茶园仿生往复式开沟松土机设计与试验

丘陵山区茶园土壤板结、石砾较多,使用传统旋转或移动式开沟机会出现打石跳刀、刀具无法入土、开沟不深、作业阻力大的问题。为此,依据人工铲土具有自发性以最低功耗完成最优作业路径的特点,设计仿人工铲土动作的曲柄摇杆式开沟装置,并研制小型茶园往复式开沟松土机。通过分析人工使用铁锹铲土的动作,建立入土、切土、抛土的运动模型,基于Matlab软件分析得到人工铲土时铁锹锹尖运动轨迹的拟合方程,以此方程为基准,建立曲柄连杆机构的目标函数,结合约束条件解出曲柄摇杆机构结构参数,同时对开沟铲进行开沟阻力分析,确定开沟铲的结构参数。建立Recurdyn和EDEM耦合的开沟铲-土壤互作仿真模型,并进行三因素三水平正交试验,对作业和结构参数进行优化,得到最优参数组合:机器前进速度v为0.06 m/s、曲柄转速n为42 r/min、入土倾角φ为80°。田间试验结果表明,茶园往复式开沟松土机作业平均开沟深度为211.5 mm,开沟功率为0.119 kW,沟深稳定性系数为90.9%,相较于传统旋转式开沟机,开沟功率降低6.3%,沟深稳定性系数提高3.1个百分点,整机作业质量满足茶园农艺要求。

深耕粉碎松土机与旋耕机作业性能对比试验及推广建议

深耕粉碎松土机是采用立式螺旋刀轴深耕深松技术的耕作机械,对土壤进行深耕、粉碎和疏松,将土壤板结块、犁底层、植物根茎彻底粉碎,增加土壤蓬松度和透气性,以此促进农作物生长。而旋耕机是与拖拉机配套完成耕、耙作业的耕耘机械,通过拖拉机动力输出轴带动旋耕刀转动,对土壤进行切削,被切削出来的土块相互撞击而碎裂,具有消灭部分杂草、平整地表等作用。深耕粉碎松土机采用立式旋耕模式,旋耕机普遍采用卧式旋耕模式,为探究两种机械的适用性,笔者对工作幅宽相同的两款机型开展了作业性能对比试验,分析了作业效果和作业效益,并提出了相关建议。

草地振动式间隔松土机设计与试验

针对我国草原长期过载放牧,造成土壤板结严重,导致草原退化的问题,设计了9ST-460型草地振动式间隔松土机。该机采用间隔配置的梯形框架式松土部件,利用曲轴连杆机构产生的向上激振力,对通过松土部件的土壤进行强制振动疏松,实现了在不破坏草原植被的条件下,对高坚实度草原土壤的松土作业。田间试验表明:机具在前进速度1 m/s、振动频率10.0 Hz情况下,作业稳定,松土效果明显。经检测,松土平均深度20.01 cm,松土比43.4%,植被破坏率1.6%,生产率0.85 hm2/h,达到了技术要求。作业后土壤容积密度和坚实度平均降低了30.0%和48.8%,可以获得适合牧草生长的虚实并存的耕作层,提高了土壤的蓄水保墒能力,天然草地和人工草地牧草产量分别增产73.99%和68.65%。

草地振动松土机运动特性分析与振动频率优化

为了提升机具的作业性能,该文对振动松土工作单体的速度特性和轨迹特性进行研究,当机具的振动频率较低时,速度比λ<1,松土铲是持续切削的作业过程,增加振动频率使速度比λ>1时,松土铲的作业过程分为切削、后退和追赶3个连续的阶段,各个阶段的持续时间随λ的变化而变化。在前进速度为1km/h、振幅为12.7mm、振动角为28°条件下,对0～10Hz振动频率下的一组工作部件进行土槽试验,振动部件工作最佳的振动频率为4.4Hz,在此频率下,可以减小约40%的牵引阻力和11.7%～59%的功耗。

9ST-460型草地振动式间隔松土机改进设计与试验

针对原9ST-460型草地振动式间隔松土机在草原试验中出现的问题,对机具的传动系统、激振部件以及松土部件进行改进设计,并进行了草原试验。试验结果表明,改进的机具运行平稳可靠、草地作业效果好,能够满足退化草场改良的需要。作业后草地的土壤容积密度降低、含水率增加,作业后的草地3年内平均每公顷年增收155元。

爪式松土机仿真分析与优化设计

针对第一代样机在试验过程中出现的松土爪拱土和整机抖动现象,对松土爪的运动轨迹进行了研究,探明了拱土的原因。依据松土爪运动规律的分析,找出影响其作业性能的关键结构参数,对松土机构进行了改进设计。在ADAMS系统环境下,进行了虚拟建模和运动学仿真试验,优化样机技术参数,完成了第二代样机的试制与试验。试验结果表明,第二代样机不仅有效地克服了因松土爪拱土而引起的整机抖动,且各项作业指标也达到了松土机具的设计要求。

天然草场改良用振动式间隔松土机作业机理

为了提升草地振动式间隔松土机的作业性能,需要对机具的作业机理进行研究。通过对机具的工作单体进行运动仿真分析,探讨了松土部件在强迫振动作用下对草耕层土壤的破碎机理。通过分析得出松土部件的工作过程为切削土壤和抛起土壤两个交替作用的阶段,在松土作业过程中,松土部件既有挤压松土又有振动松土,土垡因受剪切、弯曲和拉伸等作用得到松碎,松土部件产生与松土铲切削方向呈一定角度的振动有利于土壤疏松和降低机具的牵引阻力。

