基于人工抽薹原理的蒜薹采摘机设计与试验

针对目前我国蒜薹采摘机械化程度低的问题,本文基于传统人工采摘蒜薹的原理,设计一种蒜薹采摘机,通过划茎夹薹装置完成大蒜植株的划茎及将蒜薹从底部夹断的过程,通过拔薹装置完成蒜薹的拔出与输送过程。根据蒜薹及大蒜植株的物理特性参数,对划茎夹薹装置和拔薹装置的结构进行设计;通过理论分析,确定了机器前进速度与关键部件转速的关系;对硅橡胶板夹薹过程进行ANSYS仿真分析,确定了夹薹间隙为2mm。选取针链间隙、滚筒转速和夹手闭合起始角为试验因素,成功拔薹率、拔薹损伤率和留叶合格率为试验指标,进行了三元二次正交旋转组合试验。结果表明：当针链间隙为3.92mm、滚筒转速为48.32r/min和夹手闭合起始角为78.53°时,成功拔薹率、拔薹损伤率和留叶合格率分别为89.10%、20.55%和77.34%。     

大蒜仿形浮动切根机构运动特性分析与仿真

为深入研究大蒜仿形浮动切根机构作业机理,进一步提升仿形浮动切根作业质量,开展切根机构仿形浮动作业过程运动学解析,构建切根机构浮动位移量数学模型、回转切刀刃口轨迹曲面数学模型、切刀刃口切割速度数学模型,探明切根机构结构参数和运动参数对仿形浮动切根作业过程的影响;同时,通过ADAMS虚拟样机仿真试验,获取切刀运动轨迹曲线、时间—切割速度曲线和位移—切割速度曲线,分析不同切刀转速、切刀数量、刃口位置点、切刀位移等对切割次数、漏切区、切刀运动轨迹、切割速度的影响。研究结果表明,通过合理设置切根机构结构参数和运动参数,可有效实现机构的仿形浮动切割作业,提升切根作业效果;当蒜株输送速度为1 m/s、切刀倾斜角度为33°、回转切刀转速为2 600 r/min时,根盘处的根系被单个切刀刃口旋转最高点的切割次数可达到2次,且漏切区面积很小;当蒜株输送速度为1 m/s、切刀倾斜角度为33°、回转切刀转速为1 000 r/min、切刀数量为4片时,根盘处的根系被所有切刀的刃口旋转最高点的切割次数为2次,且漏切区面积很小。该研究可为大蒜联合收获仿形浮动切根作业机理研究和机构优化提供理论参考。     

王草收获机旋转刀盘式平茬切割装置设计与试验

针对目前王草缺少专用机械收获装备,传统通用型切割装置对王草平茬刈割效果不稳定等问题,设计了一种王草收获机旋转刀盘式平茬切割装置。根据王草簇状分蘖生长的生物特性和平茬刈割的收获要求,完成切割装置的总体结构设计,通过理论分析,确定了切割器和塔轮式输送器的关键结构和工作参数。利用ANSYS/LS-DYNA仿真对比单动刀切割和动定刀组合切割的切割效果,结果表明动定刀组合切割断面平整度优于单动刀切割,在刀盘低速切割时,动定刀组合的切割功耗小于单动刀切割;切割输送仿真试验表明塔轮式输送器的输送效果较好,能够实现割后王草茎秆的顺茬输送。搭建切割器试验台,采用Box-Behnken设计方法,选择动定刀间隙、刀盘转速和刀盘倾角为试验因素,留茬破头率和切割功耗为试验指标,建立了因素与指标间的回归模型,通过NSGA-Ⅱ算法,确定切割器最优参数组合为动定刀间隙2.98 mm、刀盘转速为84.7 r/min、刀盘倾角为28.65°,在此参数组合下测得留茬破头率为8.66%,单位切割功耗为7.78 mJ/mm²。在此基础上进行田间试验,试验结果与优化结果基本一致,结果表明旋转刀盘式王草平茬切...     

单茎秆切割试验台的设计与试验

针对现有联合收割机在收获粗大茎秆的超高产水稻时切割器存在功耗大、磨损加快和效率变低等问题,研制了可用于不同作物的单茎秆切割试验台,并采用摆切式结构;设计了基于Labview的测试软件,可测得作物茎秆不同切割速度、切割位置和切割刀片时切割力的时间历程;论文最后开展了水稻单茎秆6个切割位置和3种切割速度下的台架试验.试验表明,试验台工作可靠,可为切割装置的设计提供理论依据.     

