高压高热流光学窗口气膜冷却设计与试验研究

光学窗口应用面临的环境愈发严苛,特别是极端严酷的气动加热条件将使局部表面温度快速升高,这不但会导致窗口发生碎裂,而且容易引发光学成像装置的饱和/干扰问题,为此通常采用气膜冷却的方式来隔离外流对窗口的直接对流加热。针对高压高热流条件下的光学窗口,设计用于极端压力和热流条件下的切向冷却气膜生成结构及装置,并通过地面试验设计、数值模拟及工程计算,对极端力热环境中影响窗口气膜冷却效能的主要因素开展研究。初步研究结果表明,所提的气膜冷却设计能够可靠降低极端环境下光学窗口表面的气动加热,可满足光学观察环境愈发恶劣的发展要求。

农村庭院厨余垃圾好氧发酵设备设计与试验

针对农村庭院厨余垃圾处理设备缺乏、就地就近利用率低等问题,该研究按照分段发酵-精准控制-一体化集成的思路,研制了一种供农村联户或单户家庭庭院使用的厨余垃圾好氧发酵设备,设备设置多级分仓结构,将不同阶段物料分隔发酵和延长物料停留时间,并集成了控制单元、渗滤液收集单元和除臭单元。以厨余垃圾为原料、以木屑为辅料,开展了为期20 d的好氧发酵试验,试验结果表明:堆肥高温期(55℃)达到5 d,连续发酵20 d后,粪大肠杆菌检测为不大于3.0个/g,蛔虫卵死亡率为100%,种子发芽指数为73%,均满足好氧发酵无害化和资源化的要求。该设备具有发酵品质高、人机交互性好、无污染气体排放等优点,可为农村地区厨余垃圾就地就近的资源化、无害化处理及肥料利用提供技术参考。

羊舍粪污无轴螺旋输送机的设计与试验

为了解决规模化羊舍内粪污人工收集劳动强度大、工作环境差、收集运输效率低的问题,设计了羊舍粪污无轴螺旋输送机,整机主要由电动机、减速机、连接套、柔性无轴螺旋体、U形槽及保护衬套等组成,保护衬套选择超高分子量聚乙烯材料,强度高、耐冲击、耐腐蚀,增加产品使用寿命,减少维修。样机在齐齐哈尔市拜泉县长春镇永裕村国强牧业羊舍内进行了羊粪输送试验。结果表明,无轴螺旋输送机能用于羊舍内较为黏稠的粪污混合物输送,输送效率高,残留率低。

特药果初加工生产线设计与试验

为提高工作效率,降低工作强度并提升特药果初加工装备机械化水平,文章针对特药果的特药壳和籽粒分离及运输问题,设计了特药初加工生产线,重点对生产线中的暂存仓、破碎筛分、特药籽清选计量包装、特药壳压缩计量包装等装置的结构设计及原理进行论述。生产试验表明,其生产效率为3.2 t/h,筛分包装后,特药籽包装质量为25 kg/袋,特药壳包装质量为14 kg/袋,特药果破碎率为100%,壳料含籽率≤2%,籽粒净度≥97%。因此,该生产线可实现特药果的高效连续加工,满足作业需求,达到设计要求,解决了特药果初加工的难题。

产品高可靠长寿命设计与试验技术

针对新一代武器装备及民用领域关键设备/设施的高可靠长寿命技术指标要求,现有基于统计的可靠性设计与试验方法难以有效支撑的问题,通过突破故障机理和故障行为规律研究,提出了面向若干重大及重要设备的可靠性正向设计及加速试验技术。本文鉴于产品全寿命周期面临工况和载荷的严酷性、产品自身内在退化规律的复杂性、整体组成的关联性和不同层级之间的涌现性,以及这些属性的各种不确定性,且随着系统的退化和不同层级的传播呈现出的随着时间和空间的演变规律,基于可靠性科学原理,着眼于上述演变规律,系统提出基于故障机理和传播行为的可靠性技术方法框架,详细阐述了故障机理分析、寿命设计与分析、面向不同样本量的加速试验等技术方法。最后以航空发动机整机为案例,阐述方法的可行性和实用性。

气动式苹果采摘末端执行器设计与试验

针对传统苹果采摘末端执行器结构复杂等问题,应用柔性硅胶受气压膨胀变形原理,设计了一种气动式苹果采摘末端执行器,并搭建了相应的控制系统。针对不同气压与不同大小苹果,进行了夹持力与夹紧力试验,探究了不同气压与苹果大小对末端执行器夹持力与夹紧力影响,确定了气动式苹果采摘末端执行器的工作气压为20 kPa。该末端执行器结构紧凑、控制简单,为苹果无损采摘末端执行器的设计提供了新的思路。

稻茬湿烂地小麦反旋限深条带播种机设计与试验

为解决黄淮海地区稻茬湿烂地小麦适期早播难以实现、原墒高质量播种难度大、播深不一致等难题,研制了一种稻茬麦反旋限深条带播种机。文章介绍了该机的总体设计、工作原理及田间试验情况。试验结果表明:该机具可一次性完成施肥、反旋碎土、限深压槽、播种、覆土、镇压作业,满足稻茬湿烂地播种简化流程的技术要求,节约作业次数,有利于抢农时。

