丘陵山地农机具快速换接装置设计与试验

我国丘陵山地果园机械化水平较低,传统农机具悬挂方式配套机具换装效率低且不适用丘陵山地果园作业。本研究设计了一种基于果园履带式动力底盘的农机具快速换接装置,在分析整机工作原理的基础上,进行了部件设计和参数确定。确定快速换接装置由提升架与挂接架组成,对机具的提升与锁紧分别采用两套液压油缸作为动力。基于ANSYS Workbench软件对快速换接装置进行受力分析,提升架与挂接架最大位移变形量分别为0.06 mm和0.05 mm,最大等效应力分别为21.21 MPa和89.04 MPa。样机快速换接试验表明：快速换接装置单次挂接平均时间3.67 s,完成一次农机具换接时间不到40 s,挂接过程安全稳定,动力结合可靠;快速换接装置配套割草机田间作业稳定可靠,作业指标满足使用需求,可为丘陵山地农用多功能作业车辆的机具换接环节提供装备支持与研发参考。     

单垄双行马铃薯施肥覆膜播种机工作参数优化

为获得单垄双行马铃薯施肥覆膜播种机的最佳工作参数,通过改变单垄双行马铃薯施肥覆膜播种机播种作业性能指标的4个主要参数:机具前进速度、旋耕刀组刀头线速度、搅龙轴转速和覆土圆盘倾角,以播种合格率、膜上覆土厚度为评价指标进行马铃薯播种试验。结合正交试验,应用综合评分法得出了该机具作业时各参数的最优组合:机具前进速度为0.65 m·s~(-1)、旋耕刀组刀头线速度为0.90 m·s~(-1)、搅龙轴转速为950 r·min-1、覆土圆盘倾角为35°。根据该最优组合作业参数进行试验验证,试验结果表明,在此优化试验条件下,作业机播种合格率均值可达92.6%,膜上覆土厚度均值为40.1 mm,符合马铃薯种植机质量评价技术规范要求。     

硬实种子摩擦处理试验研究

针对部分牧草种子存在硬实的问题,根据牧草硬实种子的基本特征,设计了种子摩擦处理机;采用一次回归正交试验,分析了影响处理效率的主次因素,并找出了最佳参数组合;通过回归正交设计,得到了以处理效率Y为试验目标的回归方程。运用方差分析可知,该方程极显著（а=0.005）,并且拟合较好。试验结果表明,出料压力对处理效率影响极显著,螺旋转速和螺距对处理效率影响较小。     

硬实种子处理机转盘ANSYS分析

针对硬实种子处理机结构设计,分析了转盘离心应力产生的原因;利用有限元理论建立了单元节点方程和整体刚度矩阵,并利用ANSYS软件对处理机转盘结构进行了动力学建模和有限元分析,以满足转盘强度、刚度使用要求,为转盘结构改进提供了理论和技术依据.     

基于简易专家系统的智能种子包衣机控制实现

基于廉价、高可靠性和自动化的实际需求,本研究以高性能AVR单片机AT90CAN128为核心,以5BY-5.0V型种子包衣机机体为母机,研制了智能种子包衣机控制系统。该装置植入一套简易专家系统,能根据不同需要自动确定喂料电机和供液电机的工作频率,使系统各部件协同工作,系统的工作状态和相关参数都能够实时显示,且专家系统可以根据实际需要由操作人员进行更改,以增强系统的适应性。试验结果表明,该系统稳定、可靠,操作简便,能与母机完全匹配。与原机相比,包衣自动化程度大大提高,包衣合格率由原来的95%左右上升到约99%。     

新型冬季葡萄越冬埋藤机的设计与试验

为解决现有多数葡萄埋藤机埋土量少和埋藤质量差等问题,研制了一种新型冬季葡萄越冬埋藤机。对该机的关键部件：掘土部件,输土机构和减速、换向装置进行了设计研究,并采用正交试验方法进行了田间试验,以掘土铲的长度、纵向输送带的线速度与横向输送带的线速度为因素,以覆土厚度、覆土宽度和抛土距离为指标。在利用试验结果的基础上做出了方差分析,得出影响葡萄埋藤机工作性能的因素主次,进一步优化了组合部件参数。试验结果表明掘土铲的长度为40 cm、纵向输送带的线速度为1.4 m·s^-1、横向输送带的线速度为1.65 m·s^-1时,葡萄埋藤机的埋藤效果良好,能够满足葡萄越冬埋藤的农艺要求。     

