4LYZ-3K型穗茎兼收玉米收获机设计与试验

在分析研究现有玉米收获技术及秸秆打捆收获技术的基础上,设计4LYZ-3K型穗茎兼收玉米收获机。该机主要由穗茎兼收割台、打捆装置及打捆控制系统等组成,能够一次完成果穗收获及秸秆割断、喂入、切碎、抛送、打捆等作业。穗茎兼收割台在摘取果穗的同时,采用切断刀将植株从根部切断,秸秆层经喂入装置压实,切碎揉搓装置切碎破节,最后通过打捆装置打捆。田间性能测试结果表明,该机割茬高度≤91mm、成捆率96%、作业小时生产率0.4hm2/h,各项性能指标均达到设计要求,为我国穗茎兼收玉米收获机的研发提供应用实例和技术依据。     

天牛仿生大麻收割机切割刀片设计与试验

针对现有大麻收割机切割刀片存在切割阻力大、功耗高、割茬质量差的问题。运用仿生学原理,通过提取天牛上颚切割齿部位齿廓曲线,以天牛切割齿廓代替普通稻麦收割机刀片的三角形尖齿,设计了仿生切割刀片。利用双动刀切割装置测试平台,对收割期大麻茎秆进行了仿生刀片和普遍刀片单茎秆切割性能对比试验。试验表明,2种刀片的切割力-位移曲线都可分为挤压、切割和切割完毕3个阶段,其中仿生刀片具有切入能力强、切割茬口较平齐、切割质量好的优势。通过对2组切割试验数据进行均值统计和方差分析可知,仿生刀片和普通刀片单茎秆最大切割力和切割功耗平均值分别为442.6、478.1 N和2.16、2.35 J,仿生刀片和普通刀片相比,平均最大切割力和切割功耗分别降低7.4%和8.0%,表明仿生刀片较普通刀片具有更优的减阻降耗性能;方差分析表明刀片类型对单茎秆最大切割力影响极显著(P0.01),对单茎秆切割功耗影响显著(P0.05)。     

苎麻茎秆力学模型的试验分析

为了提供苎麻收割、剥制机械研究设计的力学参数及理论基础,论文对苎麻茎秆的几何形状进行假定,运用复合材料力学理论建立苎麻茎秆力学模型,利用微机控制万能试验机对苎麻茎秆各向(轴向、径向)及各组分(木质部、韧皮部和茎秆整体)进行拉伸、压缩、弯曲等力学试验,获得力学参数数据,并通过数据的分析计算获得苎麻茎秆力学模型的全部弹性参数。同时,试验结果表明,苎麻茎秆在轴向拉伸中表现更多为木质部的承载作用,其韧皮部与木质部的粘附力不能阻止韧皮部沿木质部表层滑移;苎麻茎秆径向弹性参数测量值和通过各组分弹性参数值计算获得的计算值接近,苎麻茎秆径向符合复合材料的特性。     

玉米鲜秸秆力学特性试验研究

为了提供玉米秸秆打捆装置的力学参数及理论基础,根据玉米茎秆的几何尺寸构建了玉米茎秆的几何模型,并运用复合材料力学理论建立其力学模型;利用万能试验机对玉米鲜秸秆进行弯曲、有节轴向压缩、有节径向压缩、无节轴向压缩及无节径向压缩等力学特性试验,得出其载荷-位移等曲线,并获得相关力学参数数据。试验结果表明:玉米鲜秸秆压缩所需要的力大于弯曲所需的力;此外,有节茎秆较无节茎秆所需的压缩力更大,因此在设计压缩机构时需考虑节间对打捆装置的影响。     

基于ADAMS的工业大麻输送机构参数优化

为减少工业大麻机械化收割过程中工业大麻茎秆破损和折断现象,采用ANSYS软件和SolidWorks软件建立工业大麻茎秆柔性体和输送机构模型,并将其导入Adams软件中建立工业大麻茎秆-输送机构刚柔耦合模型,以最大碰撞接触力为指标,利用正交试验方法进行仿真试验,根据试验结果分析下水平输送链位置,上压簧位置,上水平输送链位置,输送速度的变化对茎秆受到输送机构最大碰撞接触力的影响显著性和影响规律,以及最优作业参数组合。结果表明：下水平输送链位置对最大碰撞接触力的影响极显著(P<0.01),显著性顺序从大到小为下水平输送链位置、上压簧位置、输送速度、上水平输送链位置、上水平输送链位置与下水平输送链位置交互和下水平输送链位置与上压簧位置交互。并且当上水平输送链位置695 mm,下水平输送链位置为270 mm,上压簧位置为380 mm,输送速度为0.9 m/s时,最大碰撞接触力最小,为123 N。     

