Cause analysis of and solution to furnace roller pick-up in the high strength automotive steel sheet processing line

Cold-rolled high strength steel sheets for automobiles contain more Mn and Si based alloy elements, which, under the reducing atmosphere in the annealing furnace, will get enriched on the strip surface. Since the furnace rollers and the strips contact frequently, alloy elements on the roller surface will form hard protuberance. We call this protuberance ＂pick-up＂. In addition, with the increase of the amount of dust in the furnace atmosphere, the occurrence of furnace roller pick-up will also increase. Through chemical reaction and physical accumulation analysis combined with practical experience, the causes of pick-up in different furnace sections were analyzed. Methods of preventing furnace roller pick-up in the high strength steel sheet processing line were discussed and solutions to improving the strip surface quality in the continous annealing furnace were provided.

便携式油茶果分层采摘装置设计与试验

目前,油茶果采摘基本靠人工,采摘效率低,采摘成本高。为提高油茶果采摘效率,设计了一种便携式油茶果分层采摘装置。工作时,与油茶果、花苞长轴方向夹角为0°、30°、60°、90°方向分别施加拉力,油茶果和花苞的拉断力随着角度的增大而减小,且呈一定的线性关系,同方向的油茶花苞拉断力小于油茶果拉断力。采用ADAMS软件仿真分析了平行胶辊速度、平行胶辊间距和平行胶辊直径对油茶果脱落过程的影响规律,结果表明:油茶果受到的冲击力随平行胶辊速度和平行胶辊直径的增加而增加,随平行胶辊间距的增加而减少。采摘试验结果表明:当平行胶辊间距为21mm、胶辊直径为30mm时,油茶果采摘效率为42kg/h,为人工采摘的3倍左右。研究结果可为便携式油茶果采摘装置的研发提供参考。

自走式烟叶采摘机采摘机构的设计与试验

烟叶采摘机一直受到烟叶破损率高问题的掣肘,从而影响烟农的经济效益,如何降低烟叶的破损率是目前烟叶采摘车的发展方向。为此,结合以前的烟叶采摘车,设计一种烟叶采摘机构,旨在降低烟叶的破损率,提高烟农的经济效益。所设计的采摘机构由采摘刀、传送辊、隔叶板及导流板等组成,采摘刀和传送辊均由橡胶材料制成,传送辊由橡胶辊和光轴组成,隔叶板和导流板均由钢板制作而成。通过对采摘刀和传送辊进行力学分析,得到了烟株不被采摘刀蹭倒和烟叶在传送辊不打滑的临界条件,为降低烟叶的破损率提供了理论依据。三因素(采摘刀的转速、采摘车的行驶速度、烟株的株距)正交旋转试验表明:采摘刀的转速为240~260r/min、采摘车的行驶速度为1.38~1.42km/h、株距为570~590mm时,烟叶的破损率符合大纲要求。试验结果表明:影响烟叶破损率因素的主次顺序为采摘刀的转速>采摘车的行驶速度>烟株的株距,在烟株的株距为579mm、采摘刀的转速为246r/min、烟叶采摘车的行驶速度为1.4km/h时,烟叶的破损率为9.36%,达到了预期要求。

干红花收获机立式辊刷采摘装置设计与试验

针对旱地干红花人工采收时不易捏取导致采摘效率低、掉落率高等问题,该研究结合红花的物理特性和种植模式,设计了立式辊刷干红花收获机采摘装置。根据机具结构对刷丝排布方案进行理论分析,确定刷丝排布方案为螺旋式,螺旋升角为30°,旋向为右旋。对辊刷采摘干红花进行力学分析,得出使花丝脱离果球的关键作用力为法向力FN。采用Hertz弹性接触理论对FN进行分析,并建立刷丝-果球接触力学模型,揭示干红花的采摘原理,明确影响采摘质量的主要因素为刷丝材质、丝径、长度和辊刷转速,进一步对立式辊刷结构与运动参数进行分析,得出采摘装置优化参数组合为:辊刷长度300 mm,辊刷直径100 mm,辊刷转速360 r/min,刷丝材质为聚酰胺610(PA-610),刷丝长度30 mm,刷丝丝径0.3 mm。通过植株通过率试验确定立式辊刷与栅条架的间隙为12 mm。田间采摘试验表明,该装置的红花采摘率和伤果率分别为87.04%和4.19%,机具采摘效率为人工采摘效率的7.71~10.92倍。研究结果可为辊刷式干红花收获机的设计与优化提供参考。

