4UD-600型马铃薯挖掘机的设计与试制

针对马铃薯产业发展的需要,在调研分析甘肃省马铃薯种植模式与分布、耕地资源及土壤类型、手扶拖拉机拥有量、马铃薯挖掘机存在的问题和借鉴国外马铃薯挖掘机优点的基础上,农业科研单位与农机生产企业联合设计试制了一种与手扶拖拉机配套的小型振动式马铃薯挖掘机具。本文介绍了该机的工作原理、技术参数、仿真研究,关键部件设计及样机试制。     

基于高速摄像技术的马铃薯在分离筛上运动特性研究

为了研究马铃薯挖掘机在收获过程中马铃薯在分离筛上的运动特性、改善马铃薯挖掘机工作性能、提高薯土分离效果及降低马铃薯的损伤,采用室内试验和室外试验研究的方法,对马铃薯在分离筛上的运动规律进行研究。利用红外高速摄像技术,采集室内和田间马铃薯在分离筛上的运动情况的数据。利用高速摄像分析软件(TEMA)对采集到的摄像数据进行处理,绘制出马铃薯的分离筛上的加速度时间历程曲线,总结出马铃薯在筛面上的运动规律。最终得出马铃薯在分离筛上的运动特性,为马铃薯收获机的分离筛参数的优化提供参考。     

基于PRO/E的挖掘机工作装置运动仿真分析

以我国生产的22t挖掘机为研究对象,分析和探讨在Pro/E的软件环境下,通过运用有限元计算方法和运动仿真分析法对挖掘机工作装置运动过程进行分析,提高了挖掘机设计的安全性。     

挖掘机动臂在Pro/E中的动态模拟与分析

挖掘机设计中困扰设计人员的可能要算动臂机构的受力分析和运动轨迹的校核,它的好坏直接影响挖掘机的性能,对其进行运动仿真和受力分析是解决问题的重要手段,也是设计的基础.采用Pro/ENGINEER软件建立挖掘机动臂的3D运动仿真模型,全方位显示了动臂的运动轨迹,分析了三个液压轴在动臂运动过程中的受力状况.     

挖掘机动臂在Pro／E中的动态模拟与分析

挖掘机设计中困扰设计人员的可能要算动臂机构的受力分析和运动轨迹的校核，它的好坏直接影响挖掘机的性能，对其进行运动仿真和受力分析是解决问题的重要手段，也是设计的基础。采用Pro／ENGINEER软件建立挖掘机动臂的3D运动仿真模型，全方位显示了动臂的运动轨迹，分析了三个液压轴在动臂运动过程中的受力状况。     

小型马铃薯挖掘机田间作业性能试验分析

为了检验研制的4UM-600小型马铃薯挖掘机的结构和作业参数的合理性,文中对小型马铃薯挖掘机进行了正交试验,并对试验数据进行分析,通过试验分析得出影响马铃薯挖掘效果的最优参数组合。     

马铃薯挖掘机薯块后集中铺放装置设计

本文简述了现有马铃薯挖掘机的优点与不足,针对现有马铃薯挖掘机存在的薯块铺放缺陷,通过调研确定设计方案,设计出马铃薯挖掘机薯块后集中铺放装置,优化了马铃薯挖掘机的性能,增强了其适应性。     

小型马铃薯残膜挖掘机的设计及试验

为解决现有连杆升运式马铃薯挖掘机靠近挖掘铲的部分易与地面发生碰撞、连杆升运式分离装置在马铃薯输送分离过程中升运速率一样、甘肃全膜双垄沟种植马铃薯地区挖掘机在收获过程中无法分离残膜和秧茎等问题,该文研制一种与四轮拖拉机配套的小型马铃薯残膜挖掘机。为避免机前拥堵,并提高土薯分离效率,该机采用两级的升运链分离装置,通过计算确定两个不同升运角参数;为分离残茎和膜,采用残膜茎秆分离装置。仿真结果表明:小型马铃薯残膜挖掘机输运流畅、分离效果显著,明薯率为97.5%,伤薯率为4.3%、残膜收净率为87%,满足甘肃对马铃薯和地膜的农艺收获要求。     