选煤厂漏电保护系统设计与试验

针对阳煤集团寿阳景福煤业有限公司罕山选煤厂漏电保护系统存在的故障信号检测困难的问题,设计了基于STM32微控制器的选煤厂漏电保护系统。重点介绍了漏电保护系统软硬件设计并完成系统动作特性、动作时间试验测试。测试结果表明,采用STM32微控制器方案的选煤厂漏电保护系统满足设计要求,提升了选煤厂配电系统的安全性和智能化水平。

新型牵引式双捆秸秆捡拾压捆机液压压缩系统设计与试验

设计了一种新型牵引式双捆秸秆捡拾压捆机液压压缩系统,以提高压缩效率。绘制了液压系统图并对主要液压元器件进行了设计选型,并通过参数计算,得出:当含水率为13%,物料粒度为5~10 cm时,成品草捆压缩过程中液压系统最大压强18 MPa,双联泵最大流量约为187.15 L/min。设计过程与研究结果可以为压缩打包装备的研发提供参考。

环保型中药材撞药机的设计与试验

针对现有撞药机存在的效率低、扬尘污染、物料适应性差、使用维护不方便等问题,通过结构设计、理论分析和计算,设计了一款环保型中药材撞药机。同时用干制大黄块进行了样机试验,对其净制和除尘效果进行了验证,得出了净制大黄块的最佳工作时间,较现有设备工作效率提高70%。为中药材净制加工设备的设计提供了重要参考。

调比控位分层施肥装置设计与试验

为满足不同作物生育期养分供应,实现免耕播种作业同时肥料调比控位分层深施,设计由肥料调比分配装置及控位分层施肥开沟器组成调比控位分层施肥装置,通过理论分析及试验确定各关键部件主要参数。肥料均布器结构参数优化试验结果表明,均肥份数为极显著影响,挡杆直径为显著影响,挡杆间距无影响;挡杆直径5 mm,均肥份数16,挡杆间距8 mm,试验指标合格指数0.884,肥料均布器均肥效果最佳,优化参数通过试验验证。田间试验结果表明,控位分层施肥开沟器可按照设计要求完成肥料分层施放,实现设计功能。

圆形喷灌机注肥泵的设计与试验研究

圆形喷灌机的喷灌施肥一体化作业是国内外精准农业的研究热点,选用工作压力高、流量小且稳定的施肥装置是确保高均匀性喷灌施肥的技术关键.针对圆形喷灌机实际应用和作物施肥特点,设计了一台双缸柱塞式注肥泵,包括液力端、传动端、柱塞、密封及配套动力等,单缸设计流量为150 L/h,最大工作压力为1.0 MPa;对试制样机进行了历时100 h的耐久性试验、20%~100%行程范围的调节试验和30~50 Hz频率范围的变频调节试验.结果表明：研发的柱塞式注肥泵流量随着出口压力的增大而有所减少,但不同出口压力下,流量在100 h内的变异系数均小于5%;改变柱塞行程,泵的实际流量和理论流量几乎一致,两者间的最大差值在行程百分比为60%处,为理论流量值的7.5%;泵的流量随着电源频率的增大呈线性上升关系.试验还表明,改变柱塞行程和电源频率可以调节注肥泵的注肥流量,扩大注肥泵的流量范围.开发的注肥泵适用于圆形喷灌机等灌溉施肥系统,可实现施肥的精准控制.

电解制氧装置环境适应性设计与试验研究

目的针对航天器内微重力、变压力的工作环境,进行质子交换膜水电解制氧装置环境适应性设计。方法利用两相流仿真技术辅助进行电解芯体等部件微重力适应性设计,建立适应微重力、变压力环境的系统流程。研制了环境适应性评测装置,模拟考核设计的合理性。结果设计的电解制氧装置能够适应微重力、变压力工作环境,在轨连续运行96.88 h,累计产氧2097.8 SL,产氧速率0.74 kg/d。结论电解制氧装置环境适应性设计方案基本满足航天环境需求,地面评测方法可行。

