基于土壤压缩破坏理论的挖掘铲的设计与分析

对影响木薯收获的因素进行分析,借鉴马铃薯收获机挖掘铲的设计思想,在铲面受力分析的基础上,引入了土壤压缩和破坏理论,建立了运动条件下挖掘铲的碎土性能分析模型。应用Matlab软件对该模型进行了数值计算,并对平面挖掘铲进行了碎土性能分析,得到了最佳的平面铲倾角,提高了木薯挖掘铲的碎土性能,为木薯挖掘铲的设计提供了理论参考。     

马铃薯碎土整地联合作业机设计与试验

针对东北地区整地作业中,结块多、土壤残茬严重、犁底层加厚等问题,根据我国现有的东方红-75/802型拖拉机的动力条件,设计了一种适用于马铃薯田的驱动式碎土整地联合作业机。该机是根据国外先进的土壤保护耕作法,结合东北地区土壤情况和马铃薯田整地要求设计的一种机具。本文阐述了机器整体结构及工作原理,设计了碎土辊,分析了碎土辊运动过程、碎土辊工作过程中楔形齿所受的阻力及碎土辊作业时所需功率,基于EDEM离散元仿真技术,建立了部件-土壤仿真模型,以土壤破碎率为试验指标,以碎土直齿末端倾角、碎土直齿边长和机组速度为试验因素进行仿真试验,在仿真基础上进行田间试验,试验结果表明,所设计的碎土整地联合作业机碎土率为98.45%、平均耕深为14.5 cm、机组速度为5.7 m/s、碎土辊消耗功率为19.24 kW,具有良好的作业效果,满足马铃薯田整地作业要求。     

驱动式马铃薯中耕机关键部件设计与碎土效果试验

针对传统锄铲式中耕机在粘重土壤作业中碎土率低、碎土后土壤粒径较大等问题,对驱动式马铃薯中耕机的关键部件进行了设计,通过对整体结构和工作原理的阐述,对由碎土刀与刀盘组成的耕作部件进行参数设计与运动学分析,并对碎土刀切削土壤过程的剪切应力进行理论分析,运用Matlab确定了影响剪切应力的因素参数范围。以碎土刀刀轴转速、前进速度、耕深、碎土刀折弯角和刃口长度为因素,以碎土率为指标进行了试验台试验,并进行了正交回归方差分析。试验结果表明:在刀轴转速为275 r/min、前进速度为0.75 m/s、耕深为0.18 m、碎土刀折弯角为150°、刃口长度为0.07 m时,耕作后土壤碎土率为93.8%。试验确定了碎土刀的最优结构参数,所设计的碎土刀能增强碎土效果,关键部件的设计满足马铃薯中耕作业耕深、碎土要求。该研究基本解决了中耕过程中碎土率低、碎土后土壤粒径较大等问题,作业效果更加明显,为马铃薯中耕机的设计改进与优化提供了理论支撑和技术参考。     

圆盘碎土起膜装置仿真分析与试验

介绍圆盘碎土起膜装置的研究意义,分析圆盘碎土装置的工作原理及特点,建立圆盘碎土的力学模型。采用ANSYS软件进行运动仿真分析,得到圆盘破土后圆盘及土壤的三向应变云图,分析结果显示Y方向上土壤变形量最大,最大值为57.66mm。为验证理论分析和仿真的正确性进行正交试验,得出圆盘半径因素与工作倾角因素对碎土效果和边膜带出率有显著影响,试验结果为边膜回收装置的设计及研究奠定基础。     

杆条式压力碎土马铃薯挖掘机的研制

为了解决黑龙江省地区粘重土壤及机械喷灌方式种植的马铃薯收获时存在的薯、土分离困难、含土率高;薯块和土块混杂、明薯率降低、不方便检拾等问题,在薯、土分离过程中,创新研发设计杆条式饶性压力强制碎土机构,使饶性压力强制碎土机构与杆条式震动筛产生相对运动,对粘附在马铃薯上的粘重土壤进行碾压、揉搓,从而解决薯、土沾黏分离不彻底,薯块和土块混杂的问题。主要介绍了该机具的结构特点、主要部件的设计、工作原理及试验情况,为研制适于粘重土壤及机械喷灌方式种植的马铃薯收获机提供参考。     

