收获期花生秧蔓切割锯盘设计与试验

为合理设计花生联合收获机切秧装置,在确定以旋转锯切为切秧方式的基础上,分析锯盘刀齿齿顶点和齿根点的运动特性,确定了锯盘的齿高、齿数、齿距等关键参数;通过对秧蔓切割时刀刃的受力分析发现合适的刀齿刃倾角可以减小工作时刀齿所受的阻力;建立了花生秧蔓的几何模型,并借助ANSYS/LS DYNA进行关于盘厚、齿高、刃倾角的三因素...     

花生捡拾收获机秧蔓输送装置设计与试验

针对花生捡拾收获机作业中因缺少高效顺畅残秧输送收集装置造成花生秧浪费的生产实际问题,设计一种秧蔓气力输送装置.阐述秧蔓气力输送装置的工作原理,确定秧蔓气力输送装置方程及关键参数间的关系,分析输送气流及关键结构对残秧速度的影响.通过Box-Behnken试验设计和DEM-CFD气固耦合仿真,分析左风机转速、主输送管高度、...     

甘薯机械控旺技术研究与装备设计试验

为解决甘薯生长中期由于高温多雨、日照不足等因素,造成甘薯秧蔓长势过旺,茎叶旺长滋生茎节根,大量消耗养分,严重影响块根膨大,从而影响甘薯产量的问题。本文通过采用旋转割刀切割秧蔓顶尖、圆盘刀碾压切割垄沟秧蔓等方法,设计了可进行秧蔓端部定向切割并对垄沟内秧蔓枝叶进行清理的定向打顶、清垄装置,并对其进行了试验。试验结果表明：旋转割刀可有效切割垄顶、垄侧向上旺长的茎叶顶尖,碾压式圆盘刀可有效碾压切割垄沟纵横交错的秧蔓茎秆,同时将秧蔓滋生出的茎节根拉断,作业效果符合控旺技术要求。由此,机械手段可有效解决甘薯秧蔓长势过旺的问题,从而避免了药物控旺对甘薯品质的影响,为解决劳动力短缺问题、促进甘薯绿色生产提供了技术装备支撑。     

甘薯秧蔓回收机仿垄切割粉碎抛送装置设计与试验

针对甘薯秧蔓垄沟匍匐生长不易全部机械回收的难题,设计了一种甘薯秧蔓回收机,并对关键部件仿垄刀辊机构和风机抛送装置进行了设计计算,该机可一次性完成甘薯秧蔓切割、粉碎、抛送和回收作业。以刀辊转速、离地间隙、风机转速为试验因素,甘薯秧蔓粉碎合格率、含土率、回收率为试验指标,采用响应面分析方法,建立了试验因素与试验指标之间的回归模型,分析了试验因素对试验指标的影响。试验结果表明：最优工作参数组合为刀辊转速2070r/min、离地间隙16mm、风机转速890r/min,秧蔓粉碎合格率均值为93.10%、含土率均值为8.56%、回收率均值为91.19%,研究结果满足甘薯秧蔓回收机的使用要求。     

花生秧蔓打捆装置设计与试验

针对目前国内花生收获工作过程中存在秧蔓浪费严重的问题,设计了一种与花生联合收获机配套使用的秧蔓打捆装置,在收获花生果实的同时,可对秧蔓进行青贮打捆处理。通过理论分析确定了秧蔓打捆装置及保证圆捆质量的秧蔓切根机构主要机构结构参数和分布型式。田间试验结果表明:添加打捆装置的花生联合收获机作业后的平均秧蔓粉碎率为99.1%,秧蔓损失率为0.4%,秧蔓切根率为98.7%,成捆质量57kg,各项性能指标均达到相关设计标准,且花生秧蔓打捆装置能与花生联合收获机的挖拔、清土、摘果、清选装置较好配合。研究可进一步丰富我国花生机械收获体系,弥补国内花生秧蔓青贮处理机械的空缺。     

