甘蔗种切割防伤芽装置设计

目前,我国甘蔗种植基本上都沿用古老的手工作业方式,工效低,劳动强度大,经济效益差,推行机械化种植成为一种必然的发展趋势。然而甘蔗机械化种植普遍存在着伤芽率高这一问题,降低了蔗种的出芽率。我国甘蔗种植机在作业过程中主要类型为：边砍边种的种植机。但此类机型仍普遍存在以下问题：     

基于Matlab的甘蔗茎节特征分布定位与试验

以Matlab为开发平台,提出了一种对甘蔗茎节识别的方法。通过灰度处理和Sobel边缘提取对甘蔗节进行预处理,再结合数学形态学中的膨胀、腐蚀再膨胀对预处理后的不连续、细小边缘进行处理,消除甘蔗茎边缘及无用小边缘,获得甘蔗节的边缘直线。通过Radon函数进行直线提取,得出甘蔗节在R取得最大值时的位置坐标,为甘蔗种茎切割防伤芽装置的控制研究提供准确信息。试验表明甘蔗节识别率达100%,其位置精确到0.1mm级。     

预切种式甘蔗横向排种器设计与试验

为实现蔗种精准横向播种,设计了一种预切种式甘蔗横向排种器。通过对蔗种在排种器中的运动分析和基于Recurdyn软件的排种器运动仿真,探究排种器传送链轴转速、提升传送链倾角和集蔗箱倾角对排种性能的影响。利用自制的简易链式甘蔗排种器试验平台,对排种器的一级链轴转速、传送链倾角和集蔗箱倾角等参数进行试验研究,结果表明:传送链倾角和一级链轴转速对排种性能具有极显著的影响,集蔗箱倾角对排种性能的影响不显著;排种性能的最优参数组合为传送链倾角55°、链轴转速9.16 r/min、集蔗箱倾角45°。室内验证试验表明,排种器的合格率为92.6%、漏植率为5%、重植率为3.2%,说明排种器能有效避免排种过程的重植和漏植现象,减少播种过程的耗种量。田间验证试验表明,排种方向合格率93.37%,排种株距合格率90.33%,排种株距在33～49.5cm的合理株距范围内,实现了双蔗芽蔗种的精准横向播种。     

内侧充种圆盘排种器防伤种装置的设计

内侧充种圆盘排种器在花生播种等方面有着广泛的应用,但中高速度下播种效果不理想,原因是充种区种子易卡滞,护种板入口处未清净种子分离不清易发生磕种。为此,在原有排种器的基础上,添加了辅助充种装置,在清种区与护种板入口处衔接位置设计出一种全新的防伤种隔种板,并就隔种板橡胶的特性、排种盘转速这两个影响新设计性能的因素进行了理论分析。基于JPS-12型排种器试验台,对改进后的排种器进行了排种性能试验,测得重播率、漏播率、破碎率等主要性能指标。试验表明,改进后的内充种式圆盘排种器在15cm和20 cm两理论粒距水平下均达到优等品标准。     

基于PLC的甘蔗预切种切割平台控制系统设计

甘蔗切种是甘蔗预切种种植模式下的极为重要工作过程,但在实际工作中,大部分仍然依靠人工手动切种,切种质量不高,蔗芽损失大,且劳动强度大,生产效率低。为解决此问题,自主开发预切式横向甘蔗智能切种机的数控切割工作台,通过PLC控制多把切刀在切割平台的横向移动,通过液压系统控制多把切刀的切割,经过对切刀定位精度试验分析,分析表明,该控制系统控制切刀定位的精度较高,每把切刀相对定位精度误差均小于0.6%,重复定位误差小于0.5%。研究结果对推进甘蔗预切种的开发,对促进甘蔗种植技术的发展有重要的应用价值。     

甘蔗收获机切割系统执行机构对刚性的影响

刀盘的振动对甘蔗破头率具有影响作用。甘蔗收获机切割系统刚性低,砍蔗力轴向振动位移增大导致轴向挤压甘蔗切割面的作用力增大,对甘蔗的基本属性结构来说,纵向容易撕裂;且周期性或者非周期性地轴向挤压和摩擦蔗兜切面,容易造成甘蔗断面的爆裂和撕裂,增加蔗兜破头率。为此,以切割系统刀盘切割位置的位移量为研究目标,利用Adams仿真软件,改变切割系统中执行部件的变化因素,分析切割系统刀盘切割位置的位移量的影响因素。结果显示:提高液压缸的刚度和降低切割器的质量,会降低刀盘部分的振幅,可间接地降低收割机的破头率。     