偏心式辣椒采摘滚筒的设计与试验

针对辣椒收获中存在辣椒采净率较低的问题,设计一种偏心式辣椒采摘装置。确定了采摘弹齿结构、转速等关键参数,并对弹齿运动过程进行分析,通过理论分析确定滚筒转速的范围。以滚筒转速、行车速度及预设弹齿间隙为试验因素,采净率为试验指标,设计Box-Behnken试验,并利用Design-Expert 12对试验结果进行方差分析,建立试验指标与试验因素的回归模型,以提高采净率为目标对试验因素参数进行寻优求解,获得较优工作参数组合,即前进速度5.7km/h、弹齿间隙79mm、滚筒转速211.5r/min;在此条件下进行验证试验,得辣椒采净率为98.28%,误差小于5%,与优化结果基本一致,满足行业需求。

不同运动参数对截齿截割含夹矸煤岩性能影响模拟研究

我国薄煤层资源储量丰富,但其煤层赋含夹矸,截齿截割含夹矸煤岩时载荷波动比较剧烈,夹矸的存在使煤矿开采难度增大,也很大程度上影响着截齿的截割性能。为研究截齿截割含夹矸煤岩的截割性能,利用Pro/E构建截齿三维模型,运用有限元软件ABAQUS确定含夹矸模拟煤岩,建立截齿截割含夹矸煤岩的有限元模型,采用单因素研究方法,研究不同牵引速度、滚筒转速对截齿截割力均值、截割力峰值均值、单位时间落煤质量、载荷波动系数和比能耗的影响规律,分析煤层破碎的动态过程,研究不同运动参数下截齿截割性能。研究结果表明:随着牵引速度的增大,截齿截割力均值、截割力峰值均值和单位时间落煤质量呈增大趋势,比能耗呈减小趋势,载荷波动系数基本不变;随滚筒转速的增加,截齿截割力均值、截割力峰值均值和单位时间落煤质量呈减小趋势,比能耗呈增大趋势,载荷波动系数基本不变。该研究为提高复杂条件下采煤机截割破碎性能和研制截割复杂煤层的强力滚筒奠定了基础。

小型水果多功能采收装置设计与试验

我国是小型水果种植大国,小型水果外形类椭球状,如冬枣、桂圆、金桔、杨梅、李子、圣女果等,深受广大消费者喜爱。为解决小型水果采收过程中效率低、危险系数大、采收机具功能单一的问题,根据小型水果外形结构,设计出集采摘、枝叶分离、分级于一体的小型水果多功能采收装置。应用仿人手的梳齿采摘爪实现小型水果采摘;V形布置的橡胶对辊达到枝叶分离目的;分层布置的圆皮带实现果实分级。通过装置试验和响应面分析,确定梳齿采摘爪间距为16 mm,V形枝叶分离对辊转速为100 r/min,分级皮带转速为100 r/min,在此工作参数下,装置采摘效率高,枝叶残留率仅为2%,优于人工采摘,分级精度达到95%,果实破损率为0.2%。本装置集多功能于一体,结构简单,效率高,保障人身安全,提高小型水果采收机械化程度,为我国农业机械发展奠定基础。

花生联合收获机摘果滚筒控制系统设计与试验

针对国内花生捡拾联合收获机摘果滚筒智能化程度较低的问题,设计了一套花生捡拾联合收获机自适应摘果滚筒控制系统。首先,通过分析变量关系,得到了滚筒最佳转速;然后,对自适应控制原理进行研究,设计出一套自适应控制系统;最后,开展了自适应控制系统的仿真分析和田间试验,验证了花生摘果滚筒转速自适应控制系统的合理性。