胡萝卜收获机根茎分离装置设计与试验

为了提高胡萝卜收获机的作业质量,在统计分析主要胡萝卜品种物理特性参数的基础上,设计了一种由平板式齐平器、水平夹持输送机构、双圆盘式切秧机构和上水平夹持输送机构等组成的根茎分离装置。利用解析作图法对双圆盘式切秧机构进行受力和运动分析,得出了茎秆顺利切割满足的力学关系;结合作业速度分析,确定了圆盘刀的转速范围为312~325 r/min;以胡萝卜收获农艺要求及低能耗为目标,通过理论计算得出了圆盘刀的各关键结构和工作参数。设计了两种结构形式的圆盘刀,选取切净率和肉质根损伤率为试验指标,进行对比田间试验,结果表明:在转速315 r/min时,刃角型普通圆盘刀与锯齿状圆盘刀根茎分离效果近似,切秧率均超过90%,肉质根损伤率低于2%。考虑经济性,采用刃角型普通圆盘刀加装根茎分离装置,进行了整机田间试验,结果表明:在机器前进速度1.34 m/s时,胡萝卜收净率98.3%、切秧率90.6%、肉质根损伤率1.8%、总损失率3.5%,符合胡萝卜收获的技术指标要求。     

红薯秧茎破碎还田机的研制

针对红薯秧茎的蔓生性及北方红薯种植模式,研制了适合于垄作红薯秧茎破碎还田机。该机主要由挑秧机构、秧茎破碎装置、刀轴总成、碎秧输送装置和地轮总成等组成。该机由轮式拖拉机牵引,可一次完成秧茎的收割、粉碎、还田等项作业。工作时,动力通过万向节从拖拉机的动力输出轴传出,经过锥齿轮减速器变向增速后,动力分成两路,分别传给秧茎破碎装置、碎秧输送装置和嫩秧切断装置。随着拖拉机前进,秧茎先被挑秧机构挑起,然后被机器前部高悬的旋转圆盘刀切断,高速旋转的破碎刀轴产生负压将切断的秧茎及剩余主干上的薯叶吸进破碎刀轴和护罩间破碎,碎秧落入碎秧输送装置的输送带,被均匀输送抛撒至垄沟。     

基于EDEM的仿垄型切割装置的仿真优化

针对当前我国甘薯秧蔓机械化收获环节存在收净率低、秧蔓缠绕机具、伤薯率高等问题,严重制约了甘薯全程机械化的推进。为了突破以上难题,通过查阅大量国内外文献以及实地调研,充分了解甘薯在田间的生长形态以及农艺要求,结合甘薯秧蔓收获的切-送-归集理论,结合CAD技术与CAE技术,进行了甘薯秧蔓切割过程中仿垄型拨禾切割装置的运动学和动力学的仿真分析,在机具作业过程中,秧蔓与仿垄型拨禾切割装置相互作用,分析切割甘薯秧蔓的运动过程,探究甘薯秧蔓在整个切送归集收获过程中的运动规律。     

胡萝卜联合收获机拉齐切割装置设计与试验

拉齐切割装置是胡萝卜联合收获机的重要工作部件,其性能好坏直接决定了秧苗切口位置是否统一平整,切割是否干净。针对我国胡萝卜主产区的种植模式和农艺要求,研制了一种应用于双行胡萝卜联合收获机上的双圆盘刀式拉齐切割装置,该装置主要由拉齐部件、切割部件和水平夹持输送部件等组成,一次作业可完成胡萝卜的拉齐、切割、抛秧等功能。该装置采用双圆盘刀作为切割部件,切口平整美观,切割效果好;采用挡板作为拉齐部件,挡板的高度及中间缝隙的大小均可调;采用上下两层夹持带作为水平夹持输送部件,能够有效防止胡萝卜秧叶倒伏,有利于后续的切割及抛秧作业。该装置的成功研发解决了机械收获时胡萝卜切口不美观、拉齐效果差以及堵秧的问题,有效提高了胡萝卜联合收获机的收获效果。      