王草收获机滚筒破碎装置设计与试验

根据王草分蘖能力强、生物量大、含水率高的特点,基于王草机械化收获的农艺要求优化设计了一种4排人字形滚筒破碎装置.通过理论分析及计算确定了破碎装置主要结构及参数,通过单因素试验与二次正交旋转组合试验研究了喂入辊转速、破碎辊转速对茎秆破碎合格率、平均长度的影响,采用Design-Expert软件对试验结果进行了响应面分析、...     

清田整地机碎土辊耙齿有限元分析

利用有限元非线性分析法建立了清田整地机碎土辊耙齿的有限元模型,对碎土辊耙齿进行强度和刚度分析,预测了清田整地机工作时碎土辊耙齿构件的受力和变形。分析数据与试验数据对比表明,有限元分析与试验结果一致,有限元分析为耙齿设计提供了可靠依据。     

新型锥体式碎壳机构花生籽粒损伤的研究

碎壳损伤是影响花生籽粒品质的重要因素之一。本文研究新型锥体式花生碎壳机构在破碎花生壳体过程中花生籽粒的损伤成因;基于运动与能量原理,分析碎壳过程中致使花生籽粒损伤的因素。通过试验,研究了锥体式碎壳机构的结构形式及工作状况对花生籽粒损伤程度的影响,对进一步研究机械碎壳花生籽粒损伤机理,验证结论的正确性,为花生碎壳机械对花生籽粒的损伤研究提出了新思路,为设计新型花生碎壳机械的碎壳方法提供了理论基础。     

齿辊式碎茶机的优化试验

齿辊式碎茶机是一种高效的茶叶粉碎设备,但其设计制造仍停留在经验阶段,本试验采用正交试验方法研究齿辊式碎茶机齿辊的齿距、辊间单位长度压力、快辊速度及快慢辊速度差对成品率和过粉碎率的影响,采用方差分析法对工作参数和结构参数进行初步优化。得到在试验范围内对成品率有显著影响的主要因素为辊间单位长度压力和快慢辊速度差;对过粉碎率有显著影响的主要因素为辊间单位长度压力。     

悬挂式山药收获机振动挖掘碎土装置设计与试验

针对山药机械化收获整体占比低、作业效率低、收获损伤率高以及人工辅助作业劳动强度大等问题,基于经验设计方法,设计了全液压悬挂式单行山药收获机。研究了山药挖掘收获中关键部件——格栅式振动挖掘铲的结构,综合运用Solid Works的Motion与Simulation插件,对振动碎土装置进行了动力学仿真分析与计算,对该部件的静力学和动力学特征进行了分析。结合山药收获的农艺要求,研究了振动挖掘部分的频率、往复摆动振幅及其相关机械结构参数,确定了最优结构参数,并对其进行了强度分析、计算和校核,最后进行了田间收获试验。试验结果表明,振动挖掘碎土装置的作业效率较高,可实现土壤与山药黏连部分的快速、高效分离,机械收获完好率达到89. 2%,基本满足农户高效收获与低损率的要求。     

玉米秸秆皮颗粒燃料耐久性能试验与工艺优化

为研究原料特性和设备关键机构运动因素对生物质颗粒燃料耐久性能的影响规律及其最佳因素参数组合,以玉米秸秆皮为原料,利用平模成型机对其进行压缩成型试验。以含水率、模辊间隙、主轴转速为试验因素,以抗破碎性为评价指标,采用Box-Benhnken法进行三因素三水平响应面试验设计;借助Design—Expert 8.0.6软件进行回归分析和响应面分析,建立并分析了各试验因素与抗破碎性之间的数学模型。结果表明,对抗破碎性影响程度的大小顺序为:含水率主轴转速模辊间隙;在含水率为15%、模辊间隙为0.3mm、主轴转速为196r/min条件下,玉米秸秆皮颗粒燃料的抗破碎性为94.9%。     

