丘陵山区茶园管理机车架设计与分析

设计了一款满足丘陵山区茶园一体化管理的机械设备,采用复合式结构设计,通过快速拆装接口,实现耕地、除草、开沟施肥和喷药的一体化作业。分别利用CATIA、理论力学、ANSYS Workbench对车架进行三维建模、载荷分析和有限元分析。结果表明,车架正常工况下最大变形量为7.773 mm,最大应力为87.87 MPa,安全系数为2.67,符合设计要求。

丘陵山区多功能茶园管理机变速箱齿轮寿命预测

为预测丘陵山区多功能茶园管理机变速箱齿轮的失效部位以及使用寿命,采用CAXA CAD和Solidworks软件建立茶园管理机变速箱齿轮副三维有限元模型.通过分析齿轮副在载荷作用下的力学特性,得到齿轮的范·米塞斯(Von Mises)应力、位移及应变分布情况,最大范·米塞斯应力约为209.63MPa,小于材料的屈服极限,齿轮根部不会发生断裂.运用极大似然估计法建立齿轮的三参数Weibull分布函数和概率密度函数.预测齿轮的失效概率和平均失效时间,得到齿轮工作1 000h失效概率为98.04%,平均失效时间约为642h.运用Simulation疲劳分析模块对齿轮进行疲劳寿命分析,仿真结果表明,齿轮工作700h左右完全失效.该研究分别从齿轮失效概率和疲劳失效两个角度对其使用寿命进行预测,并且得到相近的结果,从而为茶园管理机变速箱的维护提供参考.

丘陵山区茶园自动喷药装置研制

为解决丘陵山区茶园喷药技术落后、药液利用率低、农药大量浪费的问题,设计了一种丘陵山区茶园自动喷药装置.装置采用水平可调节式支架,可通过齿轮齿条平行轴传动机构,使支架水平方向可调节范围达900~1900 mm.控制系统以主控芯片STM32F103为核心,使用C语言编程实现对喷杆喷药距离的采集与处理以及对电机、电磁阀的控制,实现自动化喷药.实验结果表明:喷头到茶树冠表层的距离为400 mm、喷头压力为0.35 MPa时喷药效果最佳;在该喷药距离下,空气阻力对喷头参数不造成影响;该喷药条件下喷雾角为102.6°,雾滴粒径为89.784μm,小于100μm容易被植物叶面吸收,液量分布变异系数值均小于标准中规定的50%,满足国家标准对机动喷雾机作业质量的要求.