甘薯秧蔓收获机专用割台设计与试验

针对甘薯分段收获技术需求,结合国内外甘薯收获技术及装备,提出一种甘薯秧蔓收获方式,并设计甘薯秧蔓收获机专用割台。该甘薯秧蔓收获割台主要由拨禾切割装置和防堵防缠输送装置组成,可以实现甘薯秧蔓的切—送—归集。首先,理论分析该割台的关键部件结构参数及传动配置关系,确定拨禾切割装置上仿垄型排列的割刀和弹齿的安装高度和安装密度,以及拨禾轮、割刀和弹齿的结构参数。其次,通过对拨禾切割装置、捡拾装置和螺旋输送装置进行运动学和力学分析,明确拨禾轮、捡拾器、螺旋输送绞龙转速和结构决定秧蔓切割效果和收获质量,并确定捡拾器和螺旋输送绞龙的关键结构参数,最后进行田间试验验证该机具的切—送—归集收获效果。结果表明：当整机前进速度为0.6 m/s,拨禾轮转速为46 r/min,捡拾器转速为43 r/min,割台损失率仅为1.3%,整机作业效率为0.45 hm²/h。割台搭配48 kW拖拉机在工作过程中运行稳定,割台在工作过程中无堵塞、无缠绕,满足甘薯秧蔓联合收获机的设计需求。     

往复式割刀切割马铃薯秧数值模拟分析

针对马铃薯收秧机械在国内发展空白和往复式切割器切割马铃薯秧蔓研究较少的问题,对往复式切割器进行三维建模、显式动力学分析,并仿真得到往复式切割器在切割马铃薯秧过程中的变形结果、应力和剪切力变化折线图。结果表明:马铃薯秧的最大变形为148.98mm,最大应力为2.7706MPa,最大剪切力为1.5368 MPa,且往复式切割刀的各项指标均在合理范围之内,能够充分实现马铃薯秧苗的切割。该研究内容可为往复式切割器在马铃薯秧蔓切割问题上的探讨提供参考。     

花生联合收获青贮机秧捆包膜装置设计与试验

针对我国花生秧蔓包膜青贮设备自动化程度低、无法实现花生果秧联合收获的问题,在4HB-2A型花生联合收获机的基础上,增设了固定式秧捆包膜装置。选择宽25 cm、厚25μm的聚乙烯拉伸膜,通过分析其拉长率和包膜重叠率,确定秧捆包膜时拉伸膜拉长率和包膜重叠率均为50%。根据拉伸膜拉长率的要求设计导膜机构,通过导膜机构受力分析得出扭转弹簧扭转角大于68°,导膜辊绕膜角大于108°。基于对秧捆规格、拉伸膜横向收缩率及包膜重叠率的分析,确定装置旋转和秧捆自转的角速度比为18,通过对包膜装置传动配合关系和承载滚筒的设计,使装置旋转和秧捆自转的角速度比达到预期值。基于ASAMS对包膜装置气压缸推动提升角度进行仿真,确定装置提升角为66°。样机田间性能试验表明,所设计的固定式包膜装置拉伸膜拉长率为51.4%,包膜2、4、6层的包膜效率分别为10.5、8.4、7.6 s/层,均匀性变异系数分别为12.20%、7.70%和4.70%,各项指标均符合标准要求,包膜质量满足花生秧蔓青贮要求。     

马铃薯成熟期秧蔓的机械物理特性参数研究

为研制一种马铃薯秧收获机械、优化马铃薯秧切割机构的结构及用有限元软件模拟仿真切割过程的割刀及马铃薯秧的应力变化情况,以成熟期品种中薯8号马铃薯秧主茎为试验材料,在WDW-5E微机控制电子万能试验机上对马铃薯秧进行了剪切、拉伸、压缩和弯曲试验,得到马铃薯秧的力学性能参数:剪切强度为0.819MPa,轴向抗拉强度为2.073MPa,抗弯强度为11.872MPa,径向抗压强度为1.674MPa,轴向抗压强度为5.75MPa。试验结果为建立马铃薯秧蔓的力学模型并进行马铃薯秧蔓的有限元模拟仿真切割过程的割刀及马铃薯秧主茎的应力变化研究提供了理论依据,对马铃薯秧回收作业机切割装置的结构设计及割刀的优化设计等具有一定的参考和指导意义。     

甘薯秧蔓收获特性试验装置研究

针对甘薯秧蔓收获过程中输送通道堵塞、功耗大、作业参数采集难等问题,研究设计了在不同喂入速度、夹持输送速度和切割速度下甘薯秧蔓收获特性试验装置。试验装置由喂入装置、割台装置和控制系统组成,喂入速度、夹持输送速度和切割速度可调整。以秧蔓收净率、切割力和切割扭矩为目标值,对喂入速度、夹持输送速比和切割速度等影响因素进行了中心组合试验和验证试验。建立了响应面数学模型,分析了各因素对作业性能的影响,同时,对影响因素进行了综合优化。试验结果表明：收净率影响显著性主次顺序为夹持输送速比、喂入速度、切割速度,切割力和切割扭矩影响显著性主次顺序为切割速度、夹持输送速比、喂入速度;其最优工作参数组合为喂入速度0.55m/s、夹持输送速比1.48、切割速度1.50m/s时,收净率为91.0%、切割力为152.89N、切割扭矩为5.87N·m,验证试验表明实测值与理论优化值误差小于5%。     

