组合式巴旦木脱青皮机设计研究

通过测试分析青皮巴旦木成熟期的物理特性,研制了一种组合式巴旦木脱青皮机。该机采用螺旋筛筒式可变间隙设计,可通过二次脱青皮完成巴旦木的脱青皮与果皮分离作业。同时,根据巴旦木外形特征及脱皮特性进行力学分析与结构设计,得到适应性强、含杂率小、脱净率高的巴旦木脱青皮机。     

巴旦木脱青皮机的设计

针对目前新疆巴旦木产地的人工去青皮作业劳动工期长、用工量大等问题,研制一种巴旦木脱青皮机,该机采用螺旋筛筒式可变间隙设计,可一次完成巴旦木的脱青皮与果皮分离作业。根据巴旦木外形特征及脱皮特性进行力学分析与结构设计,最终得出巴旦木脱青皮机合理可行的设计方案及参数。     

巴旦木成熟期青皮特性与脱青皮机构参数的确定

通过测试分析青皮巴旦木成熟期的物理特性,确定巴旦木脱青皮机构的筛筒与螺旋脱皮部件间距、筛筒栅条间距等关键参数,为得到适应性强、含杂率小、脱净率高的巴旦木脱青皮机奠定理论基础。     

基于ANSYS Workbench的苜蓿压扁辊静力学及模态分析

为了分析苜蓿割草压扁机组合式人字形压扁辊的工作性能,通过SolidWorks软件建立组合式人字形压扁辊的三维模型,进行有限元力学分析和模态分析。结果表明:组合式人字形压扁辊的最大应力值为23.723 MPa,应力最大处主要集中在支撑杆的螺纹与右轴肩的螺纹孔处,其最大应力小于材料的屈服极限,压扁辊的最大位移值0.062mm,应变从压扁辊齿顶处向两端逐渐减少,满足强度和刚度要求;振动方式主要为振动和扭曲,当输入轴的工作转速为800r/min时,对应的频率为13.33 Hz,远小于输入轴第一阶频率272.37Hz,零部件不会产生共振现象,使其能够可靠、安全作业。     

整体式圆锯片的设计与有限元分析

针对沙生灌木切割时存在的变形、振动等问题,设计并建立了整体式圆锯片的有限元模型,采用ANSYS软件对其进行静力分析和模态分析,得到圆锯片在转速1910r/min下的应力、变形分布云图以及前4阶固有频率和振型.分析表明:圆锯片最大变形为4.0210-2mm,相对结构尺寸可忽略,工作应力最大为11.313MPa,远小于材料的屈服极限785MPa;最低固有频率为299.2Hz,远高于圆锯片的转动角频率,其工作稳定可靠,具有良好的动态特性.     

巴旦木脱青皮机理分析及研究进展

为实现巴旦木青皮的有效剥离,借鉴国内外关于巴旦木脱青皮与其他青皮类坚果的脱皮机理、方法和机构优点,收集各类国内外相关文献、机具简介、专利等材料,国外针对巴旦木的皮果物理机械特性、含水率、成熟度等方面开展研究与分析,提出有效解决巴旦木脱青皮的机械原理,得出适合国内巴旦木脱青皮的最优机构,为巴旦木的精深加工奠定基础。     

旋转脱膜式残膜回收机关键部件仿真与模态分析

设计了一种旋转脱膜式残膜回收机具,针对搂膜弹齿不稳定造成残膜回收率降低的问题,通过Ansys软件对其进行仿真分析和模态分析,得出主搂膜弹齿等效最大应力232.15MPa,总位移为10.2mm,副搂膜弹齿等效最大应力138.737MPa、总位移为6.7mm,所得数据均小于设计最大值;二者前6阶固有频率范围分别为17.7~292.1Hz和25.1~292.1Hz,不在所受外界激振频率范围内,作业过程中不会产生共振现象。本研究可为弹齿式残膜回收机的设计提供参考。     

