大蒜果秧分离机构参数优化及试验

为了提高大蒜果秧分离机构的作业质量,降低蒜头的平均留茎长度、伤损率、提高切痕合格率,该文运用Box-Benhnken的中心组合试验设计理论,在构建的大蒜果秧分离试验台上,对主夹持链输送速度、蒜株夹持角度、蒜株夹持高度、夹持株数等影响其作业质量的4个因素进行四因素三水平的响应面试验。建立了响应面数学模型,分析了各影响因素对作业质量的影响,同时,对各影响因素进行了综合优化。结果表明试验因素对果秧分离质量有较大影响,综合优化结果为主夹持链输送速度1.05 m/s,蒜株夹持角度77°,蒜株夹持高度220 mm,夹持株数2株,此时平均留茎长度为36.9 mm、伤损率为2.23%、切痕合格率为98.29%。研究结果可为大蒜果秧分离机构的结构完善设计和作业参数优化提供依据。

大蒜联合收获切根试验台设计与试验

为了提高大蒜联合收获切根作业性能,解决大蒜切根过程中根系一次清除率低、蒜头损伤率高等问题,该文设计了一种大蒜联合收获切根试验台,该试验台主要由毛刷辊、前旋转切刀、夹持输送机构、排序-对齐机构、浮动切根机构等组成,可一次性完成蒜株的根系清理和预切、蒜株排序和对齐、根系浮动切割等作业工序。该文确定了切根装置关键结构参数和作业参数,并对影响切根作业质量的主要因素开展了试验研究。试验结果表明,影响切根作业质量的主次作用因素为夹持输送速度、夹持角度、浮动切刀转速,较优参数组合方案为夹持输送速度1.05 m/s、夹持角度79°、浮动切刀转速2 200 r/min(切割线速度为17.3 m/s),此时根系去净率为96.1%,蒜头伤损率为2.39%,满足大蒜切根作业质量要求。该文研究结果可为大蒜联合收获切根装置的设计提供参考。

大蒜果秧分离试验装置的设计与测试

为提高大蒜联合收获果秧分离作业性能,解决果秧分离过程中留茎长、伤损率高等问题,该文研制了一种大蒜联合收获果秧分离试验装置,该试验装置由夹持输送装置、排序-对齐装置、切割装置、机架等组成,能够完成大蒜的夹持、排序、对齐、切割分离等工序的作业。并进行了大蒜果秧分离试验台作业参数优选试验,得出最优组合参数为夹持高度190mm,夹持角度79o,主夹持链速度1.06m/s,此时大蒜的平均留茎长度为37.56mm,伤损率为2.33%,满足大蒜果秧分离作业质量的要求。该研究可为大蒜联合收获果秧分离机构的研发提供参考。

大蒜收获机械研发现状及作业质量影响因素

分析当前国内外大蒜机械化收获技术,指出现有机型存在的问题;并从机械伤损、果秧分离技术、作物倒伏等7个方面,系统分析了当前大蒜收获机械作业质量的影响因素,提出提高我国大蒜机械化收获作业质量的对策。以期为我国自主研发高效、低损、优质的大蒜收获机械提供参考。

大蒜果秧分离机构的蒜株运动学建模与仿真分析

为了分析大蒜果秧分离机构的作业性能,建立了果秧分离机构蒜株的运动学模型,分析了果秧分离过程中蒜株的运动特性。在此基础上,利用仿真软件ADAMS构建了果秧分离机构三维运动仿真模型,实现了果秧分离过程的运动学仿真;通过虚拟双因素试验,验证本果秧分离机构的结构形式和主要结构参数的设计的可行性,研究主要工作参数对果秧分离效果的影响规律。结果表明,本果秧分离机构果秧分离后蒜头的留茎长度较短且一致性较好,伤损率较低,同时合理配置对齐链与主夹持的链速比即可保证切割面的平整性。该研究为大蒜果秧分离机构的设计提供了理论依据。

