大豆凸轮排种器的设计与优化

垂直圆盘窝眼轮式排种器是目前我国广泛使用的一种机械式排种器,但其存在伤种和投种精确度差等问题,为了提高窝眼轮式排种器的投种精确度,设计了1种凸轮推杆结构的窝眼式排种器,对其主要部件进行研究设计和理论计算,利用离散元软件EDEM对排种器进行仿真试验,并利用Design-Expert软件设计BBD(Box-Behnken design)响应曲面试验,进行优化求解,得到排种器的最优参数为型孔直径9.5 mm,深度6.8 mm;台架验证试验表明,排种器在小于8 km/h的速度下,可以满足精密播种要求。     

圆弧齿轮排肥器设计与仿真试验

针对外槽轮式排肥器存在排肥流量均匀性较差的问题,设计一种圆弧齿轮排肥器。对排肥轮结构进行理论分析,建立排肥量数学模型,并确定在结构参数不变的情况下,影响排肥器排肥量的工作参数。设计仿真试验,研究工作参数对圆弧齿轮排肥器排肥量的影响、对比圆弧齿轮排肥器与外槽轮式排肥器排肥流量均匀性高低;设计验证试验,检验仿真试验可靠性;结果表明:1)因调肥隔板与排肥轮间存在间隙,导致肥料堆积产生滑移现象,排肥器无法通过改变工作槽段长度对排肥量进行稳定调节,但排肥轮转速可线性改变排肥器排肥量,且排肥轮转速与排肥流量间存在线性关系;2)圆弧齿轮排肥器较外槽轮式排肥器排肥流量变异系数平均减小30.14%,排肥流量均匀性有了较大的提高;3)台架试验值与离散元仿真值相对误差值均小于2.5%,离散元仿真试验结果可靠。     

外槽轮排肥器排肥离散元仿真及排肥舌参数优化

为通过优化外槽轮排肥器排肥舌结构,以提升其排肥均匀性,利用EDEM建立外槽轮排肥器的离散元仿真模型,对其排肥作业过程进行模拟仿真,通过肥料颗粒运动状态仿真结果验证肥料颗粒流动特性。应用虚拟试验方法,分析排肥舌倒角结构参数变化对肥料颗粒流动特性的影响。结果表明:排肥流量变异系数随着排肥舌倒角的增大而先减小后增大,两者间呈负抛物线型二次函数关系,且在排肥舌倒角弧长与单个凹槽弧长比值为0.85时,外槽轮排肥器排肥质量波动最小,排肥均匀性最佳。验证试验结果表明:配装最优结构排肥舌的外槽轮排肥器排肥流量变异系数最小,具有最佳的排肥均匀性,比传统平端排肥舌排肥流量均匀性提高了49.9%。     

排肥器性能检测装置的设计与研究

设计了一种排肥器性能检测装置,并对其主要结构进行了详细介绍。针对检测装置参数的智能控制,结合其机械结构和控制要求,确定了控制系统方案的确定。同时,开展了机架的固有特性研究,在建立机架的三维模型基础上,采用有限元软件Workbench对机架进行了模态分析,得到了机架的低阶振动频率和振型。     

变量施肥排肥器的设计与试验研究

通过总结黑龙江垦区多年变量施肥研究经验,提出伺服电动机控制系统,实现变量施肥设计方案。基于试验室试验条件,对系统进行试验分析,验证了排肥器运转的可行性、伺服电动机控制变量施肥的合理性与稳定性,便于以后变量施肥田间试验。最后得出结论,该方案可以满足农业变量施肥要求。     

气送式集中排肥器螺旋排肥装置的改进与试验

针对现有气送式集中排肥器螺旋排肥装置稳定性和均匀性较差的问题,提出"排肥装置集中对行排肥+气力输肥"的排肥方式,应用离散元法和台架试验对螺旋排肥装置进行改进.采用EDEM仿真分析型孔截面形状(对称截面、倾斜截面、直行截面),型孔深度和型孔数量对排肥速率、均匀度和各行排肥量一致性变异系数的影响.结果表明:1)当排肥轮转速...     

叠片式啮合圆弧齿轮排肥器设计与仿真试验

为达到稳定排肥、排肥流量可调控的目的,设计了改善排肥流量均匀性的叠片式啮合圆弧齿轮排肥器。通过对排肥器结构设计与理论分析确定影响叠片式啮合圆弧齿轮排肥器排肥量的主要因素为排肥器工作槽长与排肥轮转速。设计仿真试验研究排肥器排肥量随影响因素变化规律,对结果进行台架试验验证。结果表明：选取排肥量变化曲线拟合斜率表征排肥流量,发现排肥流量可调控且与工作槽段长度、排肥轮转速存在线性关系,线性拟合结果显示校正决定系数分别为0994、0990;试验值与仿真值相对误差值较小,仿真试验结果可靠;与外槽轮式排肥器相比变异系数平均减小65%,排肥流量均匀性有了较大的提高。该结果对排肥器的创新设计与理论研究提供了参考。     

