新型盘式削片机刀盘结构设计及切削力研究

基于目前纤维板所需工艺木片的生产现状,为保证盘式削片机生产工艺木片的质量并解决盘式削片机飞刀快速更换的问题,设计一款采用差动螺旋结构实现飞刀伸出量微调,以及刀块整体更换的新型盘式削片机刀盘。对新型刀盘的削片工作原理以及切削力进行研究,对装刀块夹持力部分进行验证计算,通过Adams仿真软件对设计的新型刀盘进行了动力学分析,验证刀盘结构在额定转速下的稳定性。

基于Ansys Workbench的双桁架码垛机械手动态性能分析

为了提高定制化门窗材码垛分类的效率,以双桁架码垛机械手为基础对静态、动态性能进行分析以满足定制化门窗材的码垛效率。针对双桁架码垛机械手在分类码垛过程中存在多种运动状态,在双桁架码垛机械手静态性能满足刚度和强度的基础上对其动态特性进行分析,动态特性分析采用模态和谐波响应方法。通过对双桁架码垛机械手的动态分析,得到了其在两个机械手不同频段时X、Y、Z向的位移量,通过响应曲线明确了频段对位移量的影响规律。两个机械手的响应曲线在规避特殊频率段以提高码垛效率、促进分类码垛的智能化发展具有重要意义。

多功能草方格沙障自动铺设机械车

为有效提高草方格铺设的效率和质量、促进草方格铺设由机械化向自动化、智能化迈进,根据人工铺设草方格流程,以散草作为原材料,设计了一种自动进行草方格铺设的机械车,用于完成分草、送草、插草和固草动作,并在此基础上赋予机械车播种和喷洒土壤改良剂功能,解决人工铺草工序繁多的问题,将工程治沙、生物治沙和土壤改良剂使用相结合实现综合治沙。另外,进行路径优化,创新铺设模式,通过三边错位铺设模式和单边模式相结合,有效避免对已铺设草方格的破坏。为铺设散草、机械化向智能化转变提供解决思路。

清林机履带底盘架静力学分析及优化设计

以自主设计的清林机为研究目标,对其履带底盘架进行静力学分析并优化。首先对履带底盘所需主要参数进行设计计算,根据计算结果在Solidworks软件中初步建立了三维模型。而后利用Ansys软件对履带底盘架进行静力学分析,结果显示其强度满足使用要求,但材料性能有冗余,故对其进行了拓扑优化设计,根据优化结果重新建立了三维模型,并对其进行了静力学分析。分析结果显示优化后的履带底盘架性能仍满足使用要求,材料性能冗余的情况得到了改善,并且降低了履带底盘的重量,为之后类似机构的优化设计提供了参考。

基于RF-GA的热磨机生产参数优化方法

热磨机是纤维板生产中最重要的设备之一;热磨机的综合能耗在纤维板生产的整体能源消耗中占比显著,优化生产参数以降低热磨机能耗一直是纤维板生产的要求之一。以华北某纤维板企业采集的数据为依据,针对影响比能耗(SEC)和纤维质量(QF)的多个生产参数,用粒子群算法优化的BP神经网络、支持向量机(SVM)和随机森林(RF)建立比能耗和纤维质量预测模型,经对比确定最佳比能耗和纤维质量预测模型;后基于最佳预测模型构建生产参数优化模型,采用遗传算法(GA)对其求解得到最佳生产参数,以此提出基于RF-GA模型的热磨机生产参数优化方法。结果表明,热磨机各生产参数之间存在较强耦合关系,且与比能耗和纤维质量为非线性关联;粒子群算法对机器学习算法中超参数的优化是必要的,可以有效降低机器学习算法误差;选取5组不同纤维质量下的数据,采用建立的热磨机生产参数优化方法优化后,比能耗平均下降6.9kW·h/t、降幅为5.22%。该研究验证了RF-GA热磨机生产参数优化方法的可行性,能够应用于生产参数的优化,有效地实现节能降耗的目标,并为热磨机生产参数的设定提供依据。

果园采摘升降平台设计

为解决果园机械化采摘过程中费时费力、可达性差等问题,设计了一款高度和行距可调的果园采摘平台,以适应不同果园地形的采摘作业。整机采用履带式底盘,并搭载可调式升降平台,选用ZGL-E100×1200型液压缸为其提供升降动力,并通过输送装置完成水果的运输和收集。采用SolidWorks软件完成整机及零部件的结构设计和三维建模,联合ANSYS Workbench软件对部分零部件进行仿真模拟。有限元分析结果表明,垂直输送轴与水平输送轴强度、升降平台机架均符合设计要求,通过模态分析得出升降平台在作业过程中稳定性较好。