2ZGF-2型甘薯复式栽植机的设计与试验

为提高甘薯机栽水平,解决传统薯苗机械栽植中下田作业机具多、主要栽插方式短缺、易压垄伤垄、作业质量不高等难题,该文研制出一款与55.13＋80.85 k W大型拖拉机配套的2ZGF-2型甘薯裸苗复式栽植机,该机可一次完成两垄甘薯的旋耕、起垄、破压茬、开沟、栽插、镇压、修垄等作业。该机采用非零速栽插原理,链夹运动轨迹为余摆线,满足了甘薯种植中广泛应用的＂斜插法＂栽插方式作业需求,研究并确定开沟器开沟、链夹放苗与覆土压实三者间协调一致工作的重要结构参数,明确了栽插株距的主要影响因素和调整方法。该文对甘薯栽苗作业质量评价影响最重要的2个指标进行参数优化试验,得出优选参数组合为喂苗露出长度140 mm、开沟深度80 mm、前行速度0.3 m/s,此时立苗角度合格率为97.9%,栽插深度合格率为98.2%,较好的满足了甘薯机械栽插要求。该研究不仅为甘薯栽插市场提供了实用机具,也为甘薯栽插机械创新研发或优化提供了参考。

花生籽粒几何尺寸及物理特性的研究

以花生主产区典型花生品种海花、鲁花11、白沙(大)和四粒红为试验材料,测定不同品种花生籽粒的三轴尺寸、千粒重、容积密度、籽粒密度、孔隙率及其在铁板、涂漆铁板、有机玻璃板上的滑动摩擦角,研究花生籽粒的几何尺寸与基本物理特性。结果表明:海花、鲁花11的几何尺寸相对较大,其中鲁花11籽粒的几何尺寸最大,海花、白沙(大)次之,四粒红最小,白沙(大)及四粒红籽粒大小的离散性相对海花、鲁花11较好,海花的千粒重最大,四粒红的千粒重最小,四粒红容积密度最大,海花容积密度最小,四粒红籽粒密度最大,白沙(大)籽粒密度最小,海花的孔隙率最大,四粒红的孔隙率最小;四粒红籽粒组织较为饱满,籽粒大小、形状相对最均匀,白沙(大)次之,其籽粒组织相对疏松,而海花籽粒的组织较为饱满,其籽粒大小、形状均匀性相对较差;不同品种、不同材质接触面的条件下,花生籽粒的流动性有所不同,花生籽粒与铁板的滑动摩擦角较大,与有机玻璃的滑动摩擦角较小,其中鲁花11与铁板的滑动摩擦角最大,四粒红与有机玻璃的滑动摩擦角最小,四粒红籽粒的流动性相对最好,鲁花11籽粒的流动性相对最差。

花生种子挤压破碎机理的试验研究

为获取花生种子挤压破碎特性,降低对其机械化作业时的损伤,对花生主产区典型品种的花生种子进行了挤压破碎试验,分析了不同品种、不同含水率、不同挤压位置下花生种子的挤压破碎性能.试验结果表明:花生种子在不同含水率、不同挤压位置下所能承受的最大挤压力均有所不同,最终随含水率增加而降低,而在不同挤压位置条件下,同一含水率的种子所能承受的挤压力由大到小依次为腹面、侧面、顶面;不同品种花生种子在同一挤压位置下抗挤压破裂能力也有所不同,其原因均与种子自身的内部组成、外形尺寸等因素有关.

花生荚果薄层干燥特性及模型研究

针对国内缺乏对花生干燥动力学基础性研究的现状，开展花生荚果薄层干燥试验与模型研究，为设计花生专用干燥机械、制定干燥工艺提供理论依据。本研究以桂花17花生荚果为试验物料，在小型干燥试验台上进行干燥试验，重点考察了52℃、46℃、40℃、34℃四个风温，1．0m／s、0．7m／s、0．4m／s、0．25m／s四个风速工艺条件下的花生荚果干燥过程．经分析风温对干燥过程的影响比风速更明显。选取了11个常用食品干燥模型分别与试验数据进行拟合分析．考察了各模型与试验数据的匹配程度。研究表明DiffusionApproximation模型与试验数据的匹配性最好．能够很好的地描述花生荚果在薄层厚度3cm．风温34℃-52℃。风速0．25-1．00m／s的工艺条件下的干燥过程．

