正交旋转设计的实验方法,对采用两种不同剥叶元件的小型甘蔗剥叶机剥叶质量影响因素(剥叶滚筒转速、输入输出辊转速、输入辊到剥叶滚筒的距离、输出辊到剥叶滚筒的距离)进行物理模拟实验,并对试验数据进行数理统计分析、数学建模和计算机优化等,建立起影响因素与甘蔗剥叶率之间的数学模型,初步进行了影响机理分析,同时对因素进行优化。试验表明:因素优化组合条件下含杂率降低,其中菱形剥叶胶指和尼龙剥叶刷剥叶元件含杂率分别为0.42%和0.182%。     

甘蔗收获机械排刷式剥叶元件虚拟试验分析

采用数值模拟正交试验方法，对影响整秆式甘蔗联合收割机剥叶元件寿命的结构参数及装夹方式进行分析研究。利用ANSYS软件对几个主要因素进行虚拟正交试验分析，寻找在保证足够大打击力前提下剥叶元件所受应力最小时影响因素的最佳组合，为剥叶机构的设计提供可靠的依据。     

甘蔗叶鞘在弹性剥叶元件作用下破坏高速摄影分析

为了研究整秆式甘蔗联合收获机剥叶过程甘蔗叶鞘在弹性剥叶元件作用下的破坏机理,研制了甘蔗剥叶试验台,利用高速摄像机拍摄了蔗叶的破坏过程,并对图像进行分析。结果表明,甘蔗叶鞘在弹性剥叶元件作用下的主要破坏形式有叶鞘脱落、叶鞘撕裂和叶鞘与茎秆分离。通过建立弹性剥叶元件作用于叶鞘的简化力学模型,结合叶鞘的力学特性分析了蔗叶在弹性剥叶元件作用下的破坏机理。弹性剥叶元件对叶鞘施加的力是破坏叶鞘的主要作用力。叶鞘不同的破坏形式与叶鞘的生长性状和力学特性有关,含水率低于20%干叶鞘的主要破坏形式为叶鞘脱落,含水率为20%~50%的湿叶鞘的主要破坏形式为叶鞘撕裂,含水率大于50%的青叶鞘的主要破坏形式为叶鞘与茎秆分离。     

甘蔗逆剥剥叶方式的试验研究

传统离心撞击式剥叶装置采用根部喂入、剥叶辊筒与输入输出辊筒转向相同的剥叶方式,普遍存在着含杂率偏高、无法实现断尾的问题。为此,通过设计的甘蔗剥叶试验台进行了甘蔗尾部喂入、剥叶辊逆剥剥叶方式的试验研究,探索其剥叶效果,并分析了逆剥的剥叶和断尾机理。试验结果显示,逆剥方式在输入输出辊转速254 r/min,第1级剥叶辊(顺剥辊)转速1 152 r/min,第2级剥叶辊(逆剥辊)转速1 152 r/min时含杂率达到最低值0.7%,而断尾率达到100%。与顺剥方式进行对比试验,逆剥效果优势显著。     

甘蔗剥叶机的研究现状

阐述了甘蔗剥叶机的应用现状,以及目前国内外甘蔗剥叶机械技术的研究情况。     

各级转速受控式甘蔗剥叶装置的设计与试验

针对甘蔗剥叶装置存在的剥叶后含杂率高、剥叶元件易折断和磨损的问题,设计了各级转速受控式甘蔗剥叶装置。该装置输入输出上、下辊具有仿形功能,剥叶元件采用新型材质。经过对比试验,从3种高分子材料中优选出最适合做剥叶元件的材质,并通过正交试验优化工作参数。该装置优化后的工作参数即输入输出辊转速250r/min、第1级剥叶辊转速1 150r/min、第2级剥叶辊转速2 300r/min时,含杂率为3.1%,折断率为12.5%。