青贮收获机动定刀间隙自动调节装置与控制系统研究

国产玉米青贮收获机切碎装置的动定刀间隙依赖人工手动调节,过程繁琐且调节精度较低,尚未实现自动化控制,为此,本文提出了先接触后退刀的动定刀间隙调节思路,设计了一种电驱摇臂偏心式动定刀间隙调节装置,在动刀为人字形排布的切碎装置两侧各安装一组,同步调节定刀先“接触”动刀使间隙“清零”,后退定刀,重新调节间隙至设定值;设计了基于振动加速度传感器的控制系统,通过定刀即将接触旋转动刀时的振动加速度信号判断接触状态;搭建了青贮收获机动定刀间隙自动调节试验台,以间隙设定值和滚筒转速为试验因素,以左、右两侧动刀与定刀间隙的均匀性变异系数为评价指标进行双因素重复试验。结果表明,间隙设定值、滚筒转速对间隙调节均匀性均具有显著影响,二者交互作用不显著;左、右两侧间隙同步调节误差仅为0.12%（＜1%）;滚筒转速为500r/min时,各间隙设定值下左、右两侧间隙调节精度均最高,间隙设定值为0.2、0.6、1.0mm时,间隙均匀性变异系数均值分别为6.03%、5.78%、5.36%,符合设计要求（≤10%）;试验结果表明滚筒转速越低,间隙设定值越大,间隙调节越均匀。该研究实现了人字形排布的平板式动刀与定刀间隙的精准调节与控制。     

格兰牧草设备助力中国牧业成长

格兰taarup 2600系列产品提供了完美仿形的弹性悬浮吊架装置,这种装置保证了对崎岖地面的完美仿形,可达到最好的切割效果。格兰taarup 2600系列的联结装置可以保证割草机在陡峭的山地条件下工作,对于特别陡峭的山地,我们也有对应的设备可供选择提供。安全回弹装置圆盘切割器防石块设计,带安全回弹装置,避免损伤和堵塞,通过性能好。割刀刀轴为密封焊接,齿轮传动,噪音小,传动平稳,保养费用低。割刀为热处理调质工艺加工,硬度好,韧性好,使用寿命长。良好的仿形功能,切割角度可随地面角度变化,最大可达35°。结构设计坚固耐用,调整简单方便。     

浅谈红薯粉切割装置

本团队设计了一种能够切割出不同宽度的红薯粉条的红薯粉切割装置。红薯粉切割装置包括切割刀块和在机架上横向可转动设置的输送用辊筒;其特征在于,多块切割刀块固定安装在一个横向可伸缩设置的剪刀叉伸缩支架上,通过调节剪刀叉伸缩支架可以控制相邻两块切刀块之间的间距,从而达到切割红薯粉条宽窄的目的。本作品结构简单、使用方便、质量好、效率高,能更好地满足市场需求。     

切顶高度自调的甜菜切顶装置关键参数分析

依据甜菜青顶的切削原理及切削标准,设计了甜菜切顶装置的结构。推导了仿形器与切刀的位移方程,从理论上证实了切顶装置可以实现甜菜切顶高度的自动调节。建立了切顶装置的虚拟样机并分析了关键参数对甜菜切顶高度的影响,如安装高度、切刀安装角度、仿形器与切刀距离、杆长、压簧刚度、切削刃倾角和仿形器曲线。优化了甜菜切顶装置的结构与参数,进行了甜菜切顶试验,结果表明:切顶装置可以实现甜菜切顶高度的自动调节,并能取得甜菜切顶高度的最优值。     

双定刀滑切防缠式香蕉秸秆粉碎还田机设计与试验

针对我国香蕉秸秆粉碎还田作业过程中香蕉秸秆粉碎质量差,秸秆缠绕堵塞等问题,设计了一种双定刀滑切防缠式香蕉秸秆粉碎还田机。基于滑切定理,解析了粉碎刀随轴转动过程中的动态滑切角和粉碎定刀滑切角的相对作用原理,以等速螺线设计L形粉碎定刀刀刃曲线,确定了粉碎刀结构参数;对香蕉秸秆缠绕粉碎刀辊进行受力分析,设计防缠绕板并确定装配数量与结构参数;以装置前进速度、粉碎刀辊转速、防缠绕板高度为试验因素,以香蕉秸秆粉碎合格率、抛撒不均匀度和香蕉秸秆缠绕数量为评价指标进行三因素三水平正交试验,建立因素与指标的响应面数学模型。试验结果表明,最优参数组合为作业机前进速度1.5 m/s、防缠绕板高度41.6 mm、粉碎刀辊转速1 800 r/min,此时香蕉秸秆粉碎合格率为93.8%,香蕉秸秆缠绕数量为26,香蕉秸秆抛撒不均匀度为12.1%。以最优组合进行田间试验验证,试验结果表明双定刀滑切防缠式香蕉秸秆粉碎还田机整机防缠性能优越,满足设计要求。     

