井灌区地下管道输水灌溉工程设计的研究

近几年来,井灌区地下管道输水灌溉(以下简称“管灌”)工程发展很快。保证“管灌”工程质量,发挥其应有效益,提高“管灌”工程设计水平非常必要。本文就井灌区地下硬塑管、混凝土管输水灌溉工程设计的依据、方法,水力计算,管径选择,设计灌溉面积等方面,从实际应用角度提出研究意见。     

玉米收获机夹持输送装置的研究

夹持输送装置是穗茎兼收型玉米收获机的关键部件。为了解决玉米植株在夹持输送中的断茎、堵塞等问题，对夹持输送装置的关键部件进行研究，通过增设输送拨禾链，从而有效地地解决了上述问题。     

蔬菜嫁接机器人柔性夹持搬运机构设计与试验

针对现有蔬菜嫁接机器人单手爪夹持搬运机构作业时需要在上苗、切削和对接工位往复旋转作业,限制了机器嫁接生产效率,存在夹持伤苗、操作人员上苗等待时间过长、易疲劳等问题,设计了一种四手爪柔性夹持搬运机构,能够实现上苗、切削和对接工位同步作业,以及秧苗柔性夹持与快速搬运,有助于提高机器嫁接效率。提出了基于缓冲材料的柔性夹持手爪和夹持力调节方法,分析了不同厚度EVA缓冲材料的压缩力学特性,得到缓冲垫完全闭合夹持条件下对不同秧苗的夹持力。利用ADAMS软件建立夹持搬运机构动力学仿真模型,分析了秧苗不同夹持力与旋转位移的变化规律,得出当夹持力小于0.4N时秧苗脱离了夹持手的束缚,夹持力大于3.5N时秧苗夹持与旋转作业稳定。机构性能试验结果表明：选取白籽南瓜苗和黄瓜苗为测试对象,柔性夹持手爪平均夹苗成功率为98.5%,比弧形夹持手提高4.5个百分点,伤苗率降低3.5个百分点,柔性夹苗效果显著;该机构嫁接平均速度为1052株/h,是同类型单手爪嫁接机作业效率的1.72倍,嫁接成功率为96.67%,大幅提高了嫁接机器人生产效率,能够满足工厂化嫁接育苗生产需求。本文研究结果可为高速嫁接机器人的夹持搬运机构设计和优化提供技术参考。     

降低气力输送小麦能耗的试验研究

气力输送是应用广泛的物料输送方法，但能耗较高是一大弊端，为了降低谷物气力输送的能耗，从而充分发挥气力输送的优越性，故采用正交的二次回归旋转组合试验，以小麦为试验材料，选择谷物含水率、气流速度和料气浓度比作为试验因子，进行能量消耗的测试。找出了能耗与各因素间的回归方程，并确定了影响能耗的主次因素，得出了主要因素对能耗的影响规律。对试验结果进行统计计算和方差分析，得出：风速对能耗影响最大，浓度比次之，含水率最小；气流速度与能耗成二次抛物线关系；料气浓度比与能耗成一次线性关系；小麦含水率与能耗成二次抛物线关系。在试验研究和理论分析的基础上提出：在满足生产率要求和不破碎、不掉料的前提下，尽可能选择能够输送的较低的气流速度；若设备动力有余量，可以适当提高浓度比，但应注意浓度比提高引起的输送不稳定性；为获得较好的输送效果，应尽量选择谷物水分适当。     

大豆蛋白质单螺杆挤压熔体输送段的数值模拟

采用控制容积法,对大豆蛋白质单螺杆挤压的熔体输送段进行了准三维的数值模拟,并考察了工艺参数对挤压过程的影响。研究结果表明,沿流速度呈现明显的拖曳流和压力流复合的特征;无量纲温度及其波动随着螺杆转速的增高而升高,随着含水率的增大而降低;压力梯度有一个沿流向发展的过程;粘度在螺槽横截面上呈现近壁面处小、中间位置大的凸起状分布特性。模拟结果比较真实地反映出大豆蛋白质各个挤出变量的响应规律。     

链齿式残膜回收输送方式对比分析与试验

针对传统下输送链齿式残膜回收机存在的捡拾效果不佳与输膜不畅等现象,提出了上输送残膜回收方式,并对两种输送方式的残膜回收机在拾膜和脱膜阶段的机理进行了分析;从理论角度分析了两种输送方式的可行性,并对其特点进行了比较。分别设计了结构参数相同但输送方式不同的两台链齿式残膜回收机,一台采用下输送方式,而另一台采用上输送方式。在收获后的花生田进行收膜对比试验,对影响机具作业质量的输送方式、输送链转速和脱膜辊转速3个主要因素进行正交试验,结果表明:输送方式是影响机具捡拾率的主要因素,上输送方式的捡拾率达到91.9%,远高于下输送方式,综合作业质量上输送方式优于下输送方式。该对比试验可为链齿式残膜回收机输送方式的选择和未来的研发方向提供参考。     