螺旋送进碰撞碎壳机构花生籽粒损伤的试验研究

碎壳损伤是影响花生籽粒品质的重要因素之一,本文研究新型锥体式花生碎壳机构在破碎花生壳体过程中的花生籽粒的损伤成因。基于相对运动与能量平衡原理,分析碎壳过程中致使花生籽粒损伤的因素。通过试验,研究了锥体式碎壳机构的结构形式及工作状况对花生籽粒损伤程度的影响,对进一步研究机械碎壳花生籽粒损伤机理,验证结论的正确性,为降低花生碎壳机械对花生籽粒的损伤提出了一条新思路,为设计新型花生碎壳机械与碎壳方法提供支持。     

流固耦合作用下水田刀切割碎土的数值模拟与试验

为研究水田刀片对泥土的切割破碎效果,建立水田刀及泥浆槽的三维模型并进行网格划分,采用滑移网格描述刀片旋转、水田泥土和空气两相流耦合作用下进行数值模拟,对水田刀片切割碎土的作业过程进行仿真,并对切割后泥浆的平均飞溅速度进行研究和分析,最后随机抽取水田中5个位置的泥浆样本进行试验验证,结果表明水田土壤混合物经切割破碎作业后的泥浆密度、粘度和屈服强度基本能保持稳定,而其标准差则由切割破碎前的291.1、0.03、1.19变为55.4、0.008、0.18,说明由不同比重的泥土、杂质和泥水土壤混合物被切割破碎后能够有效均匀混合成泥浆,从而用于田间育秧。     

麦冬机械化收获根茎土壤分离装置的设计研究

针对三台麦冬挖掘收获时根土分离能力差、作业效率低等问题,通过对麦冬根土分离碎土过程进行分析,开展变隙式碾压碎土输送技术、双级对辊挤压碎土技术、链式循环筛分技术研究,研制形成集逐级碾压输送去土装置、双级对辊挤压碎土装置、离心抛散式循环筛于一体的麦冬根土分离装置.通过田间试验验证,该分离装置能够有效解决麦冬根土分离的问题,...     

新型锥体式花生碎壳机构的设计

为研制新型花生碎壳机械,基于螺旋运动送进、挤压碰撞渐进受力而使花生壳体破碎的工作原理,在研究分析机构碎壳腔型和颗粒体物料受力碎壳之间的相互牵连关系的基础上,以进出物料总量的平衡和散体颗粒物料在螺旋锥体机构中的运动特性为理论依据,建立了以螺旋锥体式碎壳腔型的分析模型,研究设计了一种新型锥体式花生碎壳机构.经实际试验应用效果良好,由此为自主研制开发新型、高效、节能的现代锥体式花生碎壳机构奠定了理论基础.     

自走式三七收获机设计与试验

针对丘陵山区三七收获时费工费时、无机械化等现状,设计了一种以柴油机为动力的自走式三七收获机。该机主要由挖掘铲、刮土机构、升运器、拍土机构、收集箱等组成,利用解析作图法对挖掘铲进行分析,确定了三七和土壤混合物顺利通过挖掘铲的铲刃夹角为96°;对升运器运动学分析得出升运器的倾角为25°时三七与土混合物的破碎率最高;以升运速度、振动分离筛振动频率、碎土轴的转速为试验因素,以伤根率、收净率为评价指标进行二次旋转正交组合试验。试验结果表明：试验因素对评价指标影响由大到小依次为振动分离筛振动频率、升运速度、碎土轴转速,当升运速度为0.78m/s,振动分离筛振动频率为10Hz,碎土轴转速为2.5r/s时,伤根率、收净率分别为1.6%、96.32%。以影响因素的最优参数组合进行验证：试验得伤根率、收净率分别为1.6%、96.8%,与计算结果一致,且符合农艺要求的收获指标。该研究为产品级的三七药材收获机的设计提供了技术参考。     

