大耕深旋耕刀的制造工艺及其耐磨性

针对大耕深(耕深大于20cm)旋耕刀表硬心韧的性能要求,提出对旋耕刀"表面渗铬—淬火—中温回火处理"的制造新工艺(简称渗铬热处理工艺),考察了采用该工艺所制旋耕刀的室温干摩擦磨损行为,并与传统制造工艺(整体淬火—低温回火)进行了对比.结果表明:采用渗铬热处理工艺制造的旋耕刀具有典型的表硬心韧组织结构,其表层为高硬度的渗铬层,心部为高抗弯强度和韧性的回火屈氏体;在相同实验条件下,经渗铬热处理后试样的摩擦系数降低,相对磨损率仅为经传统工艺处理后试样的0.408,可较好地满足稻麦两熟作业区大耕深旋耕作业要求.

大耕深旋耕刀激光冲击强化后的表面性能

利用ANSYS分析得到回转半径为350mm的大耕深旋耕刀的应力集中部位,采用激光冲击强化技术对此应力集中区域进行处理,试验研究了激光冲击强化后旋耕刀的表面性能,包括残余应力、表面形态、金相组织及显微硬度.结果表明:激光冲击强化处理后的旋耕刀表层组织显著细化,表面平整性较好,且减少了应力集中的产生;激光强化冲击处理后的旋耕刀表层残余应力及硬度显著增加,平均残余压应力达到390.7MPa,平均洛氏硬度(HRC)达到45.1,并在旋耕刀表层产生15μm的硬化层.

不同土质下耕刀工作的离散元受力仿真分析

通过DEM法,赋予土壤颗粒模型不同粘结能量,分别建立了不同类型粘结度的土壤模型,通过仿真得到适于模拟的土壤参数;然后,通过DEM法与多体动力学耦合的计算方式,得到了耕刀在3种情形下的角速度、角加速度及扭矩输出等动力学参数。同时,利用统计土壤中粘结键数量方式得出当土壤粘结能量在10~20J时,仿真效果最好。此外,发现耕刀受力与土壤粘结度不成正比关系,土壤粘结度增大,耕刀受力条件急剧恶化。

大耕深旋耕刀激光冲击强化残余应力研究

研究了激光冲击强化对回转半径为350mm大耕深旋耕刀残余应力的影响,利用ANSYS对旋耕刀进行理论应力分析,发现应力集中在刀柄外弯角处,同时进行了激光冲击强化模拟,得到理论残余应力引入值。利用X射线衍射法对激光冲击强化前后旋耕刀表面进行了残余应力测试。结果表明,ANSYS模拟激光冲击强化引入的残余应力值与试验实测的结果吻合得较好,相比未经处理的旋耕刀,激光冲击强化后刀具表面残余应力明显增大,最大残余压应力达412.25 MPa,增幅达166%,残余压应力的引入可消除旋耕刀工作的应力集中,提高了刀具使用寿命。研究结果为进一步提高和优化大耕深旋耕刀制造工艺提供了新的参考依据。

仿生耕糟刀的设计与仿真实验

为了缩短麦芽汁在过滤槽内的过滤周期,提高麦芽汁的品质,设计了一种适合过滤槽耕糟作业的仿生耕糟刀。通过重构蝼蛄挖掘足爪趾的生物体模型,并模拟爪趾楔入土壤的动力学过程,发现爪趾T4的功能特性与耕糟刀的设计目标相似性最高。提取爪趾T4的生物模型的主要轮廓曲线,并拟合曲线方程,生成拟合曲线,将拟合曲线应用于仿生耕糟刀的耕犁轮廓线和刀板水平截面轮廓线的设计。对方案进行耕糟模拟验证。研究结果表明,与原型产品相比仿生耕糟刀作用于麦糟后,耕糟刀表面产生的最大剪切应力降低18.90%;过滤槽内壁面产生的最大剪切应力降低19.01%;最大流体速度降低11.46%。

油茶林立式螺旋松土除草机设计与试验

为实现低矮密集型油茶林松土、除草、除灌一体化作业,解决油茶林土壤板结、草灌杂生等问题,设计了立式螺旋松土除草机。通过对油茶林常见杂草、杂灌根系的物理力学特性分析,结合刀具运动分析,设计了立式螺旋耕刀。采用Hertz-Mindlin bonding接触模型建立了根土复合体模型,以降低功耗为目标对刀具参数进行了仿真优化,分析其对根土复合体的扰动情况,并试制样件进行了土槽试验,检验耕作效果,验证了仿真分析的可靠性。仿真结果表明:优化后立式螺旋耕刀对根土复合体的扰动率可达到91.41%,切削土壤时最大功耗为0.16 kW;切削根土复合体时最大功耗为0.77 kW。土槽试验表明:耕刀的耕深稳定性系数为92.34%,碎土率95.00%,除根率95.30%;螺旋耕刀在切削土壤时,实际测得最大转矩为7.93 N·m,比仿真值低6.57%;切削根土复合体时,实际测得最大转矩为34.84 N·m,比仿真值低4.91%,两者比较接近,验证了设计的正确性。设计的立式螺旋松土除草机满足丘陵山地油茶林松土、除草、除灌作业要求。

Design of Stubble-breaking Ditching Colter Based on SolidWorks and Its Strength Analysis

Stubble-breaking device is a key working part of no-tillage seeder in stub land,and directly affects planting quality of seeder.Based on the current domestic used stubble-breaking device,a new kind of stubble-breaking ditching colter was designed.To study its strength property and reduce trouble in work,the three-dimensional model of stubble-breaking ditching colter was established based on SolidWorks.By using Cosmos,it was carried out the finite element analysis.The distortion and stress of stubble-breaking ditching colter in work were obtained,and the weak link of strength was found.The result showed that the maximum stress of stubble-breaking ditching colter was 5.862×108 N/m2,and the maximum twisted displacement was 2.648 mm.The stubble-breaking ditching colter was carried out improved design.Based on Cosmos,the static analysis was carried out.It showed that the strength and rigidity of improved stubble-breaking ditching colter were obviously improved.The research provided reference basis for optimal design of the stubble-breaking ditching colter.

浅谈啤酒糖化过滤槽的改造对啤酒质量的影响

论述了啤酒过滤槽的改造效果对啤酒质量的影响。