木薯茎秆切割铺放装置设计与运动学分析

针对在木薯收获过程中必先将秸秆清理掉,而秸秆清理机械化程度低和人工清理成本高等问题,设计一种木薯茎秆切割铺放装置。此装置主要由双圆盘切割器、收割台的升降仿形装置和具有圆弧轨道和直线轨道的柔性夹持输送机构组成,能够实现将木薯茎秆从根部切割并夹持输送到一侧。双圆盘切割器的直径为200mm、厚度为4mm、齿数为30。收割台的升降仿形装置采用液压升降装置,割台升降采用单作用液压缸,可快速完成提升或下降动作。建立木薯茎秆夹持输送过程中的运动学模型,对木薯茎秆输送到达终点被抛出后质心的运动进行分析,为提高木薯茎秆铺放质量提供理论依据。     

棉花打顶机切割器高度自动控制系统的设计

针对3MDZK-12型棉花打顶机利用机械仿形机构或人工方法来调节切割器的工作高度,其自动化水平较低,且实时性和精确性较差的问题,设计了一种基于AT89C52单片机的棉花打顶机切割器高度自动控制系统.同时,分析了液压升降机构以及切割器与棉株高度间的相互关系;根据控制系统的要求,设计了棉株高度和切割器高度自动检测装置.在3MDZK-12型棉花打顶机上使用该控制系统,可使切割器按照棉株高度的变化进行自动调节,降低劳动强度.     

甘蔗收割机切割刀盘浮动控制系统的设计与试验

为了探究切割刀盘浮动控制系统设计方法,笔者以甘蔗收割机为例,首先分析了甘蔗收割机的工作原理,给出切割刀盘浮动控制系统结构图和刀盘升降自动控制原理,然后确定刀盘浮动控制系统设计总思路,最终根据切割液压压力试验和入土切割深度试验,得出切割刀盘高度自动调节的可行性。仿真结果证明：当以0.25 m/s速度前进切割时,阻力由3.51 MPa增加到9.45 MPa,入土切割深度由3 cm增加到10.6 cm;刀盘深度均保持在入土3 cm左右,最大误差0.7 cm,可以说明通过优化硬件可以降低切割深度控制误差,符合割茬小于3 cm为合格切割的规定;通过切割刀盘高度自动调节装置,可以根据不同蔗地环境以及切割状态,建立数据库,利用人机交互界面,制定不同的控制方案,最终实现切割刀盘高度的自动调节。     

基于ANSYS/Ls-Dyna的甘蔗收获机切割系统功耗模型研究

对甘蔗茎秆切割系统的功耗研究有利于提高甘蔗收获机的切割性能及发动机功率的利用率。因此，为得到甘蔗切割装置在工作过程中的切割力及切割功率的变化情况，采用单元组合法并结合ANSYS/Ls-Dyna对收获机切割装置的切割过程进行数值模拟分析。以切割刀线速度、切割刀盘倾角及切割刀刃角为试验因素，以切割功率及切割力为试验指标进行单因素试验分析，确定切割试验因素的参数范围并进行仿真试验设计，同时选择最小切割功率为优化目标，得出其最佳的切割条件为切割刀线速度为38.8 m/s，刀盘倾角为11.66°，切割刀刃角为25°，在此条件下，甘蔗收获机切割装置切割蔗茎时所消耗的功率最小，其最小切割功率为0.80 kW。     

薰衣草收割机切割高度可调节机构的设计及运动仿真

薰衣草生长期长达十几年,长期农机入地作业造成了地面高低不平,既要花穗收割干净,同时不能伤害保留的茎秆,确保薰衣草后续的生长。为此,设计了高度可调节机构使薰衣草切割后的茎秆保留高度一致。同时,对仿形机构进行了受力分析,确定了影响仿形性能的初始作用角度α、上仿形角α1、连杆长度L1。根据初始工作角和最大下仿形量,设计出的仿形杆长度为440mm,最大上仿形量为214mm。最后,应用仿真分析软件Adams进行运动模拟,结果表明:仿形机构可实现上下仿形和翻转,上下仿形量可达到2 9 0 mm,翻转角度达到9 0°,满足薰衣草收割机的切割仿形量。该机构为研制薰衣草收获机的研制提供了依据。     

