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。     

甘薯秧回收机输送管流体仿真分析与弯管结构优化

为降低甘薯秧回收机功耗,提高甘薯秧回收率,利用CFX软件求解计算抛送装置内气固两相流,仿真对比分析不同输送弯管结构时抛送装置内两相流分布规律,以确定输送管合理结构参数。仿真结果表明:输送弯管的上壁面三段弧度结合方案、单一曲率半径收缩过渡、适当的风机入口开度有助于提高抛送装置性能。以弯管弧度、收缩曲线曲率半径、入口开度为试验因素,以回收机抛送装置比功耗、甘薯秧回收率为响应值进行三因素三水平中心组合仿真优化试验并进行试验验证。结果表明:输送弯管上壁面弧度采用三段弧组合R1026 mm+R513 mm+R256 mm,收缩曲线曲率半径为850 mm,风机入口开度为216 mm时,抛送装置比功耗、甘薯秧回收率分别为660 m²/s²、93.23%。对比试验表明抛送装置优化改进后比功耗降低9.71%,甘薯秧回收率提高1.04%,证明薯秧回收机输送弯管仿真优化的有效性。     

基于气固耦合的气筛式马铃薯清选装置参数优化与试验

针对马铃薯联合收获后含杂率高、后续二次清选伤薯破皮严重等问题,对气筛式马铃薯清选装置进行了优化设计,在低损伤的同时保持一定的清选除杂功能,在阐述总体结构及工作原理基础上,结合马铃薯运动学模型和碰撞特性分析,得到影响除杂率和薯块损伤的主要因素,通过EDEM-Fluent耦合构建仿真模型,以风机出风口气流速度、摆抖筛摆抖形式、摆抖频率、筛面倾角为试验因素,以马铃薯清选率和洁净率作为评价指标,对清选过程进行了多组仿真,并依据仿真结果进行验证与优化。研究结果表明,清选装置风机出风口气流速度对马铃薯气力清选的可行性起着决定性作用,摆抖筛摆抖形式、摆抖频率和筛面倾角对清选效果影响大,影响由大到小为风机出风口气流速度、摆抖筛筛面倾角、摆抖筛摆抖频率,且摆抖筛前后简谐摆抖优于上下摆抖。最优工作参数组合：摆抖筛前后简谐摆抖、摆抖筛筛面倾角为25°、摆抖频率为10Hz、风机出风口气流速度为60m/s,此时仿真试验马铃薯清选率为93.1%,洁净率为98.7%,台架试验马铃薯清选率为91.6%,洁净率为99.2%。研究结果可为马铃薯清选装置设计与优化提供理论依据。     

叶片式抛送装置噪声试验研究

叶片式抛送装置广泛应用于牧草加工、谷物脱粒及秸秆粉碎还田等机械中,噪声高是叶片式抛送装置实际应用时的主要问题之一。为此,采用试验方法,通过对空载和负载时叶片式抛送装置的噪声进行实测,并对噪声信号进行频谱分析,结果表明:空载和负载叶片式抛送装置的噪声信号频谱结构非常相似,主要噪声源均为气动噪声,且都是旋转噪声,机械振动噪声及不平衡引起的噪声对整机噪声贡献不大;加入物料后主频频率略有增大,除了出料口气动噪声降低外,其余各测点噪声增大。     

叶片式抛送装置气流流场数值模拟与优化

应用计算流体力学软件Fluent对9R-40型揉碎机叶片式抛送装置内部的三维气流流场进行了数值模拟.并对计算出的出料直管处的气流速度与试验值进行了比较,检验了数值模拟的可靠性.同时,对其叶片数、叶片倾角、抛送外壳形状及出口处倒角等几何参数的不同变化作了对比模拟,得出4叶片、圆形外壳、后倾叶片更有利于抛送.且出口处圆弧半径不宜太大.     

叶片式抛送装置试验台的研制与试验研究

为了深入了解农业纤维物料的抛送机理,进而降低抛送装置的功耗,增加抛送距离,研制了不同外径、宽度、叶片倾角以及转速的叶片式抛送装置试验台。同时,对各种设计参数下叶片式抛送装置的气流流场、所消耗的功耗以及抛送距离进行了试验研究,为确定叶片式抛送装置最佳工作参数提供了依据。     