小型甘蔗收获机切割系统的设计与试验

切割系统是甘蔗收获机的关键部分,直接关系到甘蔗的切割质量以及砍倒后甘蔗的输送。根据"压倒—切割—提升输送"收割模式的理念,确定切割系统整体性能要求,并在此基础上确定了切割系统主要部件:压蔗辊、切割器、输送辊、夹紧装置,以及合理的整体布局和垂直提升方案。在切割系统试验平台上进行了正交试验研究,得出了在螺旋杆提升高度为200mm时,切割系统布局的最优参数组合。     

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。     

切断式甘蔗联合收获机的试验与分析

为了探索窄行距的甘蔗收获,对引进的凯斯4000型切断式甘蔗联合收获机作业性能和收获机组系统的性能进行了测试,分别测定甘蔗破头率、损失率、含杂率、油耗和生产效率,并针对凯斯7000与凯斯4000进行了对比试验。结果表明:引进的凯斯4000型甘蔗联合收获机适应窄行距作业,符合农户的作业要求。其破头率为7.45%、损失率为11.68%、含杂率为8.46%、油耗为2.23 L/t、生产效率为15.46 t/h。     

甘蔗收获机切割系统负载压力影响因素的试验研究

针对甘蔗收获机在入土切割时无法根据地形精确控制切割器入土切割深度的问题,通过理论分析甘蔗收割机入土切割时影响切割系统负载压力的因素,并通过试验探究各因素对切割系统负载压力的影响规律。试验结果表明:影响切割系统负载压力的主要因素有入土深度、土槽进给速度、甘蔗密度、刀盘转速、土壤含水率和土壤密度,随着入土切割深度、土槽进给速度、甘蔗密度和刀盘转速的增加,切割系统的负载压力整体均呈逐渐增大的趋势,并得出各因素对切割系统负载压力影响的显著性及先后顺序。该研究为建立甘蔗收获机械切割系统的负载压力与切刀入土切割深度的关系数据库提供了数据支持。     

基于ANSYS/LS-DYNA的甘蔗切割动力学仿真分析

为了更好地研究甘蔗切割机理,建立甘蔗切割模型,通过动力学仿真研究甘蔗切割过程中受力、振动情况及其与蔗兜切割质量之间的关系,为切割器设计提供依据.同时,选用ANSYS/LS-DYNA建立甘蔗切割模型,并对模型进行了模态分析和甘蔗切割动力学仿真.     

基于断裂力学的甘蔗切割裂纹应力强度因子分析

甘蔗属于一年生或多年生宿根热带和亚热带草本植物,宿根切割质量对于甘蔗来年的长势有重要影响。本文探究甘蔗茎秆的切割机理并基于断裂力学理论研究甘蔗裂纹的起裂与扩展过程,为提高宿根切割质量提供理论基础。基于根切器与茎秆的相互作用关系,构建刀具切割茎秆的力学模型,探究切割力等影响因素并基于高速摄像技术观察茎秆切割过程;发现影响切割性能(弯矩、切割力等)的因素主要与甘蔗茎秆及根切器的机械力学特性(直径、密度及茎秆倾斜角度等)、根切器的运动参数(切割频率、切割深度)以及土壤情况等因素有关。高速摄像试验结果表明,多刀切割会增加甘蔗宿根破头、拔根的概率,其由于在一刀切割完成后,茎秆产生凹坑、裂纹等缺陷,在茎秆自身重力及外载的作用下缺陷发生扩展,导致宿根发生破坏。基于断裂力学理论从茎秆内部裂纹入手,分析裂纹起裂条件和影响断裂角的因素并探究裂纹参数对于裂纹尖端应力强度因子以及扩展量的影响。研究结果表明：裂纹角度及数量的改变导致裂纹的开裂类型为复合型裂纹,其中Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹为主要开裂类型;应力强度因子随裂纹角度的改变有较大的波动以及裂纹开裂方向和扩展量的变化是由于裂纹角度的改变影响了最大主应力与裂纹扩展面...     