旱地全膜双垄沟玉米精量播种机的设计与试验

为满足旱地全膜双垄沟农艺技术要求,设计了一种玉米精量播种机。为实现播种机平稳工作、保证膜下播种深度,采用双向平行四杆仿形机构,根据初始工作角和最大上下仿形量,确定了仿形机构的各项尺寸参数,上下仿形量可达到98.35 mm,左右仿形角达到15.2°,满足仿形播种要求;为减少漏播,降低空穴率,采用凸轮-平面连杆开启式穴播轮;借助ADAMS软件对穴播器成穴过程进行仿真分析,探讨了穴播轮滑移率对穴孔形状的影响,并以此对播种机的前进速度进行优化,降低了空穴错位率。田间试验结果表明：全膜双垄沟播玉米精量播种机作业后空穴率为0.9%,穴粒数合格率为93.6%,膜下播种深度合格率为91.8%,穴位错孔率为2.5%,作业质量符合行业技术标准要求。     

基于CFD-EDEM耦合的小区玉米帘式滚筒干燥箱数值模拟

为解决通过现有技术模拟仿真干燥装置干燥物料过程困难的问题,基于CFD-EDEM气固耦合数学模型,采用标准k-ε湍流非稳态的欧拉-欧拉耦合算法对小区玉米帘式滚筒干燥箱干燥过程中气固传热、内流场动态分布进行分析研究。仿真前对气固耦合模型进行了以下前处理：借助三维造型软件建立了干燥箱模型,应用Gambit软件对其进行了网格划分,利用切片造型技术建立了玉米仿真模型,并对两种耦合模型进行了初始条件、边界条件和耦合参数等设定。仿真结果表明：在1.5 s的仿真过程中,玉米模型处于不同温度场数量符合正态分布,其中处于373 K的玉米模型数量为735个左右,大约75个玉米模型温度上升了7.9 K;滚筒内的帘板的转动对热气流有扰动加速作用,使帘板附近的空气速度由0.50 m·s^-1上升至0.63 m·s^-1。     

振动式阶梯铲状马铃薯挖掘机作业性能试验

为获得振动式阶梯铲状马铃薯挖掘机最佳作业参数,依据振动减阻收获机理,通过改变影响振动式阶梯铲状马铃薯挖掘机收获作业性能指标的4个主要作业参数：整机前进速度、挖掘深度、挖掘铲长度、曲柄偏心距,以挖掘机损失率、明薯率及伤薯率为评价指标进行马铃薯挖掘性能试验。结合正交试验研究,应用综合评分法得出了振动式阶梯铲状马铃薯挖掘机作业时各参数的最优组合,即：整机前进速度为0.55 m·s^-1、挖掘深度为210 mm 、挖掘铲长度205 mm、曲柄偏心距为6 mm。按照该最优组合作业参数进行试验验证,结果表明,该马铃薯挖掘机明薯率为97.6%、伤薯为3.9%、损失率为3.5%,符合马铃薯收获机质量评价技术规范要求。     

全膜双垄沟播直插式玉米播种装置双面凸轮的设计

针对全膜双垄沟播直插式玉米播种装置的核心部件单面凸轮控制的穴播杆水平位移不精确、振动较大等问题,设计采用双面凸轮代替。在沟播机虚拟样机基础上,生成双面凸轮内外接触轨迹曲线,由于生成的双面凸轮轨迹在奇点处过渡急剧,会造成凸轮与顶杆运动过程中冲击过大而无法实现设定的运动,甚至卡死,对轨迹过渡奇点段进行了圆弧过渡优化,对优化前后的凸轮在x、y方向位移曲线进行了对比,相应位移量较小。经沟播机虚拟样机仿真,双面凸轮驱动下的成穴器在入土前不会与地面发生干涉;对双面凸轮进行的冲击力和拉力作用下最大形变和应力进行分析的结果表明,双面凸轮在受到最大冲击力和拉力时最大变形量为0.092 mm,且其最大Von–Mises应力均远低于67 MPa,应能满足直插式玉米全膜覆盖双垄沟播机作业需求。