盘刀式铡草机抛送性能试验研究

针对盘刀式铡草机存在的生产率低、功耗大、易堵塞等问题,以玉米秸秆为试验材料,选取不同的主轴转速、叶片倾角和秸秆含水率作为试验因素进行抛送性能试验研究。试验结果表明:各因素对抛送过程生产率影响的主次顺序为主轴转速>叶片倾角>秸秆含水率;对抛送过程功耗影响的主次顺序为主轴转速>秸秆含水率>叶片倾角。当叶片倾角为7°、主轴转速为650r/min、秸秆含水率为22.1%时,抛送过程生产率最高;当叶片倾角为11°、铡草机主轴转速为510r/min、秸秆含水率为27.3%时,抛送过程功率消耗最低;同时,得到了可用于预测铡草机抛送过程生产率和功率消耗的线性回归模型。     

高速水稻钵苗移栽机送秧装置设计与试验

为满足高速水稻钵苗移栽机对送秧装置提出的稳定、精准、快速的送秧要求,设计了一种新型送秧装置。此装置减小了移栽机构在取秧过程中秧箱横向移动的距离,提高了高速工作时纵向送秧的精度和稳定性。对新型横向移箱装置和纵向送秧驱动机构的工作原理进行了分析,建立了纵向送秧驱动机构的运动学模型,并通过Matlab软件求得一组可行的设计参数。加工了试验台,并进行了试验验证。结果显示,其横向移箱装置较传统移箱方式,在移栽机构取苗过程中秧箱横向移动距离减少了37%;其纵向送秧单次误差控制在±2 mm以内,且未出现累积误差。研究提出的送秧装置及其设计方法可应用于移栽速度在200~250次/min的高速水稻钵苗移栽机上。     

水稻钵苗有序抛秧机精准送秧装置设计与试验

为满足水稻钵苗有序抛秧对送秧装置提出的精准、稳定、可靠的送秧要求,设计一种新型的送秧装置。该装置基于可降解钵苗盘整排送秧,在取苗过程中秧盘无需横向移动,采用鼠笼式平送机构、凸轮摇杆机构、四杆机构以及单向离合器机构相组合,提高了纵向送秧的精度和稳定性。针对可降解钵苗盘对纵向送秧提出的要求,完成关键部件的设计;对纵向送秧装置工作原理进行分析,建立纵向送秧机构运动学模型,并进行虚拟仿真分析,验证设计的可行性;试制加工纵向送秧装置,并进行试验验证。试验结果表明:设计的纵向送秧装置单次送秧出现一定的误差,但误差在2 mm以内,且未出现累计误差和漏送的问题。     

玉米秸秆切碎抛送装置的试验研究

应用方差分析和正交多项式回归分析方法研究了玉米秸秆切碎抛送装置的主要参数：切刀转速与秸秆切段长度、秸秆抛送距离、功率消耗的函数关系，及其对工作性能的影响，为其广泛应用提供了理论依据。     

机械手式水稻有序行抛机构的设计

为了适应水稻抛秧移栽新种植模式，研制了一种机械手式水稻有序行抛机构，该机构可将工厂化穴盘育秧秧苗自动拔起并按株距、行距有序地定植于田间。借鉴工业通用机器人原理，设计了一种夹子式机械手，该机械手通过单片机编程控制进行全自动取秧。采用一组空间曲线滑道分秧，可达到秧苗移栽的农艺要求。     

甘薯起垄整形机犁铧式开沟起垄装置设计与试验

针对现有甘薯起垄整形机起垄效果较差、牵引阻力大等问题,设计了一种甘薯起垄整形机犁铧式开沟起垄装置,并阐述了其主要结构和工作原理。结合甘薯种植模式和垄型结构农艺要求,采用水平直元线法确定了开沟起垄装置犁体曲面的结构参数及其取值范围。运用EDEM离散元仿真软件,建立了犁铧式开沟起垄装置-土壤互作仿真模型。选取开沟犁体曲面安装角、推土角、元线角差值为试验因素,以犁体土壤抛送距离和牵引阻力为评价指标,进行了Box-Behnken中心组合设计试验。仿真试验结果表明,当作业速度为3.33 km/h时,安装角、推土角和元线角差值最优组合为27.19°、38.05°和10.69°。基于优化的最优组合参数进行了田间试验,田间试验结果表明,犁铧式开沟起垄装置垄高稳定性系数为98.53%,垄体土壤紧实度为236kPa,拖拉机作业油耗为11.94L/h,满足甘薯开沟起垄农艺要求,且均优于板式起垄装置作业效果。     