大蒜机械切须技术研究及试验

为满足机械化大蒜联合收获过程中的作业需要,本文设计了一种具有仿形浮动功能的大蒜切须机构。以射阳黑龙蒜为研究对象进行切割线速度试验、切须长度试验,确定能够使蒜须有效分离的切割线速度应大于10.5m/s,切须长度在10mm以内分离效果较好。同时,在满足有效切须条件下,开展大蒜切须试验台工作参数优化试验,采用综合加权评分法确定最优参数组合为:切须刀转速3 500r/min(切割线速度17.2m/s)、夹持链输送速度0.6m/s和顶隙20mm,此时切须合格率88.3%,切伤率2.5%,即一组60个个体切须合格的为53个,被切伤的蒜瓣数为12瓣。     

盘刀式铡草机切割性能仿真分析与试验研究

针对盘刀式铡草机存在生产率低、功耗高的问题,对铡草机切割器的切割性能进行仿真与试验研究。以铡草机的主轴转速、动定刀间隙、秸秆含水率及动刀圆弧度作为试验因素,切割功耗为评价指标进行切割性能研究。利用ANSYS LS-DYNA仿真软件对铡草机切割玉米秸秆过程进行动态仿真试验分析,并结合物理试验验证模型的准确性。通过单因素仿真试验得出含水率、动定刀间隙和主轴转速为影响铡草机切割功耗的主要因素。在此基础上,通过Box-Behnken试验得出各因素对切割功耗影响的主次顺序为含水率>动定刀间隙>主轴转速。对回归方程寻优求解得到玉米秸秆切割过程中功耗最低的较优参数组合,即主轴转速600r/min、动定刀间隙1.5mm、含水率53.5%。研究结果可为研究铡草机的整机功耗提供数据支持,进而为实现铡草机性能改进提供依据。     

蒜薹采收方式及植株叶片损伤程度对鳞茎均重的影响

为探究蒜薹不同采收方式及植株叶片损伤程度与鳞茎均重之间的关联机制,开展两年的大蒜田间试验研究。试验以"苍山白蒜"和"金乡紫皮蒜"两个大蒜品种为材料,研究不采薹、手工采薹、犁刀法采薹、剪花苞式采薹及不同植株叶片损伤程度等12种蒜薹采收方式对鳞茎均重的影响。试验数据均表明,以鳞茎均重为评价指标,各采收方式对评价指标均有不同程度的影响。剪花苞式处理组指标值最高,不采薹处理组指标值最低,且两组指标值差异显著;手工采薹与犁刀法采薹的指标值差异不显著。植株叶片损伤程度与指标值呈显著负线性相关关系。研究结果为优选蒜薹和鳞茎的组合采收方式提供依据,同时也为蒜薹采收机械的研究提供数据参考。     

大蒜根茎切割一体机设计

大蒜传统地去根、去茎,多采用手工操作,效率低,且容易伤蒜、伤手。该设计是将大蒜根、茎切割一次完成,主要由动力装置、传送装置、切割装置3部分组成。工作时由电动机带动,为多路皮带传动,分别带动载有带根、茎的大蒜输送带运动以及两个根、茎圆盘切割刀转动;为保证传动协调稳定,末端传动采用了齿轮传动;为保证切削精度,对蒜头实施了精确定位,对蒜茎采取上下皮带夹持输送的方式。该机型可以实现不同大蒜尺寸的调整,特别注重了须根的切除精度。     

玉米收获机切割器的研究

安装在玉米收获机夹持输送通道前部的切割器,是立辊型收割台的主要工作部件之一。植株由拔禾器收扰对中后,由它进行切割并喂入夹持输送通道。 该切割器的结构如图1所示,主要由主动拨禾带轮1、被动夹持带轮2、八齿轮3、轴4、动刀盘5和定刀6组成。     

甘蔗收割机单圆盘根切器虚拟样机研究

为了研究收割机单圆盘根切器运动、几何参数对甘蔗切割质量、收获损失的影响,使用ObjectARX在AutoCAD平台上建立根切器虚拟样机,对其工作过程进行了研究。研究表明:切割过程中存在多刀切割和重复切割甘蔗现象,该现象通过高速摄影试验得到了验证。给出了甘蔗受到多刀切割和重复切割刀数的计算公式,出现多于两刀切割的现象主要是由于刀盘转速、收获机前进速度和刀片数之间的匹配问题,是可以避免的。刀片安装角度影响刀片切入甘蔗所经历的路程,并且相当于改变了实际切入甘蔗的刀片厚度。甘蔗和根切器的相对位置影响根茬与刀片之间的作用力。