揉碎玉米秸秆螺旋-气力耦合输送装置设计

为解决揉碎玉米秸秆螺旋输送过程中的生产率低、功耗大、易堵塞及机件磨损严重等问题,该文设计了一种螺旋-气力耦合输送装置,并以揉碎玉米秸秆为原料开展了试验研究。螺旋-气力耦合输送装置主要由螺旋输送装置和气力辅助输送系统组成。其中气力辅助输送系统主要由喷射角度可调的Y型喷嘴座、喷嘴、最大出气压力为1.6 MPa的空气压缩机、直径为10 mm的PPR(polypropylene random)管和15°弯管及压力表等组成。螺旋输送装置主要由机壳、螺旋叶片和中心轴等组成,其关键参数为:螺旋叶片外径为250 mm,中心轴直径为60 mm,螺距为335 mm,螺旋槽用U型机壳。以比功耗、轴向推力、螺旋叶片及机壳各部位所受压力作为输送性能指标,对施加气流前后各部位所受压力进行测试。结果表明,当螺距为335 mm、螺旋轴转速为100 r/min、喂入量为70 kg/min、气流速度为10～50 m/s时,随着气流速度的增大,输送装置的比功耗先减小后增大。当气流速度为20 m/s时比功耗最小,为10.78 W/kg,比无气流时的比功耗减小了8.3%,轴向推力、叶片和机壳各部位所受压力随着气流速度的增大而减小,且均小于不加气流时的值。     

TRIZ辅助马铃薯收获机薯土分离输送装置创新设计

针对马铃薯收获机薯土分离输送装置存在薯土分离不充分、伤薯率高等问题,应用TRIZ理论对薯土分离输送装置进行创新设计;基于系统功能分析识别薯土分离输送装置的功能缺陷,应用物场模型、技术矛盾、物理矛盾等TRIZ工具求解创新方案,设计一种具有双抖动单元和降运抖动筛面的薯土分离输送装置。基于输送筛面上薯土秧混合物的力学分析,确定筛面倾角范围为β≤32°;结合理论分析和生产实际确定一阶升运筛面倾角为20°、二阶升运筛面倾角为16°、降运抖动筛面倾角10°、抖动单元振幅为21 mm、分离筛杆条间距为50 mm、各阶筛面输送有效长度分别为450 mm、600 mm、1 000 mm 和100 mm。通过升运分离筛和降运分离筛抖动筛面的运动学分析对比,验证创新方案的合理性。     

气力输送技术在农业机械中的应用

气力输送技术可在很大程度对农业机械进行结构简化,降低成本和提高作业效率,越来越多地被用于播种、施肥和捡拾收获等物料输送装置中。了解气力输送技术的特性以及在农业机械中的应用现状,对于提高农机作业效率、促进先进农业机械化技术研发具有重要意义。为此,在农业物料气力输送特性、气力输送技术在农机领域的应用情况等方面进行大量文献调研分析和归纳总结。根据正负压输送的不同特点,对气力播种、施肥、收获捡拾机械装备的主要结构、工作原理和特点进行分析和阐述。在此基础上,指出农业领域气力输送应用和研究中存在的问题,包括：气力输送方式存在易堵塞、精度稍低的问题,能耗较大的问题以及相关基础研究不足的问题。针对以上存在的问题,提出针对性的建议：优化结构、配套监测系统,提高工作可靠性;改用效率较高的智能风机,降低能耗;加强基础研究,充分利用仿真等研究手段,进一步促进气力输送技术的应用。     

链式小型林业原条输送装备的设计

采用AutoCAD工作软件设计了一款链式小型林业原条输送装备,并对其中的关键机构的设计与计算过程进行了翔实表述。按该设计方案制造出的链式原条输送机采用链条传动,与带传动相比,无弹性滑动和打滑现象,平均传动比准确,工作可靠,效率高;该机械传递功率大,过载能力强,相同工况下的传动尺寸小;所需紧张力小,作用于轴上压力小。同时,采用特殊滚筒式输送平台,不仅对原条起到了导向作用,而且可减少原条在行进过程中的左右方向上的移动,有效地降低了能耗,提高了生产效率。该设备能在高温、潮湿、多尘、有污染的恶劣环境下工作,适合于林区环境工作。