振动式蓝莓采摘机槽型凸轮传动装置的设计与分析

为研制振动式蓝莓采摘原理样机,对蓝莓采摘机的凸轮传动装置进行设计与分析,选择凸轮结构类型及轮廓曲线种类,建立凸轮曲线方程。在MATLAB环境下,依据槽型凸轮设计参数对其进行运动学、动力学仿真分析,以此为基础研制蓝莓采摘原理样机。并对槽型凸轮传动装置运行卡点问题进行研究,提出解决方法:将凸轮滚子双边倒角,并使其能够绕轴转动。经测试,修整后的采摘装置运行平稳,满足振动式蓝莓采摘机设计要求。     

变量施肥机外槽轮排肥器的试验研究

变量施肥技术是精准农业的代表性技术,对现代农业的发展起着重要作用。本文主要介绍了外槽轮排肥器的结构及工作原理,并对外槽轮排肥器进行了试验研究,确定了其最佳工作状态,田间试验结果满足实际生产要求。     

排种器试验台控制系统设计

排种器性能检测试验台主要由传送带系统、电机及驱动系统、机器视觉系统、PLC控制系统和控制中心5大部分构成。系统采用继电接触器和PLC实现电气控制,通过PLC控制变频器实现电机的无级调速,结合上位计算机可以实现电机速度的自动调节,控制精度较高。经过试验验证,整个控制系统性能稳定,运行安全可靠,满足了设计要求。     

往复式排种器的设计

虽然现有播种机对玉米、大豆、小麦等大、中粒种子播种质量效果稳定,但对油菜、谷子、苜蓿等小粒种子难以精量播种,且功能单一,通用性差。为解决小粒种子精量播种问题和提高通用性,研制一种新机构的机械式精密排种装置,并对该排种器进行了理论分析,设计计算,为以后的投入生产提供了很有价值的理论根据。     

基于EDEM的反转啮合齿轮式排肥器的仿真设计与试验

针对外槽轮式排肥器排肥流量均匀性不高的问题,设计了一种反转啮合齿轮式排肥器,利用排肥盒内设置的啮合排肥齿轮反向啮合传动将肥料经齿槽从两侧连续交替排出,提高排肥流量均匀性,并通过试验检验其排肥性能。对反转啮合齿轮式排肥器排肥量和流量进行理论分析,确定对排肥量和流量的数学模型。为比较反转啮合齿轮式排肥器与外槽轮式排肥器排肥流量均匀性高低,在保持排肥器结构参数不变的情况下,设计单因素试验,选取硫酸钾为试验肥料,以排肥轮转速为试验因素,以排肥均匀性为试验指标,设计对比仿真试验,转速分别为30,45,60,75,90r·min-1。利用EDEM建立排肥器离散元仿真模型,进行仿真试验,采集试验数据并对采集数据进行统计分析。结果表明:反转啮合齿轮式排肥器排肥流量均匀性系数均值较外槽轮式排肥器提高32.0%,且方差分析结果显示排肥轮转速对反转啮合齿轮式排肥器排肥流量均匀性有极显著影响(p0.0001)。拟合反转啮合齿轮式排肥器排肥流量均匀性随转速变化规律方程,拟合方程相关系数R2=0.9754。随机选取转速为40,65,73,86r·min-1,对拟合方程进行验证试验,计算验证试验均匀性系数均值并与拟合方程结果进行对比,验证试验结果较拟合结果误差均小于2%。     

基于离散元的山地马铃薯排肥器仿真优化

云南省地形多为丘陵山地,马铃薯中耕施肥大多在有一定坡度的种植地上进行,为探究不同坡度对施肥效果的影响,以外槽轮排肥器和云南省马铃薯专用复合肥为研究载体,测量肥料颗粒的3轴尺寸,建立外槽轮式排肥器的三维模型和肥料颗粒的离散元模型,以施肥量和施肥均匀度变异系数为施肥效果评价指标,利用EDEM软件进行4种坡度下排肥过程仿真。结果表明,不同坡度对施肥量有明显影响,上坡施肥时,施肥量增加,下坡施肥时,施肥量减少,且坡度越大变化量越大;不同坡度对施肥均匀性也有一定影响,平地施肥时施肥均匀性最好,结合仿真结果提出了将排肥器设计成可调节部件的优化方案。     