4YC-110型秧草收获机的设计

为了提高收获效率、降低秧草收获的成本和劳动强度,设计了一种集秧草切割和收集一体的手推式收获机,并阐述了该机的总体结构以及切割装置、收集装置的工作原理,研制样机并进行了田间收获实验。实验结果表明,秧草收获机平均工作效率为0.091 7hm2/h,平均漏剪率为1.98%,达到设计要求。该机提高了秧草的收获效益,有助于推动秧草的规模化生产。     

1JHSM―800型甘薯仿形切蔓机的研制

设计了一款甘薯仿形切蔓粉碎还田机,阐述了整机和关键部件结构设计、工作原理及技术参数;创新设计了三种结构,有效解决了刀轴易磨损、刀辊易缠绕、垄沟秧蔓难切断等问题。试验考核表明,该机作业顺畅、性能稳定,秧蔓粉碎长度为86mm,留茬平均长度为50mm。     

秧草茎秆力学特性实验研究

秧草茎秆的力学特性是设计秧草收获机械收割装置的重要依据之一。为此,利用TA-XT2i物性测定仪对秧草茎秆的质量、抗剪切力和拉伸力进行了实验,通过实验得到秧草的平均质量为0.897g,秧草的平均高度为8.69cm,平均直径为0.946mm,平均抗拉应力为3.737MPa,平均抗剪应力为5.1MPa,并对直径大小与拉伸强度、剪切强度的变化规律之间的关系进行定性分析,可以指导秧草收获机械切割装置的设计。     

锯齿形双圆盘切割器切割原理分析与仿真

以锯齿形双圆盘切割器作为研究对象,分析研究了圆盘刀滑动切割的工作原理,建立了影响切割效率的参数模型,从切割稳定性和效率角度,确定了合理的线性切割角度范围;仿真分析了圆盘刀切割运动轨迹变化规律,给出圆盘式切割器的合理转动速度;同时,对圆盘刀进行了模态分析,明确了圆盘刀的固有频率和各阶模态,为实际工作避开扭转振动状态提供设计依据。研究结果表明,保证了锯齿形双圆盘切割器设计的合理性和可靠性,解决了甜高粱果穗和茎秆的高效切割技术问题,为高秆植株作物茎穗联合收获技术研究提供参考依据。     

小型马铃薯杀秧机的设计与田间试验

目前生产中应用的小型马铃薯杀秧机,在秧秆倒伏贴地的状况下,残秧较多、过长,杀秧效果明显变差,特别是垄沟残留过多。针对这一问题,设计了一种新型的小型杀秧机。其在结构上创新性地设计并前置了垄沟集秧装置,便于把垄沟底倒伏秧秆扶起,且在杀秧腔体内增设了与甩刀配合作业的仿垄形定刀。动定刀组合结构增加了对秧秆的打击破碎能力,动刀片在刀辊上的安装排列设计为双螺旋线形且为仿垄形组合,有效提高了碎秧效果。田间生产试验检测表明,打碎长度合格率为90.4%、抛撒不均匀率为11.2%、漏打率为0.4%,均符合相关标准要求。     

花生挖掘条铺机的设计与试验

针对南方种植区花生收获过程中壅土阻塞、花生果秧缠绕、动力消耗大等问题，设计了一种花生挖掘条铺机，使其能一次性实现花生的挖掘、输送、振动去土、有序铺放等工序，并进行双垄挖掘作业。根据对挖掘装置、输送去土装置、秧棵翻转及条铺装置的动力学分析，得到花生条铺机的理论作业参数范围，通过三因素三水平正交试验分析得到各因素对埋果率影响的主次顺序为前进速度>输送带转速>翻转轮转速，各因素对带土率影响的主次顺序为输送带转速>翻转轮转速>前进速度，通过田间试验验证该机器基本满足花生条铺的作业要求。