马铃薯收获机参数化造型与虚拟样机关键部件仿真

针对我国马铃薯收获机设计中存在的设计手段落后、设计效率低等问题,应用基于特征的参数化造型软件Inventor对马铃薯收获机零部件进行参数化造型,采用ADAMS机械仿真软件,对小型马铃薯收获机虚拟样机的关键部件振动筛进行运动仿真,阐明了基于ADAMS软件虚拟样机仿真的原理和过程,得出振动筛运动关键点的速度、加速度和位移曲线.通过曲线分析,得出符合设计要求的振动筛运动频率和振幅等参数.     

振铲式马铃薯挖掘机设计与试验

针对西北旱区山坡地、小地块机械化收获水平低以及农户配套动力不足等问题,研究设计便于手扶拖拉机配套的振铲式马铃薯挖掘机,一次性完成马铃薯挖掘、薯土分离、集薯铺条等工序。通过理论分析和数值仿真,对核心的振动挖掘装置、栅条分离筛进行解析和结构优化,确定性能参数。田间试验表明:明薯率为96.5%,伤薯率为1.4%,破皮率为1.7%,生产率约为0.085hm2/h,设计的振铲式马铃薯挖掘机各项指标均满足国家及行业标准要求。     

振动式挖掘机的设计与试验

振动式挖掘机采用了挖掘铲和振动筛分离式结构。通过土壤切削试验测定挖掘铲和振动筛上堆积的土壤平均高度,找出土壤分离效果好的参数组合,并用其对马铃薯进行了收获试验。首先采用复数矢量法对挖掘铲和振动筛面进行运动分析,建立运动方程,其次分析挖掘铲和振动筛的运动轨迹与土壤分离效果之间的关系,最后分析了采用优化参数组合收获马铃薯时的作业性能。结果表明,当挖掘铲和振动筛上最末端点的振幅分别不小于12.15mm和9.17mm,且挖掘铲和振动筛上最末端点从最低位置到达最高位置,直线回归方程的回归斜率分别不小于-1.87和-2.50时,挖掘机的土壤分离效果好。     

4UD―1型马铃薯挖掘机的仿真研究及模态分析

4UD―1型马铃薯挖掘机采用振动式挖掘铲和抖动式分离筛结构,影响其工作性能的主要因素是牵引速度、铲和筛振动的频率和幅值。为得到挖掘机正常工作时的关键参数,应用Pro/E建立了挖掘机参数化模型,在ADAMS中进行了仿真,得到振动铲、抖动筛的运动学变化曲线和整机工作时的振动频率、幅值。结果表明,振动铲和抖动筛的振动频率均为9Hz,振动幅值分别为3.6mm和33.1mm,振动铲与抖动筛共同工作时振动幅度为29.5mm。这为提高挖掘机的工作性能提供了研究数据。再利用Ansys10.0进行挖掘机机架的模态计算分析,得到在添加铲与筛的质量后,机架的固有频率为43.9Hz,远大于挖掘机的工作频率,避免了挖掘机的共振,保证了工作稳定性,同时也为挖掘机振动频率的提高给定了一个范围。     

基于振动机理的马铃薯挖掘机的试验研究

为解决西南地区、部分北方及中原地区马铃薯机械化收获问题,结合国内马铃薯的种植模式和农艺要求,对单行振动式马铃薯挖掘机进行了试验研究。以马铃薯挖掘机的前进速度、挖掘深度、振动频率为试验因素,以机具的牵引阻力为试验指标,进行正交试验。结果表明:牵引阻力最小时的参数组合为挖掘深度139~1 5 5 mm,振动频率1 3~1 4 Hz,前进速度2.5~3 km/h;在此条件下进行验证试验,此时平均牵引阻力为9 5 6.6 N,该机具在有振动条件下的牵引阻力较无振动时降低36.2%;田间收获试验的明薯率和伤薯率分别为97.20%和3.5 2%,符合相关标准要求。该研究为小地块和复杂耕地条件的马铃薯机械化收获问题提供了解决方案,为小型马铃薯挖掘机的深入研究提供了参考。     