沙棘预破碎装置设计与有限元分析

为解决沙棘枝果速冻后结块,阻塞脱果机的问题,设计一款新的沙棘预破碎装置。根据生产需要设计出该装置的整体结构,主要对传动系统、破碎刀片的数量和排列方式进行设计。利用ANSYS对刀辊进行有限元分析,结果表明,刀辊的最大变形量为0.004 9 mm;其最大应力为21.191 MPa远小于刀辊的最低屈服极限235 MPa,说明刀辊的强度和刚度都满足要求。根据刀辊前6阶模态分析情况,刀辊的工作转速360 r/min远小于安全转速47 812.5 r/min,不会发生共振现象。试验结果表明,当沙棘预破碎装置的刀辊转速为360 r/min时,工作性能稳定,整机作业时间降低至4.1 min,脱果率可达87.1%,破损率降低至8.8%。     

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。     

适用于西藏地区的聚风型垂直轴风力机结构特性分析

为满足西藏高寒高海拔地区对风力机安全可靠性的需求,以部件强度和气象参数为约束条件,针对一台面向西藏地区的额定功率为500 W的聚风型直线翼垂直轴风力机进行结构分析,并采用有限元分析方法,对风力机主要部件进行了静力学分析和模态分析.静力学分析表明:在额定转速下风力机叶片、主轴、支撑臂、法兰盘、上下聚风罩和塔筒等主要结构部件的最大位移形变分别为0.19, 0.25, 0.013, 0.005 6, 0.63, 1.20, 0.05 mm;最大承受应力分别为11.96, 25.63, 11.70, 6.10, 4.68, 2.11, 2.28 MPa,均在材料所能承受的范围之内,风力机主要结构部件设计合理,满足设计要求.模态分析表明:风轮的工作频率2.50 Hz远小于其一阶固有频率9.22 Hz,不会发生共振,安全可靠.研究结果可为垂直轴风力机的结构设计与分析提供参考,为聚风型直线翼垂直轴风力机在高寒高海拔地区应用提供基础.     

红枣去核机传动系统中主轴的有限元分析

针对自行设计的红枣去核机传动系统中的主轴进行有限元静态分析和模态分析;利用UG软件完成红枣去核机传动系统中主轴三维模型设计和有限元模型建立。对主轴进行满载工况下的静力学分析表明:主轴所受的力矩从大到小依次为驱动力矩、去核系统阻力矩、拨盘阻力矩、螺旋输送器阻力矩,最大等效应力、应变均发生在安装驱动链轮的键槽处,主轴所受到的最大等效应力为110.53MPa[τ]=293.3MPa,最大等效应变为0.0 0 0 5 4 9 8 8,可知主轴材料与结构设计均能满足去核机工作要求;对主轴进行模态分析可知,传动主轴前6阶模态固有频率为1 939.9~5 131.1Hz。振型图表明:随着固有频率的增加,主轴的振动破坏区域逐渐由拨盘键槽所在轴阶向两端移动,当固有频率为4 189.4Hz时,破坏最严重,总变形量达到957.82mm;主轴发生共振的最低临界转速为116 394r/min,而去核机传动主轴的转速范围为15~60r/min,可知主轴在工作过程中是安全的。该研究为红枣去核机传动系统及整机结构、性能改进及优化提供了理论依据。     

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。     

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。     

小型收割机同步钢带疲劳装置的设计与仿真

多层同步传动钢带具有不打滑、传动比恒定、润滑要求不高及磨损后不伸长等优点,特别适合于农业机械某些环境差的工作场合。为此,根据小型收割机中拨禾轮和滚筒之间的受力和功率范围,设计了一种多层同步钢带的疲劳装置,阐述了该装置的基本工作原理、总体结构组成及关键部件设计,并采用有限元分析软件对机架和高速轴进行静力学分析和模态分析。分析结果表明:高速轴在最大扭矩作用下轴端挠度为0.046 26mm,轴所产生的最大应力在轴键部位,其值为98.1MPa,小于轴材料疲劳极限218MPa。通过模态分析,得到机架和高速轴的前6阶模态的频率和振型,机架的一阶固有频率为106.93Hz,远小于高速轴的1阶固有频率4501.70Hz,验证了装置的合理性。同时,进行了疲劳试验,通过观察装置运行和钢带啮合孔处的状态进而验证了装置的可靠性。     