一种实时切段式甘蔗种植机的设计

对现有机具进行技术分析,研究设计了一种能够一次性完成开沟、施肥、切段、播种、覆膜、培土镇压等工序的实时切段式甘蔗种植机,解决了种植过程中两列蔗种紧靠在一起以及肥种混合在一起伤种的问题,可提高甘蔗种植质量,缓解劳动强度,降低种植成本。     

预切种式横向甘蔗种植机液压系统设计与试验

根据预切种式横向甘蔗种植机的实际需求设计了种植机的液压系统,建立了开沟机构的AMESIM和ADAMS联合仿真模型,研究双行种植模式下两个开沟机构的同步性,以保证两边开沟深度一致.仿真结果及样机的田间试验表明:液压系统可以满足种植机各个执行机构的控制要求,开沟机构的升降同步误差小于3％,开沟、覆土效果良好,满足设计要求.     

水稻芽种和玉米芽种力学特性的研究——基于材料力学试验台

为了充分利用现有的材料力学试验台,首先利用该试验台完成了低碳钢的拉伸试验,获得了低碳钢的弹性极限为432MPa,屈服极限为371MPa,强度极限为497Mpa;其次,利用该试验台进行了水稻芽种正面压缩试验和玉米芽种侧面的压缩试验,获得了水稻芽种的硬度和极限强度及玉米芽种侧面所能承受外载的变化趋势。结果表明:水稻芽种和玉米芽种受到压缩时的力学性能相似,在极限范围内所能承受的外力随位移的增加而增加,当超过极限范围时,所能承受的外力急速下降;水稻芽种正面压缩和玉米芽种侧面压缩的极限强度分别为0.014 1 MPa和0.0 2 5 MPa。     

甘蔗地凿式深松犁的受力仿真分析

针对在甘蔗地使用的凿式深松犁,对比分析了在相同受力条件下,圆弧式和立柱式两种犁体的静力学特性;同时对圆弧式深松犁在不同悬挂位置进行了静力学仿真。运用SolidWoks软件从以上两个方面研究深松犁的强度特性,分析发现圆弧式结构强度较好,螺栓孔的位置较低时犁体受力较小,这为进一步完善甘蔗地使用的深松机械提供了参考。     

几种中小型甘蔗收获系统的试验研究

本文论述了近10多年来华南农业大学在湛江广前公司前进分公司试验的3种中小型甘蔗收获系统的试验情况,并对它们的效果和适应性进行了分析讨论,对中小型甘蔗收获系统的应用提出了建议。     

一种可均匀供料的甘蔗种箱

目前国内甘蔗种植机普遍缺少供种装置,靠排种器在种箱内取种,易造成种块卡滞、断播等问题.为此,基于物料斗提式输送原理,设计了一种具有均匀供料功能的甘蔗种箱,通过斗提式升运装置和旋转式推料装置的配合,使甘蔗种块均匀顺序进入连接的排种器内,保证了单位时间内供种数量与排种数量的相对一致,且种块之间相对分散,实现了甘蔗的机械化精...     

整秆式甘蔗收获机液压驱动系统的研究分析

原有的侧悬挂式整秆甘蔗收割机存在着液压驱动系统的动力性能差,运行效果不理想,以及采用机械传动的甘蔗根部切割器由于蔗地的杂草和蔗叶的影响而造成堵塞,切割刀盘的转速慢,离合器打滑以至发热过烧,传动失效,链条在受到冲击时容易发生断裂,发生安全事故等问题。为此,通过测试出收获机各执行机构的功耗及受力情况等工作参数,根据多支路同时工作和负载大小相差很大的要求,采用多路阀和减压调速回路,设计出了收获机的全液压驱动系统,在不需提高拖拉机功率的前提下,满足了系统不同支路在同时工作时压力和功率不同的要求,简化了收获机的整机机构设计,提高了动力驱动系统的稳定性。实验表明,该传动系统能够满足收割机各执行机构的动力性能要求,操作简便,效果良好。