马铃薯挖掘机横向输送系统的设计

针对现有马铃薯挖掘机经分离筛分离后直接将马铃薯铺放于地面,常出现二次埋薯、马铃薯铺放较分散、人工劳动强度增大、作业效率低等问题,研究设计一种适合国内马铃薯收获的马铃薯挖掘机横向输送系统,将分离后的马铃薯成条集中铺放。为此,阐述了横向输送系统整体结构及工作原理,对关键部件进行了结构设计,理论分析计算了横向输送系统的相关结构与作业参数,确定合理输送高度,避免马铃薯间的碰撞损伤。结果表明:相关结构设计合理,横向输送链距垄上侧高度为100mm、运行线速度为1.5m/s时能够满足马铃薯的集条铺放且不发生碰撞损伤。该研究可为马铃薯横向输送系统的研究提供参考,以促进马铃薯挖掘机的进一步发展。     

影响振动式挖掘机性能的主要参数

利用由振幅、振动频率和前进速度定义的参数λ,K和T,建立了对振动式挖掘机挖掘铲及振动筛上堆积的土壤平均高度、牵引力、驱动转矩和消耗动力的回归方程。从这些回归方程的决定系数可知,用参数T表示的回归方程的决定系数始终是次大。当综合考虑上述情况时,用参数T表示的回归方程决定系数具有普遍性,根据土壤的分离能力,推荐T≥2.4。     

马铃薯挖掘机挖掘铲的设计

介绍了适合不同地区、不同作业条件下的块茎类挖掘机挖掘铲的具体参数，讨论了不同参数对马铃薯挖掘机的影响。确定了挖掘铲主要技术参数。     

双行牵引式马铃薯挖掘机的设计与试验

针对目前我国马铃薯挖掘机存在的机具作业阻力较大、易堵塞及明薯率较低等问题,设计了一种牵引式马铃薯挖掘机,通过对整机结构和工作原理的阐述及对挖掘铲工作部件关键尺寸的理论分析,得到了机具挖掘铲、分离输送装置等关键部件的具体结构尺寸。对整机的作业性能进行田间试验,结果表明:该机能够一次性完成挖掘、薯土分离及成条铺放等作业,挖掘深度符合马铃薯收获要求,机具的伤薯率较低、明薯率较高,各项指标均满足马铃薯的收获要求,且作业稳定性较好,提高了马铃薯的收获质量。     

马铃薯收获过程中块茎运动仿真分析

重点研究马铃薯收获机振动筛运动参数与块茎损伤之间的关系;应用虚拟样机来代替物理样机进行验证设计;采用ADAMS仿真软件对振动筛和块茎进行运动仿真,获得了振动筛运动的速度、加速度、位移和动能曲线,能够有效地判断块茎沿筛面的运动状态;针对圆形和椭圆形两种块茎,分析了振动频率和振幅对块茎损伤率的影响,为今后马铃薯收获机振动筛的设计与分析提供了有力的依据。     

粘重土壤下马铃薯挖掘机分离输送装置改进设计与试验

针对升运链式马铃薯挖掘机输送分离装置普遍存在的在粘重土壤条件下升运链长度匹配性不佳等问题,设计了一种适宜粘重土壤的升运链输送分离装置。通过对该输送分离装置及薯土混合物的理论分析,确定了影响最佳薯土分离效果的主要因素,得到影响分离性能的升运链长度范围和抖动器等结构参数;以二级升运链长度、机具前进速度和升运链线速度为试验因素,以明薯率、伤薯率为试验指标进行田间试验,试验结果表明:二级升运链长度为3.1 m、机具前进速度为1.2 m/s、升运链线速度为1.5 m/s时,其明薯率为98.1%,伤薯率为1.1%,高于马铃薯挖掘机的收获作业要求。满足粘重土壤条件下马铃薯挖掘机的作业要求。