林业苗木移栽机碎土机构的设计与试验

在林业发展过程中，苗木移栽是一个重要的环节。为解决现有移栽机无法直接进行碎土作业和实际作业过程繁琐等问题，设计了一种带有碎土机构的一体式移栽机。通过对碎土机构进行运动学分析，使用ADAMS仿真得出不同速度比下标记点处的轨迹和总位移曲线图，确定了当速度比λ=9时碎土机构的碎土率较高、碎土性能较好，更符合实际要求。采用ANSYS对碎土机构进行强度分析和疲劳寿命分析，得到了碎土机构的最大应力、最大位移变形、最大疲劳寿命和安全系数，经分析其各项参数均符合使用要求。试验测试表明：当移栽机前进速度v₀=1.5m/s、刀轴转速n=429.7r/min时，一体式移栽机的碎土率均值为88.46%,满足实际作业要求。     

仿生镇压辊压实性能的有限元分析与试验验证

前期土槽试验结果表明,与传统镇压辊相比,采用Q235制成的正12面体仿生镇压辊的防壅土效果显著,但无法起到减粘降阻的效果。为此,采用有限元方法,从Mises应力云图、接触面积和位移云图3方面对比了正12面体仿生镇压辊和传统镇压辊的压实效果。结果表明:正12面体仿生镇压辊作用于土壤的Mises应力比传统镇压辊增加了40.07%,有利于种子与土壤紧密接触;正12面体仿生镇压辊与土壤的接触面积比传统镇压辊高3.10%,意味着正12面体仿生镇压辊起不到防粘的作用;正12面体仿生镇压辊对应土壤模型节点在X方向的位移比传统镇压辊降低5.88%,证实正12面体仿生镇压辊能起到一定的防壅土作用;两种镇压辊对土壤造成的Y方向的扰动范围及位移变化量相差不大,表明两种镇压辊压后土壤容重接近;正12面体仿生镇压辊造成土壤Z方向位移变化的最大值比传统镇压辊高出5.04%,意味着正12面体仿生镇压辊消耗的功要略高于传统镇压辊,与土槽试验结果吻合。研究结果可为农业机械触土部件压实性能的有限元分析提供数值模拟方法。     

深施肥机旋耕部件关键参数设计与试验

为使深施肥机达到目标耕深合格率和碎土率,利用深施肥机试验台,以旋耕刀类型、旋耕速比、刀辊直径为因素,以耕深合格率和碎土率为评价指标,进行三因素三水平正交试验,并设置一列误差列。试验结果表明:影响根深合格率的主次因素为刀辊直径、旋耕速比、旋耕刀类型;影响碎土率的主次因素为旋耕速比、弯刀、刀辊直径。综合考虑各因素对耕深合格率和碎土率的影响程度,得出最优组合方案:旋耕刀类型选用旋耕弯刀,旋耕速比为8.1,刀辊直径为26cm。本研究为贵州烟草农业机械的改进设计提供了参考依据。     

仿形弹性镇压辊减粘防滑结构设计与试验

针对仿形弹性镇压辊粘附土壤和滑移率较大的问题,基于典型土壤动物蚯蚓的体表柔性几何特征,设计了一种适用于仿形弹性镇压辊的减粘防滑结构,其主体是橡胶凸起,同时采用肋条结构对其进行固定。这种结构具有粘附土壤少、滑移率低、镇压力分布均匀、碎土效果好等优点。通过理论计算和运动学分析对减粘防滑结构的运动过程进行研究,得出橡胶凸起的特征方程,以及凸起高度和肋条高度的取值范围。通过三因素三水平正交组合试验得出影响镇压辊粘附土壤量因素的显著性顺序依次为:凸起高度、肋条高度、载荷;影响镇压辊滑移率因素的显著性顺序依次为:肋条高度、凸起高度、载荷;得到减粘防滑结构的最佳参数组合为:载荷450.0 N、凸起高度13.9 mm、肋条高度15.1 mm,并找到各因素对粘附土壤质量和滑移率的影响。田间验证试验和对比试验得到镇压辊的粘附土壤质量为39.2 g,滑移率为3.89%,分别比没有减粘防滑结构的镇压辊降低60.1%和54.3%。