半喂入花生收获机除膜摘果装置设计与试验

针对半喂入花生联合收获机摘果辊易缠绕塑料覆膜的问题,设计了螺旋刀除膜摘果装置,并对其进行了结构优化与试验分析。基于UG对螺旋刀片建立高级仿真模型,由应力云图确定刀片的最佳布置形式;通过试验数据的分析与处理,确定了螺旋刀除膜摘果辊最佳结构与作业参数:间隙为5.3 mm,摘果辊转速为326 r/min,刀片倾角为43°,优化后的螺旋刀花生除膜摘果装置的覆膜绞碎率为95.66%。

基于TRIZ的旋转分离式宝塔菜联合收获机设计

针对其他根茎类作物收获机满足不了宝塔菜收获要求的问题,应用TRIZ理论提出解决方案,设计了一种高效率、多功能,并不易损伤果实表皮的旋转分离式宝塔菜联合收获机。同时,简述了该机的整体结构配置、工作过程、传动系统以及关键零部件的设计等。依据TRIZ理论分析,分离装置设置为四级筛选组合机构,包括两级运输分离机构、滚筒旋转分离机构及振动筛分离机构,大大提高了果实清洁率。经田间初步试验,验证了该机的可使用性,且收获效果良好。

打瓜捡拾脱籽机捡拾辊的结构设计

介绍了打瓜捡拾脱籽机捡拾辊的工作原理以及结构设计,重点介绍了捡拾辊上的捡拾齿辊、扎瓜齿、取瓜装置、集拢器以及油缸的结构设计。机具通过法定部门检测,验证了结构设计的合理性,解决了打瓜收获机械化作业环节中的捡拾和喂入问题,为同类机具的设计提供了参考。

玉米收获机摘穗辊理论工作长度的研究

摘穗装置是玉米收获机械完成摘穗作业的核心装置,其工作的好坏直接影响整机作业质量。为此,通过对玉米在割台中的运动状态的研究,找出拨禾链速度、机器前进速度、摘穗辊间隙等因素对摘穗辊工作长度的影响,从理论上推导摘穗辊工作长度的计算公式,具有现实的指导意义。

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。

鲜食玉米低损伤摘穗试验台设计与试验

鲜食玉米因其口感好、营养丰富,受到越来越多人的喜爱,具有良好的市场前景。机收鲜食玉米的主要问题是玉米收获机摘穗辊对玉米穗根部籽粒啃伤严重。设计了一种鲜食玉米低损伤摘穗试验台,并进行了鲜食玉米摘穗试验,研究了玉米收获机的主要结构、运动参数对鲜食玉米籽粒损伤的影响规律,得到了试验因素的最佳组合,可为鲜食玉米收获机的研制提供基本的结构、运动参数。

便携对辊式红花采收机的研制与试验

为解决红花花丝采收不及时、采摘效率低及雇工难等问题,提高红花花丝的采收效率,降低劳动成本,设计了一种便携对辊式红花采收机。该机主要由采摘头、风机、汽油机等组成,工作原理是利用高速旋转的双辊挤压吸附花丝,并利用风机产生的气流进行花丝的输送与收集。为此,对花丝经辊子挤压、拉拔采摘过程中的力学特性进行了分析,对风机的特性参数进行了计算,并对采摘腔室内的气流场进行了仿真。田间样机试验结果表明:该机能较好地完成红花花丝的采摘与输送、收集工作,花丝的平均采净率为90.22%,掉落率为2.26%,含杂率为0.05%。该机型对于降低劳动强度,促进当地经济增长具有较好的实际作用。