风速可调的地空一体化风力灭火遥控机结构设计与性能分析

风力灭火遥控机作为地面灭火装备的一种创新形式,具备机动性强、远程操作、快速响应等特点,能够在复杂的火情环境中灵活作业,大大提高了灭火效率和安全性。为探讨风力灭火遥控机在应对森林和草原地表火灾地空一体化监测系统中的角色与作用,对风力灭火遥控机进行结构设计,分析旋转开合结构的安装位置和开口大小对出口风速的影响。利用Fluent软件对风力灭火筒进行流体仿真,结合Design Expert软件对仿真数据进行处理,建立了位置S和开口大小d对出口平均风速和出口最大风速的响应曲面和二次模型。结果表明,安装位置和开口大小均为出口风速的重要影响因素,当风筒入口风速设定为70 m/s、旋转开合结构开口大小为30 mm且安装在位置5处时,出口平均风速和出口最大风速达到最大,分别为97.7551 m/s和290.001 m/s。相较于开口大小,安装位置对出口平均风速和出口最大风速的影响更大,且安装位置越靠近风筒出口处风力灭火机的灭火性能越好。

粮仓引风机结构参数不确定性分析与优化

粮仓引风机的工作性能影响了粮食储存环境的质量,直接关系到粮食的安全与保存效果。为此,提出一套结构参数优化策略,通过精确改进粮仓引风机的结构参数,以提升其工作性能。通过模态分析和子结构分隔,针对关键子结构建立了基于参数区间表征的简化不确定性优化模型,并应用随机有限元分析与相关性分析识别影响固有频率的关键参数。通过响应面分析,实现了参数的精细调整,优化目标是最大化关键固有频率与工作频率之间的差距,避免新的共振点产生。在实测条件下,优化后的引风机展现了更低的振动水平,显著提高了设备的运行稳定性和使用寿命,证明了优化策略的有效性和经济效益,为提升机械设备性能提供了新思路。

履带式果园碎枝机的设计

针对传统果园碎枝机工作效率低、劳动成本高、环境适应能力差的问题,设计了一款适用于丘陵山地的履带式果园碎枝机。该机具由动力系统、传动系统、进料系统、粉碎系统、出料系统以及履带式底盘行走系统组成,利用SolidWorks软件对果园碎枝机零部件模型的构建和装配,确定动力总成、转子总成、喂料装置、粉碎装置、传动装置等关键部件参数及尺寸。设计的履带式果园碎枝机可实现丘陵山区果园枝条就地粉碎,具有适应性强、粉碎高效、购置成本低等优点。

基于RSM算法的烟叶含水率监测

为探讨将随机子空间RSM(Random Subspace Method)算法应用于烤烟烟叶含水率的监测中,采摘贵烟8号烟叶样本,在09:00-12:00时间段进行可见光采样,并对图像亮度进行梯度处理,以此模拟全天光线变化。采用烟叶样本实测含水率和图像RGB三阶颜色矩数据作为数据集,对样本使用RSM算法建立含水率回归模型,并与LM(Levenberg Marquardt)神经网络算法和支持向量机(Support Vector Machine,SVM)算法进行比较。结果表明,基于烟叶RGB颜色矩的RSM算法具有较好的应用效果,其回归模型决定系数R 2为0.9202,均方根误差(RMSE)为0.56%,相对分析误差(RPD)为3.5483。故基于随机子空间RSM算法的烟叶含水率回归模型具有较好的稳定性,能实现对烟叶含水率的监测。

基于筛分配比的超薄纤维板物理力学性能研究

为优化超薄纤维板的生产工艺,提高超薄纤维板生产效率与生产质量,通过筛分重组,探究纤维尺寸、配比对超薄纤维板的影响。结果表明:在相同的热压条件下,粗纤维的含量越高,超薄纤维板的吸水厚度膨胀率越高。单一尺寸纤维制备的超薄纤维板静曲强度、弹性模量随着纤维尺寸的增大而提高。不同尺寸混合纤维制备的超薄纤维板,当粗纤维、中长纤维和细纤维的比例为6:3:1时,静曲强度和弹性模量达到最大。

低损伤枸杞采收机的设计

为实现枸杞采摘过程的降本增效,提高枸杞采摘的标准化和规范化,设计研发一种低损伤、高效率的枸杞采收机。对枸杞采收机的动力行走装置、振动采摘装置、倾斜收集装置、两级输送装置、风机清选装置和机架承载装置进行设计。并使用Solid Works软件对低损伤枸杞采收机虚拟样机进行了三维建模,以及计算整机所需功率,确定柴油发电机的功率为24 kW。该机为提高枸杞产业的市场竞争力,解决枸杞采摘行业劳动力短缺的问题提供解决思路,同时也可促进顶生小浆果采收领域的技术创新和发展,为顶生小林果全过程机械化设计提供研究参考,具有非常重要的现实意义和应用价值。

基于木质异型材的两自由度工作台研究

设计了一种两自由度可旋转工作台,用于辅助普通三轴数控机床对木质异型材进行复杂曲面加工。该工作台可通过两台电机控制工作台同时或分别进行X轴和Y轴方向上的旋转,左侧电机驱动蜗轮蜗杆传动实现工作台X轴向旋转,右侧电机驱动齿轮副传动实现工作台Y轴向旋转,通过互相配合实现多平面、多角度加工。通过对工作台关键支撑结构进行静力学分析与模态分析,确定工作台整体支撑结构合理性,为两自由度工作台结构设计提供参考。