免耕播种机秸秆处理装置研究现状与发展

概述了免耕播种机秸秆处理装置的目的及意义,总结了现行免耕播种机秸秆处理装置的种类,分析各种类的特点以及处理秸秆的原理,并总结概括了现行免耕播种机秸秆处理装置存在的问题和不足。简要分析了全秸秆覆盖免耕播种机秸秆处理装置的特点、工作原理,并通过田间试验指出其存在的问题。

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。

免耕播种机的抛送装置数值模拟与试验研究

为了了解全秸秆覆盖地免耕播种机叶片式抛送装置气流流场的分布情况以及抛料管道气流速度的影响因素,采用FLUENT对抛送装置进行数值模拟并对其进行了试验研究。结果表明,气流速度沿叶轮径向方向由内向外逐渐升高;圆形壳体出料口外侧的气流速度较内侧处的高;模拟所得结果和试验值的分布趋势基本一致,验证了数值模拟的可靠性;抛送叶轮的转速越高、叶片直径越大,各测点的气流速度就越大,越有利于秸秆物料的抛送;当叶片数为4、叶片倾角为后倾10°时,更有利于秸秆物料的抛送。

花生籽粒恢复系数及摩擦系数研究

为建立花生籽粒在CFD-EDEM中的运动仿真模型,以花生主产区典型花生品种四粒红、白沙、鲁花11和海花为试验材料,基于运动学方程原理构建了花生籽粒恢复系数测定装置和滑动摩擦系数斜面仪,采用正交试验设计方法,分别研究了花生品种、接触材料、材料厚度、下落高度及花生含水率对恢复系数和滑动摩擦系数的影响。测试结果和方差分析表明,花生籽粒恢复系数随材料厚度、下落高度的增加而增大,随含水率的增大而减小;同一品种和相同含水率条件下的花生籽粒在有机玻璃、Q235钢、橡胶板材上的滑动性能依次降低;不同品种之间四粒红花生籽粒滑动摩擦系数最小,流动性最好,鲁花11花生籽粒滑动摩擦系数最大,流动性最差。花生籽粒恢复系数随含水率的增大而增大。研究结果可为花生产后加工机械仿真模拟参数设置及优化设计提供参考依据。

半喂入花生摘果机关键工作部件的分析与试验

对自行研制的半喂入式花生摘果机的关键工作部件摘果辊的配置、摘果运动过程、摘果叶片结构参数等进行理论研究,并结合试验结果确定摘果辊及摘果叶片合理的结构形式及参数。以摘果过程中荚果破损率、摘不净率、含杂率、总损失率等为指标,通过田间试验对摘果辊的配置方式、摘果叶片结构、摘果叶片参数等进行摘果试验。结果表明:摘果辊相交平行配置破损率、含杂率均最大,相切平行配置摘不净率最大,含杂率最小,相切平行配置和渐紧夹角配置破损率均较低;圆弧型叶片的摘不净率比直板型、折弯型叶片稍高,摘果转速增大使直板型叶片和圆弧型叶片的破碎率、含杂率均增大;叶片弧度对破损率、摘不净率影响均较大,弧度越小,摘果破损率越高,摘不净率越低,当叶片弧度为70°、圆弧半径为35 mm时总损失率最低。根据理论分析及摘果性能试验,最终确定摘果辊与夹持输送链采用倾斜配置方式,摘果辊采用渐紧型夹角配置方式,摘果叶片采用后倾圆弧型,叶片弧度为70°,圆弧半径为35 mm。

大蒜机械切须技术研究及试验

为满足机械化大蒜联合收获过程中的作业需要,本文设计了一种具有仿形浮动功能的大蒜切须机构。以射阳黑龙蒜为研究对象进行切割线速度试验、切须长度试验,确定能够使蒜须有效分离的切割线速度应大于10.5m/s,切须长度在10mm以内分离效果较好。同时,在满足有效切须条件下,开展大蒜切须试验台工作参数优化试验,采用综合加权评分法确定最优参数组合为:切须刀转速3 500r/min(切割线速度17.2m/s)、夹持链输送速度0.6m/s和顶隙20mm,此时切须合格率88.3%,切伤率2.5%,即一组60个个体切须合格的为53个,被切伤的蒜瓣数为12瓣。

