基于北方寒地冻土的螺旋式挖坑机设计与试验

针对目前市场上缺少适宜冻土环境作业挖坑机械的问题,以适用于北方寒地的螺旋式挖坑机为研究对象,通过测量哈尔滨的冻土参数并与硬质土壤进行对比,获得工作对象土壤参数。结合移栽白桦树苗所需穴坑尺寸,对挖坑机工作部件进行参数设计。根据运动学分析确定了升运土壤的临界转速,对挖坑机的工作参数进行分析,并得到了装置所需的功率。为便于开展试验验证,运用相似理论对试验装置和作业穴坑进行了等比例缩放,试验用钻头长度为400 mm,叶片长度为200 mm,钻尖半径为100 mm,转速大于155 r/min,动力源额定功率为4 kW。试验结果表明:当刀片组合方式为平刀-锯齿刀时,可以获得最短的挖坑时间。研究结果可为北方寒地秋冬季节冻土条件下,树苗移栽时螺旋式挖坑机的设计提供参考。

Development of a mobile powered hole digger for orchard tree cultivation using a slider-crank feed mechanism

The powered hole digger is one of the most important orchard machines.The power consumption of its drill is an important factor affecting the performance and operation of the device.The drill power consumption of the digger at a constant feed rate is directly proportional to digging depth.This research discusses a newly designed powered hole digger using a slider-crank feed mechanism.The motion characteristics of the powered hole digger feeding mechanism was analysed.Additionally,an experiment was conducted to determine the characteristics of the drill power consumption.It can be concluded that there was a positive correlation between the drill power consumption and the powered hole digger feed rate.It was observed that when digging depth reached 200 mm,the drill power consumption reached the maximum power rating;subsequently the drill power consumption decreased with an increase of digging depth.When the drill reached the bottom of the hole,the power consumption of the new powered hole digger did not exceed the maximum designed power rating,hence the drill motor would not stall.

一种用于掘锚机的紧凑型泵站

掘锚机的紧凑型泵站,包括油箱、电机泵组、油温油位传感器、液位计、注油组件和回油过滤器。油箱按高度不同分为高部和低部两部分,电机泵组布置在低部的上方,油温油位传感器、注油组件和回油过滤器布置在高部的顶面上,液位计布置在高部的侧壁上。泵站长度明显减小,能为掘锚机的其余结构节省出可观的安装空间。

圆周往复水射流式挖藕试验装置设计与试验

为满足莲藕采挖作业多样化的试验要求,提高试验装置的互换性、通用性与测量精度,设计了圆周往复水射流式挖藕试验装置。介绍了试验装置中试验台的结构设计、工作原理和关键部件设计,分析了圆周往复水射流结构在不同条件的挖掘深度及莲藕浮出率等,确定了试验指标,并进行了台架验证试验。结果表明:圆周往复水射流式挖藕试验装置能够有效反映喷头直径、喷射角度和喷头与泥土表面距离对莲藕采挖效果和挖掘深度的影响。当喷头直径不变时,喷射角度越小挖掘深度越深,喷头与泥土表面距离越小挖掘深度越深,喷射角度越大冲刷面积越大,成正比例关系;喷头与泥土表面距离越近、喷射角度越小情况下莲藕的浮出率越高,满足圆周往复水射流式挖藕试验要求。

基于Matlab的挖穴机刀片作业模型建立及分析

通过建立梯形刀片运动模型,分析与挖穴机切土刀刃滑切速度的相关因素,得出刀片刃口与水平方向有一倾斜角,土壤质点与水平方向的夹角与滑切速度显著相关,运用MATLAB编程分析结合实际作业经验得出刀片刃口倾斜角的具体取值范围20°~30°为优;建立刀片纯切削模型,基于数学语言,对刀片安装角、刃倾角进行了理论分析,并通过MATLAB程序设计,给出了合理取值范围。

矿用掘锚一体机探放水钻机的设计

针对井下分体式探放水钻机钻进准备周期长、钻进效率低的问题,对掘锚机进行结构优化,在机体上增加探放水钻机,设计得到矿用掘锚一体机探放水钻机。对矿用掘锚一体机探放水钻机的整体结构、布置、钻进流程、卡钻处理方案等进行分析。煤矿井下实际钻进表明,矿用掘锚一体机探放水钻机灵活性高,钻进稳定性好,能够缩短井下准备及换杆周期,并缩短钻孔周期,极大提高探放水作业的效率和安全性。