堆肥复合菌剂的制备及在稻草猪粪堆肥中的应用

[目的]为了制备出促进稻草堆肥化过程的复合微生物菌剂。[方法]分别从腐熟堆肥、腐熟污泥、土壤中筛选到纯种菌。这些菌包括霉菌、真菌、放线菌和细菌等,并且含有纤维素降解菌、固氮菌和除臭菌3种功能菌,将其组合成2种菌剂,编号为z1和G1。在自制的堆肥装置中,将z1与G1菌剂应用于猪粪和稻草的混合好氧堆肥,并与市售菌剂进行对比,测定堆肥的不同阶段中物料的温度、含水率、pH、有机碳、全氮、总磷、总钾含量。[结果]自制的2种菌剂和市售菌剂应用于堆肥后,堆肥温度在第5天均达50℃以上,堆肥11d后与G1菌和市售菌剂相比,添加z1菌的堆料含水率下降到38％,氮含量稳定在1．37％,有机质含量下降到21．7％,磷和钾含量分别为1．81％、O．62％,堆肥过程臭味明显减少,且红外光谱测定表明它对稻草的降解能力较好。[结论]以z1菌剂作为高效堆肥复合微生物菌剂。     

苎麻茎秆轴向压缩力学试验与分析

采用复合材料力学弹性参数测试的试验方法,利用WDW 10微机控制电子万能试验机对苎麻木质部和茎秆整体的整秆进行了轴向压缩力学特性的研究。试验结果表明：中苎一号品种苎麻木质部整秆的轴向压缩弹性模量平均值为241.93 MPa,最大抗压强度平均值为12.61 MPa,茎秆整秆的轴向压缩弹性模量平均值为304.85 MPa,最大抗压强度平均值为12.58 MPa;木质部和茎秆整体的弹性模量和抗压强度没有显著差异,茎秆复合中木质部和韧皮部靠自身粘附力在表层粘结,其粘附力不能阻止韧皮部沿木质部表层滑移,在压缩试验中,表现更多为木质部的承载作用。     

苎麻收割机升降门架有限元分析——基于ANSYS Workbench

以4LMZ160型苎麻联合收割机割台升降门架为研究对象,利用CAE技术在三维软件Pro/E中建立割台升降门架的三维模型,将模型导入有限元分析软件Ansys Workbench中,对升降门架进行了静力分析和受载作用下的模态分析。分析表明,割台升降门架满足静力作用下强度和刚度要求,模态分析进一步得到了升降门架前6阶的固有频率和振型特征,为升降门架结构的优化设计提供参考。     

自动移栽机门形取苗装置设计与试验研究

基于对取苗机构结构简单、成本低、取苗成功率高和效率高的要求,设计了一种门形取苗机构,简述了该机构的工作原理及关键部件的结构设计。为验证机构的工作性能,进行了不同转速下的取苗试验。试验结果表明:在取苗速度40~70r/min下,平均取苗成功率为94.4%,伤苗率为4.9%,满足自动取苗要求。     

穴盘苗自动移栽钵体力学特性试验

穴盘苗钵体的力学特性,是穴盘苗自动移栽机取苗机构设计的重要依据。以黄瓜为育苗对象,选用镇江培蕾育苗有机土,使用128孔正方形锥体穴盘,在Venlo型玻璃温室培育穴盘苗。试验时,穴盘苗苗龄28 d,长出两片子叶和第一片心叶,钵体含水率范围为54.21%～60.47%。对穴盘苗钵体进行了平板压缩、加卸载循环和蠕变试验,试验仪器为TA-XT2i型质地分析仪,测前、测试、测后速度均为1 mm/s。钵体压缩试验测试10 mm压缩量下的抗压特性,试验重复20次,钵体加卸载循环试验测试2、4、6、8 mm压缩量下的加卸载特性,每个压缩量重复10次,钵体蠕变试验试验测试2、4、6、8 N不同加载力下的蠕变特性,保持时间为120 s,每个测试力重复10次。试验表明穴盘苗钵体的抗压力与变形呈非线性变化,抗压力随着变形的增大先缓慢增大再显著增大。在平板压缩过程中,钵体无明显的屈服破坏点。穴盘苗钵体的压缩破坏是从钵体盘根较少的区域开始,逐渐扩大破碎度。在弹塑性方面,随着压缩量的增大,滞后损失、抗压峰值力均增大,弹性度减小,并且穴盘苗钵体压缩变形越大,其塑变能力越强,具有一定的可塑性,可以从两侧或四周夹紧钵体而不破坏其整体性。利用Burgers模型能有效表征穴盘苗钵体的压缩蠕变特性,获得了对应的黏弹性参数。通过钵体不同压力下的蠕变试验,得到随着加载力的增大,瞬时弹性系数、延迟时间均减小,在1 s内,加载力为2、4、6、8 N时,钵体平均蠕变量分别为0.0244、0.0308、0.0446、0.0549 mm,表明其蠕变量比较小,这对快速夹取穴盘钵体的夹紧松弛特性影响不大,即钵体一旦夹紧不会松弛掉落。