基于离散元法的螺旋式排肥器性能模拟试验

为提高螺旋式排肥器对颗粒肥料的排肥稳定性与均匀性,采用离散元仿真软件EDEM对排肥器结构参数进行数值模拟并进行仿真试验,分析螺旋叶片直径、螺距和排肥轴转速对排肥器排肥性能的影响,获得排肥器工作参数与排肥量和排肥稳定性变异系数的回归数学模型。仿真试验结果表明:影响螺旋式排肥器排肥量的因素主次依次为排肥轴转速、螺距、螺旋叶片直径,排肥量最大为221.2 g/s,最小为54.76 g/s;影响排肥稳定性变异系数的因素主次依次为排肥轴转速、螺距、螺旋叶片直径,通过Design–Expert 8.0进行参数优化,确定排肥器最优参数组合,即螺旋叶片直径100 mm、螺距60 mm、排肥轴转速15 r/min,此时排肥稳定性变异系数达到最小值,为8.48%,排肥器排肥性能较为稳定均匀。     

勺轮式排种器的设计

针对国外各种精密勺轮式排种器不能在我国大规模生产的现状,通过分析勺轮式排种器的工作原理探讨了影响排种器排种的因素,并设计出一款改进的勺轮式排种器。结果表明,该排种器可解决落种散布以及重播漏播的问题,具有广泛的应用前景。     

2BP-2B型铺膜点播机排肥器参数设计及性能试验

本文主要论述了排肥装置参数的确定及选择，引进了粉状化肥的成拱理论，由此可确定排肥口直径；建立了作用在排肥轴上的扭矩Ｔｅ与箱内化肥侧压应力δｘ的关系。经过试验，该装置的性能满足设计要求，其理论计算及结论可作为排肥装置的设计依据。     

圆弧齿轮排肥器圆弧结构参数仿真试验及优化

为保证排肥器排肥流量的均匀性,设计了一种圆弧齿轮排肥器。运用离散元仿真技术,以圆弧齿轮排肥器为研究对象,分析了圆弧排肥齿轮的轮槽圆弧半径r_1和两圆弧排肥齿轮之间的最小槽长l这2个关键因素对排肥器排肥性能的影响。试验结果表明:圆弧排肥齿轮的轮槽圆弧半径对单位时间排肥量的决定系数影响显著,两圆弧排肥齿轮之间的最小槽长对排肥量稳定性变异系数影响显著,最优的结构参数为r_1=8.54 mm,l=5.22 mm,此时,变异系数为0.28,决定系数为0.997 2。选择最优结构进行台架试验,排肥量稳定性变异系数为0.27,单位时间排肥量的决定系数为0.998 0,仿真试验结果和台架试验结果基本吻合。     

基于遗传算法的螺旋双轮排肥器优化设计与试验

【目的】对传统单螺旋排肥器排肥口物料流量随时间波动变化造成排肥均匀性低的问题进行改进。【方法】通过离散元法仿真分析单螺旋排肥器的排肥过程,针对单螺旋排肥器排肥均匀性低的问题设计一种螺旋双轮排肥器;通过理论分析确定该螺旋双轮排肥器理论排肥量,并建立以中心距、螺距、叶片高度、叶片厚度、螺旋叶片内径为设计变量,有效储肥体积为目标函数的数学模型,利用遗传算法对排肥器进行结构优化,并以史丹利复合肥颗粒为肥料对螺旋双轮排肥器进行台架试验验证。【结果】优化后结构参数分别为中心距49.8 mm,螺距32.5 mm,叶片高度15.2 mm,叶片厚度2.3 mm,螺旋叶片内径13.6 mm。对优化后的排肥器进行台架对比试验,在不同转速下螺旋双轮排肥器较单螺旋排肥器排肥均匀性波动系数平均减少26.62%,实际排肥量平均提升75.41%,并得到螺旋双轮排肥器转速与排肥量的线性函数方程。【结论】螺旋双轮排肥器解决了单螺旋排肥器的现存排肥流量波动问题,优化后的排肥器排肥均匀性更好,排肥量更大,且可实现转速变化控制精量施肥。     

偏心振动式排种系统参数的模拟分析

利用Excel对研制的偏心振动式排种系统的固有频率、阻尼比、幅值特性、相位特性及动态响应特性等特性参数进行了模拟分析。结果表明:对于本系统而言,随着排种过程的进行,系统质量逐渐减少,系统的固有频率、阻尼比、输出与输入信号的相位差和输出信号幅值等参数均逐渐加大,这必然导致系统的排种速度逐渐加大。进一步分析结果表明:加大系统不可变质量与可变质量的比值,有助于降低系统固有频率和阻尼比等参数的变化幅度,进而提高排种均匀性。该比值为5时,即可取得较好效果。研究方法与结论对类似机械的参数设计具有一定参考价值。     

烟草起垄施肥机排肥机构的设计

改进设计了烟草起垄施肥机的排肥机构，采用大直径拔杆轮弹片式排肥器，较好地解决了烟草种植中化肥颗粒大、排肥量大、化肥潮湿易架空堵塞等问题。通过田间测试，满足实际需要。