油茶果分层采收装置设计与试验

降低花苞损伤是油茶果机械采摘中的难点,为此,设计了一种油茶果分层采收装置。分析了分层采摘装置和果枝的相互作用原理,并运用ANSYS Workbench对分层机构与果枝作用模型、分层采摘机构与果枝作用模型进行应力仿真,随着分层胶辊距离增大,果枝弯曲程度越大,果枝横截面上的正应力和切应力增加;随着采摘胶辊间隙减小,果枝横截面所受的正应力和切应力增加,通过试验验证了分层采摘的可行性。以分层厚度、分层深度、胶辊间隙和胶辊转速为影响因素,以油茶果漏采率和花苞损伤率为评价指标,对赣无1油茶果进行了采摘试验。结果表明,影响油茶果漏采率的因素依次为胶辊间隙、分层深度、分层厚度、胶辊转速;影响花苞损伤率的因素依次为分层厚度、分层深度、胶辊转速、胶辊间隙;运用综合评分法,得到采摘赣无1油茶品种的最佳参数组合为:分层厚度360 mm、分层深度290 mm、胶辊间隙18 mm、胶辊转速65 r/min。在此工况下,油茶果漏采率为13.33%,花苞损伤率为6.33%。与未加分层机构的采摘装置相比,分层采摘装置的花苞损伤率降低了6.22个百分点。

基于星形轮与气流的线辣椒清选分离装置的研究设计

针对目前国产辣椒收获机缺少或者只是简单的气流式清选分离装置,本文根据新疆线辣椒的形态特征、空气动力学特性,研究设计了一种基于星形轮与气流的清选分离装置。文中重点对该装置清选分离机理及星形盘、轮轴、复摘滚筒、固定弹指等关键部件进行研究和设计,确定了装配关系。该装置不仅可以将初次收获后的辣椒中混有的椒秆、椒叶分离,降低含杂率;而且还能将椒秆上的辣椒进行二次采摘,降低损失率,提高了国产辣椒收获机的收获效果。

对辊半喂入式小区育种花生摘果装置设计与试验

花生小区育种涉及品种多、小区处理多、每小区产量小,且严格要求小区之间和品种之间的花生不能混杂。为解决小区花生育种收获中存在的人工摘果费工、费时、效率低且容易出现混杂等问题,提出了半喂入式花生摘果装置总体方案:采用差相组配的对辊结构、回转直径可调节的直杆式、弓齿式和矩形齿式作为摘果元件,进行了花生摘果辊与摘果元件的结构与参数设计,研制出一种小型对辊半喂入式小区育种花生摘果装置。以辽宁省主栽的花生品种"花育30"为试验材料,对3种摘果元件的摘果性能进行了试验研究,结果表明矩形齿式摘果元件摘果效果最佳;以摘果对辊重叠距离、摘果对辊差相角和摘果对辊转速为试验因素,以花生摘净率、损伤率为试验指标,通过正交试验表明:摘果对辊重叠距离为10 mm、摘果对辊差相角为45°、摘果对辊转速为400 r/min时,花生摘果综合指标最优,摘净率为98.96%,荚果损伤率为1.03%。

螺旋圆锥凸棱式玉米收获摘穗辊的设计与试验

主要介绍了一种新型卧式玉米摘穗辊的设计方法。该装置的摘穗段设计成圆台体状,并且在圆台体的圆周表面上开设有渐变高度的凸缘,同时焊在圆台体圆周表面上的圆钢丝形成螺纹凸棱,可以使玉米收获机在摘穗过程中减少籽粒损失,不会发生摘穗对辊间隙的堵塞问题;能有效地实现在压力变化范围非常小的情况下把茎秆向上推进和掰穗的作用。实验证明,该装置在摘穗作业时不发生堵塞现象,同时增强剥皮能力。

小型不对行玉米联合收获机设计

目前,我国玉米对行收获技术已基本成熟,而不对行收获技术还有待完善。设计一种与手扶拖拉机配套的调幅式不对行玉米联合收获机,该机既能实现不对行收获,又可根据玉米株行距、生长状况等无级调节收获幅宽,能一次性完成玉米果穗的摘取、集箱和玉米秸秆还田等作业。对我国广大丘陵山区实现玉米不对行收获机械化有重要的促进作用。