半喂入式花生摘果试验台设计与试验（英文）

为深入开展半喂入式花生摘果装置作业机理、结构参数和作业参数优化等研究,设计了自动喂秧平台、控制系统、参数调节系统和保鲜库,选配高速摄像系统,并与已有试验台进行技术集成,研制成半喂入式花生摘果试验台。该试验台具备关键参数调节和采集、作业过程图像获取和植株保鲜等功能,主要包括机架、自动喂秧平台、夹持输送装置、摘果装置、控制系统、传感器、变频电机和高速摄影系统等。试验台的主要技术指标为:摘果辊长度500,800,1 000 mm,摘果辊直径160,200,240 mm,摘果辊后端中心与夹持输送链的距离100~150 mm,摘果辊的转速200~1 000 r/min,夹持输送链的速度0.5~2.5 m/s。在试验台上,对前期尚未涉及的供给株数、链辊夹角等因素、摘果辊功耗等进行了试验研究,开展了摘果过程高速摄影试验研究。结果表明:供给株数对未摘净率和破碎率影响较大;链辊夹角对未摘净损失影响较大,对破碎率影响较小;摘果功耗随着供给株数的增大呈递增规律;高速摄像系统能够揭示摘果叶片与花生果系的作用过程、果秧分离行为和内在机理。该半喂入式花生摘果试验台可为进一步深入开展摘果作业机理研究提供参考。

大蒜机械化切须技术探析

概述大蒜在世界主要产区种植生产与分布情况以及在我国的生产分布状况,简要介绍和分析蒜人工收获切须、机械化收获切须的过程及国内外相关机械。总结和概括两种可以借鉴的其他作物收获机械功能性部件,阐述在联合收获机上研发有利于实现完整大蒜机械化收获模式机械切须机构的可行方案。

基于CFD—DEM花生荚果管道输送过程数值模拟

为揭示花生荚果气力提升管道输送物料时内部气流和花生荚果复杂的流动特性以优化设计和指导运用,利用计算流体力学(CFD)和离散单元法(DEM),对管道内气固两相流动进行数值模拟。在分析物料运动规律基础上,对其进口风速、进料量、弯径比以及管径的不同变化做对比模拟。研究结果表明:数值模型可预测提升管道的输送性能以及最佳风速和喂入量;进料量对物料在管道内的体积分布影响较大,在最佳进口风速范围内,喂料量越大,出口处物料浓度越大,装置输送性能越好,但当超过一定阀值时,弯管处易发生堆积堵塞;弯径比对荚果颗粒平均速度有一定影响,弯径比越大,平均速度越小,但增大弯管长度,不易发生堵塞,可选用较大弯径比保证输送顺畅性。该研究可为花生荚果提升管道工作参数优化提供参考。

新型激光平地机研究与发展

介绍了国内外激光平地机的发展情况,叙述激光平地机的作业过程,结合具体机型分析其主要功能部件特别是平地铲转角实时测量调控系统,作为激光平地技术与我国水稻生产相结合的创新产品,水田激光平地机作业质量的提高、成本的下降势必会推动水稻生产全程机械化的实现。

谷物水分仪采样机构的试验研究与参数优化

针对目前谷物水分仪相关研究较少且测量精度不高等问题,通过试验对水分仪采样机构进行了参数优化。首先利用实验室电烘箱法对水稻各个水分梯度的实际值进行标定,运用水分测定值与实际值相对比的方法,以平均相对误差为指标,分别对输送辊螺距、碾压辊花纹以及电机转速进行了单因素试验;在单因素试验的基础上,运用L9(34)正交表进行了正交试验,得出3因素的主次因素顺序与最佳因素排列组合。研究表明:影响水分值测定的主次因素顺序是电机转速、碾辊花纹和输送辊螺距。电机转速225 r/min、碾压辊花纹为网纹m0.4、输送辊螺距8 mm时为单因素试验最优值。最佳因素组合是C_2B_3A_1,即电机转速为225 r/min、碾辊花纹为网纹m0.4、输送螺距为8 mm。