移动式小型青饲料粉碎一体机设计及关键部件分析

青饲料生产加工在我国养殖业中位于关键一环,针对现有养殖业中牲畜青饲料粉碎设备出现的粉碎粒径效果差、设备功耗高、体积大等问题,结合现有青饲料加工方式,以个体化养殖户和家庭养殖户为主要使用对象,设计了一款可移动式的集青饲料送料夹持、铡切、揉丝为一体的粉碎机。通过对一体机关键部件上下压料夹持滚筒机构、铡切刀轴主轴、揉丝刀及刀轴主轴等的理论设计、动力源优选、整机结构设计及零部件三维建模完成了一体机的整机结构设计。此外,开展了一体机关键零部件铡切转轴的有限元仿真分析,结果表明其低阶固有频率为399 Hz、883.4 Hz,振型分别为左右摆动变形、绕轴线扭转变形,变形量最大值分别为0.60403 mm、0.59361 mm。揉丝主轴的仿真分析结果表明低阶固有频率为335.2 Hz、916 Hz,振型分别为弯曲变形、绕主轴摆动与扭转变形,变形量最大值分别为0.581 mm、0.6 mm。均避开了工作激振频率,有效防止了设备共振,表明一体机关键结构设计合理、整机具有安全性和可靠性。青饲料粉碎加工一体机的设计为提高青饲料的利用率,降低养殖成本,发展家庭型养殖业具有显著效益。同时该设计对提高养殖领域机械化、养殖户经济效益具有重要的经济及社会意义。

地下管道巡检机器人设计及分析

管道巡检是维护地下管道正常运行的重要途径,文章针对当前地下管道运维过程中出现的效率低、工作环境差、设备适应性等问题,结合现有管道的巡检方式,设计了一种地下管道巡检机器人;通过对巡检机器人整体系统设计、整机结构设计及三维模型绘制完成了地下管道巡检装置设计;此外,开展了该机器人关键零部件电机固定架的有限元仿真分析,结果表明其最大应变量可忽略、最大应力值小于材料许用值;同时,其低阶固有频率远远小于其工作激振频率,有效防止了设备共振,表明该地下巡检机器人关键结构设计合理、具有安全性和可靠性。

秸秆粉碎机自动输送平台关键部件优化设计及试验

自行设计了一种秸秆粉碎机自动输送平台,其驱动主轴是直接影响整机质量、功率消耗及安全性等问题的关键部件。为降低功率消耗及提高工作性能,以秸秆粉碎机自动输送的驱动主轴为研究对象,利用ANSYS Workbench进行有限元分析及优化设计。研究结果表明:与原设计方案相比,质量减少了7.6%;总体变形也降低了4.93%,等效应力降低了19.94%;在质量减轻的同时,强度得到了提升,实现了目标的优化。样机工作性能试验结果良好,为秸秆粉碎类设备设计提供了参考依据。

井窖孔制作机关键部件振动及其沿手臂传递特性研究

井窖孔制作机使用时操作人员操作手臂受到强烈的振动感,为降低手臂的振动感、了解振动沿手臂传递特性及优化设计其关键部件。通过建立手臂系统的振动分析模型,利用DH5925动态信号采集系统对井窖孔制作机关键部件的振动频谱和人体手臂系统的振动传递特性进行测试与分析。结果表明:锥形成孔钻头与瓦片式成孔钻头工作时井窖孔制作机把手处的振动基频分别为37.59 Hz、38.08 Hz;由理论分析得到手臂系统对振动能量的吸收及耗散与手臂系统受到激励频率成正比,通过试验分析,最大工作转速下手臂各测点振动传递率最低,手臂系统对把手处传递的振动能量吸收与耗散最多;即需重点优化其操作把手的结构及材料参数,以降低振动对手臂系统的损伤。该研究可为井窖孔制作机基于人机工程学的改机设计提供一定的依据。