作业速度比对草地振动松土机作业性能的影响

由草地振动松土机工作单体速度特性和轨迹特性可知，前进速度、振动频率、振幅和振动角是影响机具作业性能的因素，而它们对机具作业性能的影响可以通过速度比λ（即松土铲的最大振动水平分速度与机组的前进速度之比）联系起来．当作业速比λ〈1．00时，松土铲是持续切削的作业过程；当λ=1．00时，在一个振动周期内会出现短暂的相对静止状态；当作业速比λ〉1．00时，松土铲的作业过程分为切削、后退和追赶3个连续的阶段，各个阶段的持续时间随λ的变化而变化．通过对不同参数组合下的速度比特性进行室内土槽试验，确定振动松土作业最佳的速度比范围为λ=1．00～1．50．

小型温室摆环机构电动爪式松土机的研制

目前,大棚松土作业机械存在结构复杂、体积大、耗能高和污染环境等问题。针对这一状况,设计了一种适宜于大棚作业的新型电动爪式松土机,介绍了其设计方案和参数选择。该机具采用摆环机构作为松土工作部件,带动松土爪作业。参数选择兼顾农机与农艺要求。整机具有结构简单、体积小、操作灵活、耗能低与无污染等特点,符合当前温室大棚生产的实际需要,是一种省时、省力且节能环保的新型设施农业耕作机械。

温室电动爪式松土机的研究设计

针对大棚松土作业机械存在的结构复杂、体积大、耗能高、污染环境等问题,介绍一种适宜于大棚作业的小型电动爪式松土机的设计方案及主要参数。该机具有结构简单、体积小、操作灵活、耗能低、无污染等特点,更能符合当前温室大棚生产的实际需要。

滚齿式温室电动松土机的研制

资料表明。温室大棚土壤一般耕作层厚度为15～25cm．蔬菜根系的80％～90％分布其中：耕层土壤的容积密度为1．10～1．13g/cm^3大于0．25mm水稳性团聚体为13．7％～55．5％．并有随着种植年限加长而增加的．土壤粘性较大。目前的设施农业耕作机械在粘性较大的土壤中，碎土能力降低，土壤阻力增大，功耗增加．并且一般采用柴油机和汽油机作为动力．对温室的环境造成污染。要推进设施农业快速发展．首要的是发展相适应的设施农业机械。

土壤深松部件松土机理的分析

土壤深松技术不同于土壤传统的耕作法—铧式犁耕法,是少耕法的一种。为此,通过分析3种不同的深松部件对土壤的作用过程,提出了它们的松土机理,并进行了比较分析研究。研究结果表明:全方位深松部件与斜柱犁在不同程度上实现了利用拉伸应力松碎土壤。尤其是全方位深松部件松土范围大,深松效果好,耕作比阻小,是深松作业的首选机型。

基于Ansys Workbench的树穴松土机扇形旋片仿真分析

通过对树穴松土机钻头切削土壤时的受力分析,以及对扇形旋片的结构分析,在设计范围内选取旋片刃倾角分别为60°、55°、50°、45°进行仿真,得出结论为:扇形旋片发生应力集中和结构应变与其刃倾角有关,刃倾角为60°时的结构应变情况优于刃倾角为55°和50°的情况,且与刃倾角为45°时情况类似。考虑到自身强度等其他因素,扇形旋片刃倾角为45°时的切削性能优于刃倾角为60°时的切削性能。

平地机松土机构的分析

本文对平地机松土机构进行了位置、速度、加速度和受力分析，并编出了计算程序。通过实例计算。证明所推出的公式是正确的。本文为此机构的设计提供了理论依据。

树穴松土机的研制

围绕我国植树松土机械作业的现有需求,针对劣质林地植树松土难、传统松土机械效率低、树穴质量差、苗木成活率得不到保证等问题,在我国现有植树松土机械的基础上,提出并研制了半圆刀片式树穴松土机,解决了多石林地及土质坚硬生地机械挖坑质量差的问题。该机可有效地疏松土质,保证植树作业顺利进行。

松土机螺旋叶片钻头结构参数与松土质量关系的实验分析

在理论设计及合理优化松土机主要技术参数的基础上,针对松土机钻头机构的几个主要技术参数进行正交实验分析,其中包括松土机钻头的螺旋叶片布置数量、螺旋叶片的布置倾角及松土机钻头转速,这些参数直接影响松土机的松土效果。

基于MATLAB的温室电动松土机机构仿真研究

小型电动松土机采用曲柄摇杆机构。根据矢量法建立机构的运动学方程,采用Matlab/Simulink对其进行运动学仿真,得到了松土机构的运动曲线。该方法求解效率高,在机构运动特性分析中具有一定的应用价值。

РБР-4无传动旋转松土机的试验

秋种作物和牧草播种前的土壤整地作业,是用带刚性或弹性犁柱的锄铲式的耕耘机和由一些被动工作部件及旋转刀齿组装的联合机来完成。 在田间作业时,即在秋整地上春播作物和秋播作物的播种前的土壤整地时,用铲式耕耘机在许多情况下不能保证碎土质量的要求,而旋耕机加工土壤过细碎。

温室电动松土机的研制

针对国内简易棚室空间狭小的特点,研制了一种小型电动松土机,采用曲柄摇杆松土机构,由电动机提供动力。曲柄摇杆松土机构主要由松土爪柄、摇杆、曲柄和松土爪等部分组成,在曲柄的驱动下,松土爪柄带动松土爪进行松土。摇杆的固定点及其与松土爪柄的铰接点,类似于人的胳膊的肩关节和肘关节,使松土机构可更好地模拟人的松土动作。仿真结果表明,松土爪的切土和翻土性能较好,抛土性能减弱,有利于减少功耗,保持土壤的结构。

松土机松碎矿岩参数的初步探讨

孝义铝矿西河底矿区其矿岩不需穿爆 ,用松土机即可进行剥离和采矿。本文对松土机的合理松碎参数进行了探讨 。