9R-40型揉碎机结构有限元分析——基于ANSYS Workbench

锤片式揉碎机作为一种重要的秸秆饲料加工机械而被广泛地应用在饲料生产作业中。为此,基于有限元软件ANSYS Workbench,对揉碎机转子和机壳进行静力学和模态分析。静力学分析结果表明:揉碎机转子的危险截面主要集中在主轴键槽和轴承颈附近,且最大应力远小于许用应力。模态分析结果表明:由于转子正常工作时的临界转速远大于轴正常工作时的转速,不会引起共振,符合设计要求。机壳的模态分析可确定其模态频率范围,通过优化其结构避免外界激振频率与固有频率接近。通过ANSYS Workbench对揉碎机结构进行有限元分析,为揉碎机整体结构优化设计提供了理论依据。     

三七温室育苗槽基质蒸汽消毒机的设计

为了解决三七工厂化育苗中的基质消毒问题,设计了一种适用于温室育苗槽的基质蒸汽消毒机,阐述了该机的基本工作原理、总体结构组成及关键部件设计,并采用有限元分析软件对消毒机的核心工作部件抛土刀片进行了静力学分析和模态分析。通过静力学分析,发现抛土刀片工作过程中,其应力主要集中在刀柄根部与刀盘接触的部位,应力最大值为118.62MPa,小于材料的屈服强度355MPa;应力较集中的部位也是应力较大的部位,应变最大值为0.596 48mm;刀片变形量最大的部位是刀片顶端与基质接触的部分,最大变形量为1.637 5mm;通过模态分析,得到刀片前6阶模态的振频和振型,刀片的干扰频率为5 Hz远小于前6阶模态的振频,验证了其设计的合理性。     

蔗种排种装置的进给输送机构设计与分析

为了提高广西甘蔗种植机械化水平,课题组设计了一种蔗种排种装置的甘蔗夹持输送机构,采用上下辊夹持配合的方式对甘蔗进行进给输送,根据蔗种直径自适应调整夹持间距,实现一定柔性夹紧进给输送.仿真结果表明:该机构最大的应力远小于材料的屈服强度,最大的变形量很小,能够满足强度、变形等要求;模态分析表明前六阶的固有频率均与工作时的激...     

巴旦木脱青皮机的研制

文章依据巴旦木青皮的外形特征与力学特性参数,设计了一种巴旦木脱青皮机。该机主要由机架、动力传动系统、刀具、载物盘、电机等组成。工作原理模仿手工去皮原理,结构简单,提高了脱青皮率,解决了巴旦木核染色问题,脱青皮速度快,工作效率高。     

核桃捡拾机关键部件设计与分析

【目的】解决目前人工捡拾核桃效率低等问题,实现核桃的自动化捡拾作业,提高核桃的采收效率。【方法】课题组针对新疆核桃的种植模式与生长特点,研制了一种能够实现落地核桃聚拢、收集、杂质分离以及脱皮清洗一体化的核桃捡拾机,以聚拢、分选、清洗步骤为研究主要对象,利用SolikWorks软件进行核桃捡拾机的三维建模,并对刀片进行静力学及模态分析。【结果】1)从等效应力图中可以看出,刀片的最大等效应力为6.454 9×10^-4 MPa,在实验中远小于合金钢的最大许用应力;2)从模态云图中可以得到刀片的前6阶固有频率,均远远大于刀片的最大激振频率0.5 Hz,因此刀片在工作运行情况下不会产生振动和噪声,也不会出现共振现象,刀片设计较为合理。【结论】研究结果可为自动化核桃捡拾机的机械设计与改进提供理论参考,从而代替人工捡拾作业,减轻农民的劳动强度,有助于提高我国核桃收获作业的效率和质量。     

锥篮离心机转鼓结构有限元仿真与模态分析

建立了锥篮离心机转鼓的三维有限元模型并进行了力学仿真,得到了转鼓的径向和轴向变形、应力分布、最大应力点以及振动模态,并对薄膜应力和局部应力进行了进一步的应力分析。结果表明:在静力作用下转鼓大端发生最大位移,最大应力点位于转鼓大端第1圈孔的上边沿;原设计转鼓的刚度和强度均满足要求;转鼓系的第1阶固有频率为32.95Hz,发生第1阶模态振动时,转鼓整体绕主轴往复旋转,其固有频率比转鼓系的工作频率26.7Hz高,在正常运行条件下,离心机不会发生共振现象。