不同井窖孔制作机振动对比分析

为了降低井窖孔制作机工作时振动造成的操作不舒适感,以常见的三种类型井窖制作机为研究对象,利用DH5925动态信号测试分析系统对各井窖孔制作机的关键部件进行振动测试,分析其时域特性和频谱特性,研究归纳井窖孔制作机各关键测点工作时的振动特性,提出改进方案。测试结果表明:各机型把手处主要激振源来自成孔钻头,手提式、手握式及斜挎式机型把手处产生振动最大幅值分别为33.601m/s^(2)、9.503m/s^(2)、29.261m/s^(2);手提式与手握式背架振动总量相近,斜挎式靠腰处振动总量大于前二者;综合可得,手握式两测点振动较另外两种机型小,但仍未达到相关设备振动评价指南要求。可以从井窖制作机操作杆、背架等结构进行优化改良。

改性蒙脱石微粒在润滑油中分散稳定性对其摩擦学性能的影响

采用油胺、油酸、KH550、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)4种改性剂对经预处理的蒙脱石进行亲油性改性处理,研究分散剂添加量对改性蒙脱石在油液中分散稳定性的影响,并在四球摩擦磨损试验机上考察改性蒙脱石在油液中的分散情况对其摩擦学性能的影响。接触角与红外光谱分析结果表明,CTAB对蒙脱石的亲油性改性效果最优;吸光度测试结果表明,分散剂质量分数为6%时改性蒙脱石在油液中分散效果最佳。摩擦试验结果表明:蒙脱石在油液中的分散情况对其摩擦学性能影响很大,未添加分散剂的CTAB改性蒙脱石在基础油中分散不太稳定,摩擦因数相较于基础油仅降低了9.27%,加入分散剂后摩擦因数和磨斑直径相对于基础油分别降低了19.21%和40.29%。扫描电镜分析结果表明,在摩擦过程中蒙脱石微粒易沉积在磨损表面的低凹处,形成一层保护薄膜,起到降低接触面损伤和一定的修复作用,但蒙脱石微粒分散不好时则易发生团聚,增加表面磨粒磨损,降低其修复作用。

钻头结构对烟苗移栽成穴质量影响的研究

为探究叶片式钻头结构对成穴质量的影响,以自行设计的叶片式钻头为研究对象,通过理论及试验的研究方法探究钻尖结构、螺旋升角、螺旋叶片高度和叶片旋向对钻头成穴质量的影响。结果表明:三角形钻尖与锥形钻尖钻头(E1、E2)在工作时的振动加速度分别为31.55、10.89m/s 2;螺旋叶片高度为80、100、120mm(E3、E4、E5)时,排土量分别为298.29、325.96、436.96g;正向与反向叶片钻头(E2、E3)排土量分别为154.43、298.29g,附土量分别为105.60、31.07g,振动加速度分别为10.89、9.96 m/s 2。在钻头结构为锥形钻尖、螺旋升角为60°、螺旋叶片高度为120mm、瓦片式叶片为反向时,成穴质量最佳。研究可为烟苗井窖式移栽叶片式成穴钻头的优化提供参考。

雪茄烟叶自动晾制设备及其关键部件的设计

针对当前雪茄烟叶全人工晾制存在的劳动强度大、作业效率低、操作危险性高等问题,为提高雪茄烟叶晾制过程的机械化、智能化,设计了雪茄烟叶自动晾制设备,主要包括垂直输送装置及水平输送晾制装置;利用三维建模软件建立了整个装置三维模型,同时利用有限元分析软件对其关键部件传动轴进行了有限元仿真分析。结果表明:传动轴的前6阶固有频率范围为91.088~492.82 Hz,各阶振型的最大变形量相差无几,满足设计的预期要求。该设计为雪茄烟叶生产的全程机械化、智能化提供了一定的参考。

新工科背景下地方高校机械制图课程教学改革探索

在新工科背景下,社会对学生综合实践能力的需求日益凸显,教学必须适应市场的需求。围绕立德树人根本任务,通过线上线下混合式教学模式,采用三维数字模型、3D打印实物、二维CAD绘图等多种方法,辅助教学改革,以学生为中心,培养学生的空间想象能力、绘图能力、读图能力,把机械制图课程打造成具有高阶性、创新性、挑战度的“金课”。