4U2A型双行马铃薯挖掘机的设计与试验

针对粘重土壤马铃薯挖掘机作业阻力大、易堵塞、故障率高、机械损伤率高、分离效果差、明薯率低等突出问题,研究设计了4U2A型马铃薯挖掘机;通过对结构和工作原理的阐述及对由挖掘铲、分石栅、前导轮、压草轮、升运链等组成的防堵机构的理论分析及整机性能的试验研究,获得机具的具体作业性能参数,并与传统机型进行性能对比分析,证明各项性能参数的可靠性。试验结果表明:该机具解决了马铃薯收获机收获过程中阻力大、故障率高、夹草、堵塞、壅土等瓶颈问题,与传统机型相比耗柴油量每公顷少2.19 kg、机具的可靠性提高了3%、明薯率达98.8%,伤薯率为0.76%,破皮率为1.02%,提高了马铃薯收获的效率和质量。该研究为马铃薯收获机的研发提供理论支撑和技术参考。

4U1Z型振动式马铃薯挖掘机的设计与试验

为解决南方、西南一二季混作区马铃薯机械化收获问题,针对该地区复杂耕地条件和农艺要求,研究设计了4U1Z型振动式马铃薯挖掘机。阐述了该机器主要结构、工作原理和关键部件的结构设计,对挖掘铲和振动分离筛机构进行运动学分析,理论与仿真相结合,分析整机的稳定性。以作业速度、振动分离筛倾角和振动频率为影响因素,以明薯率、可靠性、伤薯率为评价指标进行田间试验,对影响收获性能的参数进行分析,获得相关最佳参数组合,并与国家行业标准相比较进行验证。结果表明:挖掘铲、振动分离筛相反方向的振动抵消了部分惯性力,提高了机器的稳定性;作业速度为0.8 m/s,振动分离筛倾角为5°,振动频率为10Hz时,试验指标明薯率、可靠性、伤薯率分别为94.89%、93.41%、1.22%,此时挖掘作业效果及机器运行状态较好,收获性能指标满足标准要求。该研究为丘陵山区等小地块马铃薯收获问题提供了解决方案,同时为南方、西南山区间套作及丘陵山地等复杂耕地条件的小型马铃薯挖掘机的研究提供参考。

拨指轮式马铃薯挖掘机设计与试验

设计了一种与手扶拖拉机配套的拨指轮式马铃薯挖掘机。该机采用栅条式挖掘装置和拨指轮式分离装置。对分离装置进行了理论分析,确定了其结构参数。田间试验表明:马铃薯挖掘机挖掘、输运顺畅,分离效果明显,伤薯率为4.5%,损失率为3.6%,明薯率为96.5%。

拨指轮式马铃薯挖掘机试验

针对拨指轮式马铃薯挖掘机的明薯率和伤薯率相互牵制的问题,对它的工作性能进行正交试验研究。通过对试验结果的极差分析和方差分析,得出影响明薯率的因素主次为:拨指轮转速、铲轴与拨指轮轴之间的纵向距离、挖掘铲长度,影响伤薯率的因素主次为:拨指轮转速、挖掘铲长度、铲轴与拨指轮轴之间的纵向距离。考虑到试验因素对明薯率和伤薯率影响的大小和它们在挖掘机中所承担的任务,优化机具参数为:拨指轮转速为142r/min、挖掘铲长度为480mm、铲轴与拨指轮轴之间的纵向距离为420mm。重复试验表明:该机明薯率>96%,伤薯率<5%。

马铃薯仿生挖掘铲片的设计与仿真

据蝼蛄前足胫节爪趾第1趾的体视显微镜照片设计了马铃薯挖掘机挖掘铲铲片,为马铃薯挖掘机提供了一种减阻效率较高的挖掘铲。应用AutoCAD软件获取爪趾外侧曲线和内侧曲线的轮廓点,并将点坐标值数据使用LIST命令导出,并借助EXCEL软件多项式拟合法对爪趾的侧面轮廓线进行拟合,在拟合多项式的基础上在Solidworks软件中进行仿生铲片的建模,最后应用LS-DYNA软件仿真模拟普通铲片与仿生铲片挖削土壤的过程,并测定两种铲片的土壤阻力。仿真结果表明,仿生铲片较普通铲片土壤阻力减小近61%。所设计的仿生挖掘铲片为马铃薯挖掘机挖掘铲减阻技术要求提供了一种解决思路,且结构新颖。

