甘蔗收获机排杂风机设计与试验

为解决甘蔗联合收获机的排杂问题,设计了一种在甘蔗收获机排杂装置中使用的新型风机,并在试验台上进行了试验研究。以排杂风机出风口风速为试验指标,对风机转速、进风口方式和进风口面积进行了单因素试验。试验结果表明,风机最佳性能参数为:风机转速为1800r/min、进风口方式为轴向进风、进风口面积为16475和19119mm2、距离出风口为50mm时,出风口风速最大。其5个测量点的风速平均值依次为:13.867、14、11.633、11.333、12.383m/s。后期排杂试验表明,在此最佳参数下,风机排杂效果最佳。

甘蔗叶鞘剥离过程弹性齿运动分析与试验

通过对弹性齿运动状态的分析阐述了弹性齿在叶鞘撕裂和剥离过程中的作用机理，采用ADAMS软件对弹性齿与甘蔗茎秆的接触过程进行仿真分析，确定剥叶滚筒中心距及弹性齿与甘蔗茎秆之间的相对速度变化对叶鞘撕裂和剥离产生的影响。利用物理样机进行剥叶滚筒中心距单因素试验和剥叶滚筒转速单因素试验对运动分析结果进行验证，并通过高速摄影对仿真的结果进行验证。结果表明，剥叶滚筒中心距为310mm，弹性齿与甘蔗茎秆接触时刻，Y轴方向的线速度差为3．91～5．87m／s时，弹性齿可沿茎秆表面向下滑动，有利于叶鞘沿着纤维方向撕裂，z轴方向的线速度差为4．61～7．54m／s时，弹性齿在甘蔗轴线方向可以持续滑动，有利于对叶鞘造成刮擦脱离，综合剥叶效果为含杂率低于7％、茎秆折断率低于15％。弹性齿与茎秆分离时刻，由于弹性恢复产生线速度突变，相对速度差增大4～5倍，有利于将叶鞘从茎秆上撕扯脱落。

甘蔗叶鞘破坏与剥离方式试验与分析

在分析甘蔗叶鞘的结构、生长性状和强度特性的基础上,进行了叶鞘个体的破坏试验和整体包裹茎秆叶鞘的摩擦破坏试验,得出了叶鞘个体破坏的基本强度值和破坏形式,提出了符合叶鞘生长性状和强度特性的剥离方式.叶鞘个体最容易实现的破坏形式为在横向拉伸力作用下的薄壁组织撕裂,最大横向抗拉强度(σ2max)为0.90 MPa.撕裂后的叶鞘与茎秆在轴向上的最大连接强度(σtmax)为0.78 MPa.在剥离叶鞘的过程中应首先对叶鞘进行横向拉伸作用造成叶鞘撕裂,破坏叶鞘对茎秆的包裹性能,再进行轴向刮擦作用将叶鞘从茎秆上撕扯脱落.叶鞘剥离应该同时满足2个基本条件:1)在垂直于叶鞘纤维方向的应力(σ2)不小于σ2max;2)轴向应力(σ1)不小于σtmax.

整秆式甘蔗收获机内物流排杂高速摄影分析

为了研究整秆式甘蔗收获机内物流排杂运动机理,研制了甘蔗收获机内物流排杂试验台,并利用高速摄像机拍摄了甘蔗与蔗叶在物流通道内的运动全过程,并对图像进行分析。结果表明,甘蔗在物流运动过程中发生弹跳、扭转和弯曲变形,在剥叶运动过程中发生断尾,并且通过排杂装置将蔗叶与甘蔗分离后排出。通过建立甘蔗收获机内各部件元件与甘蔗、蔗叶的简化力学模型,结合甘蔗和蔗叶的力学特性分析了甘蔗和蔗叶在物流通道内的运动机理。甘蔗在物流运动中主要受到的作用力为各部件对甘蔗的轴向力、垂直于甘蔗运动方向的切向力和摩擦力。

基于Fluent的环境实验箱内部流场分析

为研究视频设备在雾霾环境条件下获取目标景物的能力,设计了一种雾霾环境模拟实验装置。为实现烟雾的均匀分布,拟通过在箱体内部安装风机的形式来实现内部气流循环,而风机的安装位置与工作参数是实现烟雾均匀分散的重要因素。分析了送风方式与送风角度对实验所需流场特性的影响,并基于标准流体动力学模型,以Ansys Fluent模块为手段,重点开展了风速单因素数值仿真模拟,结果表明:采用横向送风,风速为5 m/s,送风角度为0°时,气流分布均匀、流速稳定。

层厚/支撑角度及后处理对SLA零件性能的影响

采用VisiJet~SL Black型光敏树脂,从成型过程及后处理工艺出发,研究了切片层厚、支撑角度对成型件尺寸精度和表面精度的影响及二次固化时间对拉伸性能的影响。结果表明,支撑角度越接近45°,试样尺寸精度越高,小支撑角度大层厚试样会出现上表面隆起现象;层厚越大,试样表面越粗糙;二次固化后的拉伸强度在9.33~22.84 MPa之间,断裂机制均为脆性断裂,二次固化时间为200min时,材料的拉伸强度为20.24 MPa,塑性最好,断裂伸长率最大为3.80%;二次固化时间为250min时,拉伸强度最大为22.84 MPa,但塑性降低。

4GDZ-132型切段式甘蔗联合收割机研制

针对现有切段式甘蔗联合收割机输送通道易堵塞、含杂率与损失率高等问题,该研究设计了一种切段刀辊中置式两级通道甘蔗联合收割机。该机采用短路径整秆输送通道和刮板筛网式蔗段输送通道,采用中置+后置风机组成的双风机除杂系统,实现甘蔗根切、喂入、输送、切段、风选除杂和卸料等联合作业。通过计算确定了整秆输送通道安装角度与宽度、喂入与输送辊筒直径、切段刀辊外圆直径、蔗段输送通道刮板高度、风机位置等关键结构参数,以及喂入与输送辊筒转速、切段刀辊转速、除杂风机转速等关键作业参数,并研制了4GDZ-132型切段式甘蔗联合收割机样机。样机田间试验结果表明:在作业速度2 km/h、风机转速1 100 r/min时,含杂率为4.42%、总损失率为3.08%、蔗段合格率为92.10%、切割高度合格率为96.20%、宿根破头率为9.60%,整机作业性能指标满足切段式甘蔗联合收割机技术标准要求。