喷箱辊筒式胶合板生产连续热压机设计

根据胶合板生产的工艺要求,结合并借鉴辊筒式单板干燥机的结构,设计了一型专用于胶合板生产的、采用辊筒加压、喷箱加热的连续式热压机;说明了喷箱辊筒式连续热压机的结构组成与工作原理,设计计算了压机的分段尺寸、液压系统与辊筒驱动系统的工作参数及其年产能;利用ANSYS Fluent软件,对喷箱喷孔的热气流流速均匀性、胶合板坯的加热均匀性进行了数值分析;设计与分析结果表明,该压机在结构设计上能够满足胶合板的生产需求,可以为胶合板连续热压机的开发提供借鉴。

多边形沙地挖坑植树机设计与转动性能分析

为了改善土地荒漠化的问题,降低植树造林对人力的依赖性,提高造林的效率和质量,设计一台用于沙地的多边形挖坑植树机。基于三维建模软件UG软件设计出一种适用于沙地的多边形挖坑植树机的几何模型,通过动力学分析推导出拉动旋转框架所需的拉力,并导入动力学仿真软件ADAMS进行了动力学仿真分析,得到旋转框架转动过程中质心位移曲线、绕转动轴力矩变化曲线和质心速度变化曲线,从而为旋转框架转动过程提供了分析的依据并验证方案的可行性。

草方格沙障铺设车输料装置及其拢草机构分析

针对以散草为原料铺设草方格沙障存在空隙的问题,提出了一种草方格沙障铺设车。阐述了该铺设车的整体设计和作业流程,对输料装置进行结构设计和工作过程分析,对该装置的拢草机构进行运动学分析和仿真分析。结果表明:拢草机构的运动满足设计要求,同时给了一组工作参数,以转速为95 r/min为例,水平方向齿尖位置在90 mm左右时,其速度约为310 mm/s,超过传送带输送速度,由此点作为工作切入点,扒齿有效工作距离约为180 mm,在水平位移约为4 mm时,竖直位移大于7 mm,满足预期工作要求。

框架式人造板装卸机的设计与有限元分析

人造板装卸机是板式家具生产线中的原料板材装卸机构,其使用可使人造板生产线的布局更为合理,缩短生产进料时间,提高原料板材装卸过程的自动化水平,提升企业的生产效率。采用Solidworks对框架式人造板装卸机机架进行了立体结构建模,利用Ansys-Workbench对其受力及强度进行仿真分析与验证。

面向应用于林业采运输油管道检测的水下机器人的设计

为应用于林业采运输油管道的自主巡检,进行水下林业采运输油管道的定期巡检工作,设计了一款面向应用于林业采运输油管道检测的水下机器人。介绍了水下机器人的机械结构部分、控制部分、管道巡检部分设计。水下机器人使用的是STM32F407ZGT6单片机作为主控MCU,使用Open MV作为视觉电路板。经过实验验证,设计的水下机器人可以完成采运输油管道的巡检工作。

玉米秸秆切碎还田机参数仿真优化与试验

针对现有的玉米秸秆切碎还田机秸秆粉碎长度过长,在后续免耕播种中导致播种开沟器易堵塞的问题。采用正交试验设计方法,结合多体动力学软件RecurDyn和田间试验,以秸秆粉碎长度为试验指标,机具的行驶速度、偏心圆盘的转速、切碎刀杆的长度为试验因素,选用L_(27)(3^(13))正交表,通过虚拟仿真试验方法,仿真得出每种方案的试验结果。对试验结果通过极差分析和方差分析,得出秸秆切碎还田机最优参数组合:圆盘转速700 r/min、机具行驶速度3 km/h、刀杆长度为200 mm。田间重复试验表明,最优参数组合条件下秸秆粉碎长度达到49.2 mm,比虚拟仿真试验得出的秸秆粉碎长度(47.7 mm)长1.5 mm,田间试验结果与仿真试验结果吻合度高,可以为同类型的玉米秸秆切碎还田机的设计提供参考。

梳刷式枸杞采摘机的设计与理论分析

为了实现枸杞机械化采收,提高枸杞采摘的采净率、降低损伤率,提出一种柔性梳刷齿的梳刷式采摘机,该装置通过梳刷齿的冲击作用使得枸杞熟果脱落,完成采摘工作。通过对枸杞自然特征和物理参数测量分析,设置了梳刷器的各项参数,利用Solidworks软件搭建了样机模型,并选择了合适的材料制造了样机;通过静力学分析和赫兹碰撞理论推导出了梳刷齿速度与冲击力之间的关系式;使用Adams软件对梳刷过程进行了动力学分析,当滚筒转速为57 rpm时,枸杞果实的受力峰值为0.83 N,理论上满足了采摘的需求;在青海诺木洪农场对当地宁杞1号进行采摘实验,结果表明:采净率为96.84%,损伤率为8.76%,满足枸杞采收的工作要求。