基于MATLAB挖坑机螺旋钻头参数的研究

根据螺旋钻头的升土理论 ,基于 MATL AB程序设计 ,得出了挖坑机螺旋钻头的运动参数及结构参数关系曲线 ,并对这些曲线的变化趋势及相互间的影响进行了分析 。

双圆盘开沟器开沟沟形的计算机模拟分析

本文对圆盘开沟器的运动及开沟形状进行计算机模拟和分析 ,研究其不同参数下所开沟底的形状。利用仿真这一现代方法 ,以计算机作为工具 ,使用VB程序语言编程 ,通过分析开沟器的受力及运动 ,建立数学模型。形象再现不同参数下的沟底形状 ,以适应不同作物播种的需要。并为播种机的进一步优化设计提供依据。从而达到提高播种机整机的工作性能和生产率的要求。

果园施肥用便携式电动挖穴机性能试验

为满足丘陵山区果园机械挖穴施肥的需要,降低劳动强度,提高作业效率,该文以自行研制的便携式电动挖穴机为对象,以电动挖穴机的工作性能和使用者的劳动强度为试验指标,与手持式汽油挖穴机进行了对比试验。结果表明:前者与后者相比,工作效率提高33.8%;满负荷工作时噪声等级和左右手柄处振动加速度方根值分别降低25.2dB、95.1和170.3m/s2;操作人员作业时的平均心率值降低8次/min。对2种挖穴机使用的经济效益进行分析,得出以蓄电池寿命为周期的时间内,电动挖穴机和汽油挖穴机的使用综合成本分别为4645.6和7888.9元。研究结果可为现有手持式汽油挖穴机的改进和电动挖穴机的优化设计提供参考。

马铃薯挖掘机输送分离部件参数优化与试验分析

针对马铃薯挖掘机输送分离部件伤薯率高和土薯分离率低的问题,采用正交试验对抖动轮振幅、升运链线速度与升运链倾角进行探讨研究。在利用试验结果的基础上做出方差分析,得出影响输送分离部件工作性能的因素主次,进一步优化组合部件参数,设计出适应性强、工作可靠的马铃薯挖掘机。实验结果表明:抖动轮振幅为10 mm、升运链线速度为1.3 m·s-1、升运链倾角为21°时马铃薯挖掘机土壤分离效果良好,伤薯率≤4%。

粘重土壤下马铃薯挖掘机分离输送装置改进设计与试验

针对升运链式马铃薯挖掘机输送分离装置普遍存在的在粘重土壤条件下升运链长度匹配性不佳等问题,设计了一种适宜粘重土壤的升运链输送分离装置。通过对该输送分离装置及薯土混合物的理论分析,确定了影响最佳薯土分离效果的主要因素,得到影响分离性能的升运链长度范围和抖动器等结构参数;以二级升运链长度、机具前进速度和升运链线速度为试验因素,以明薯率、伤薯率为试验指标进行田间试验,试验结果表明:二级升运链长度为3.1 m、机具前进速度为1.2 m/s、升运链线速度为1.5 m/s时,其明薯率为98.1%,伤薯率为1.1%,高于马铃薯挖掘机的收获作业要求。满足粘重土壤条件下马铃薯挖掘机的作业要求。

仿生式开沟机出土过程的运动学分析

仿生式开沟机出土时 ,运动比较复杂 ,为获得合理的设计参数 ,使开沟机具有理想的出土性能 ,对其进行了运动学分析 ,获得了开沟机工作部件——铁锨在出土过程中的速度变化数学表达式 ,为开沟机出土时所需的最大功率和平均功率的计算提供了依据。

美国花生收获机械现状与技术特点分析

花生机械化收获是我国花生产业面临的急需解决的重要问题,而美国花生的机械化程度位居全球首位。为此,系统地论述了美国花生种植的分布、特点及收获机械的研究现状,重点介绍了美国花生收获机械的种类和各个机型的原理、特点进行了介绍,并分析了美国花生收获机械的发展趋势,旨在为我国花生收获机械的发展提供参考。

组合分离式马铃薯挖掘机设计与研究

由于马铃薯的收获费时费力、劳动强度大且季节性强,因此给农民造成极大的困难。为了解决上述问题,设计了组合分离式马铃薯挖掘机。对该机的主要参数进行了选择,对主要零部件的设计进行了理论计算。根据企业标准《马铃薯挖掘机试验方法》所规定的步骤及方法进行了测试,其性能指标达到了明薯率98%、挖净率99%、伤薯率1%及生产率0.54hm2/h。通过生产考核证明,所选参数与设计计算是正确的,收获作业满足了农艺要求,可以作为定型产品生产。