钵育秧水稻抛秧机的结构优化设计

分析了在研制钵育秧抛秧机过程中的相关技术问题,利用四周的窝眼固定钵育秧盘的固定方式以解决水稻钵育秧盘太软使其难以在钵育秧抛秧机上固定的问题,利用管式防风漏秧器以解决钵育秧苗的落秧秧苗受风的影响较大而导致漏插率和直立度误差的问题,利用滑板式仿形开沟器以解决栽植深度不够的问题。钵育秧水稻抛秧机的优化设计对加快水稻种植机械的发展步伐,提高水稻种植的机械化水平,提高土地产出率和水稻种植的劳动生产率及增加我国水稻种植的效益具有重要的意义。     

自走式马铃薯捡拾机捡拾装置参数优化与试验

为解决马铃薯分段收获后,人工捡拾劳动强度大、效率低、成本高等问题,设计了一种自走式马铃薯捡拾机捡拾装置。针对捡拾装置喂入部分易壅土,造成马铃薯输送不通畅,影响整机作业效率的问题,设计了一种具有双层反转链条夹持输送功能的捡拾装置。为确定捡拾装置最佳的作业参数,基于离散元软件EDEM和多体动力学软件RecurDyn耦合仿真,运用Box-Benhnken试验方法,以马铃薯流量和伤薯率为试验指标,以捡拾装置前进速度、捡拾铲入土深度、捡拾装置输送链线速度和反转夹持链线速度为试验因素,对该装置工作参数进行四因素三水平试验,使用Design-Expert软件建立二次多项式回归模型。对回归模型进行优化后,绘制出响应面曲线图,得出该装置最佳工作参数。田间试验表明,当捡拾装置前进速度为0.70 m/s、捡拾铲入土深度为120 mm、捡拾装置输送链线速度为1.20 m/s、反转链线速度为1.20 m/s时,马铃薯流量为5.94 kg/s,伤薯率为2.10%,与仿真理论值相比,误差分别为3.30%和4.48%。该研究可为马铃薯捡拾装置设计提供参考。     

基于DEM-MFBD的辣椒移栽机取投苗装置设计与试验

针对现有辣椒移栽机取苗成功率低、损伤率高、稳定性差的问题,设计了一种插夹联动式末端执行器,基于整排取苗、间隔投苗的取投苗作业形式设计了气动控制系统,分析了取投苗装置结构及工作原理,建立了末端执行器运动学、动力学模型,以薄皮椒钵苗为研究对象开展力学特性试验,结合取苗过程边界条件确定了末端执行器主要参数范围;通过ADAMS运动轨迹仿真与FluidSIM-P 3.6气动系统仿真分析,验证了取投苗装置结构设计与气动时序的合理性;通过DEM-MFBD联合仿真对取苗情况进行了可视化分析,为末端执行器关键参数优化提供依据。通过单因素试验明确了各关键因素对取苗成功率与基质损失率的作用规律;设计正交试验,通过方差分析、响应面分析与多目标寻优得出最优参数组合为：取苗针间距12.25 mm、取苗针入土角50.37°、取苗针行程14.21 mm。台架验证试验得出：取苗成功率为97.92%、基质损失率为2.21%,与回归模型预测值误差分别为0.49%、3.8%,无茎秆损伤现象,取投苗效果良好。     

基于离散元法的甘薯起垄机旋耕刀抛土性能仿真试验

为了验证甘薯起垄机上IT260型旋耕刀的抛土性能,在EDEM离散元软件中进行了仿真试验,将仿真数据与理论数据进行对比.结果 表明,在IT260型旋耕刀前行速度1.54 m/s、转速330 r/min、耕深0.12m的工况下,平均抛土量153.37 kg,满足起垄所需的土壤量需求.建立的三维模型可为今后甘薯起垄机旋耕刀的...     

马铃薯残地膜回收装置的研制

为及时回收马铃薯收获后的残膜,研制一次完成马铃薯收获与地膜回收两项作业的马铃薯残地膜回收装置.介绍该装置的结构组成、工作原理及技术参数,探讨输送部件的总体设计思路,为解决残膜污染问题提供参考.     

4QL―1型甘薯起垄收获多功能机的设计与试验

设计了一款可实现甘薯施肥、起垄、镇压和收获作业的起垄收获多功能机,并阐述了整机和关键部件结构设计、工作原理及技术参数。在粘重土壤区试验考核表明,该机性能稳定,作业顺畅,起垄主要指标为:土垄垄形一致性为97%,土壤容重变化率为27%,邻接垄垄距合格率为90%;收获主要指标为:明薯率为97%,漏挖率为0.3%,伤薯率为1%,破皮率为1.5%。