水稻直播机气流式分层施肥系统设计与试验

针对水稻不同生长期施肥劳动强度大和肥料易堵塞的问题,该文提出了一种水稻分层施肥技术,根据水稻种植农艺要求和根系分布特点,在水稻直播时将整个生长期所需肥料一次性分层施入土壤中,浅层施肥深度为30~40 mm,距离水稻行距离为50 mm,为水稻苗期生长提供养分;深层施肥深度为70~100 mm,深层施肥沟在2行水稻中间,为水稻的后期生长提供养分。设计了一种气流式分层施肥系统,根据分层施肥要求确定肥料分配器结构及分层施肥量调节比例;利用SolidWorks软件对肥料混合器变截面处不同截面高度的进肥口风速和出口处的负压进行仿真分析和试验验证,确定气流肥料混合器变截面通道高度为20 mm;对气流式分层施肥系统进行性能试验,以风速、肥量分配比例调节板开度和施肥管道长度为主要因素进行正交试验。试验结果表明,当风速为18 m/s、肥量分配比例调节板开度为30°、施肥管道长度为1000 mm时,浅层施肥量变异系数为1.61%、深层施肥量变异系数为1.58%、2个浅层施肥量和深层的施肥量分配比例误差为1.91%。将气流式分层施肥系统安装在2BDH-10型水稻直播机上进行田间作业性能试验,田间试验结果表明,2个浅层施肥量与深层施肥量分配比例最大误差为7.76%,浅层施肥量最大变异系数为3.98%,深层施肥量最大变异系数为4.41%,满足水稻种植分层施肥的要求。研究结果可为水稻气流式分层施肥技术研究提供重要参考。

关于战术导弹防护包装设计与试验要求的探讨

根据战术导弹的产品特征、寿命期剖面、寿命期环境剖面以及作战使用要求,在分析和对比国内外战术导弹防护包装特点的基础上,提出了我国战术导弹防护包装设计与试验要求,供战术导弹产品设计、包装研制以及标准化研究人员参考,也可供其他通用弹药产品设计和包装改进人员参考。

香蕉串果夹持机构设计与试验

【目的】香蕉收获机械装备需要承担大质量蕉串,设计一种夹持机构在保证动作灵活有效的同时,具有较高的强度和可靠的夹持力。【方法】提出一种用于采摘香蕉的内掌带钉抱掌夹持机构,对影响抱掌夹持力的不同组合因素进行了夹持效果测试,搭建了夹持试验平台。选择影响夹持效果的气缸压力、钉子数量和钉子排列方式3个主要因素,采用单因素试验和响应曲面法进行夹持力效果测试。【结果】在气缸压力试验中,当气缸压强为0.4 MPa时,对应的拉力为500 N左右,最接近蕉柄和抱掌之间的最大静摩擦力,可以稳定夹持。在钉子排列方式的试验过程中,矩形可承受的摩擦力最大,为800N,大于蕉柄和抱掌之间的最大静摩擦力,可以获得稳定的夹持效果。在钉子数量的试验过程中,钉子数量分别为8和10个时获得的拉力比较接近,原因可能是香蕉柄不是规则的圆柱形,导致圆形抱掌上的钉子未必全部扎进蕉柄内,钉子数量为8或10个时,只有6个钉子扎进蕉柄进行有效的夹持;钉子数量超过10个时,拉力不升反降,出现该现象的原因可能是钉子越多,出现互相干扰的现象越严重,导致有效钉子的数量不升反降。【结论】影响夹持机构夹持力效果的因素:气缸压力〉钉子排列方式〉钉子数量,最佳参数组合:气缸压强0.4 MPa、钉子数量10个、矩形排列方式。本文为平地蕉园香蕉收获机械装备关键部件夹持机构的设计提供了理论参考。

电压型高温超导储能系统变流器设计与试验

为提高电力系统动态稳定性,实现高温超导储能系统对电网电压跌落的有效补偿,采用三单相H桥型拓扑结构,搭建了一个电压型高温超导储能系统功率变换器。对控制系统、信号调理系统、功率和驱动保护电路进行了设计;基于SPWM脉冲触发方式,应用TMS320F2812型DSP实现了动态电压瞬时跌落补偿的全数字闭环控制,给出了相关的软件程序设计方法。补偿电压实验波形表明该变流器具备应用高温超导储能系统进行动态电压跌落补偿的性能要求。

高光谱-激光共光路联测设计与试验

为解决同时对空中、地面和水下等目标进行精确的距离、方位和光谱属性探测问题,提出了高光谱-激光雷达共光路探测原理和计算模型,以及原理样机设计方法,并进行高光谱-激光雷达共光路探测试验。试验生成了高光谱与激光雷达合成数据,每个点具有坐标信息和光谱信息,对合成前后数据进行对比,可以实现对不同目标识别伪装,并对目标进行精确定位。试验结果表明,高光谱-激光雷达共光路联测方法具有可行性。

1FFSL-5型浅翻深松翻转犁的设计与试验

保护性耕作技术及配套机具已成为当今世界农业发展的主题,深松技术作为保护性耕作的一项关键技术在我国已得到广泛应用。为此,进行了浅翻深松翻转犁的总体设计,确定了工作原理和主要参数,并通过试验进行了验证。结果表明:该样机达到了设计指标,具有一定的应用价值。

龙眼柔性对辊剥壳机的设计与试验

【目的】龙眼剥壳是其深加工中的关键工序,针对人工剥壳效率低、机械剥壳损伤大及果肉完整性差等问题,设计了柔性对辊剥壳装置。【方法】根据典型龙眼鲜果的物理机械特性,提出了一种先破壳后采用柔性对辊脱壳的方法,对龙眼剥壳机的破壳机构、送料盘、剥壳对辊等关键部件的结构进行设计,其中,破壳刀具切割深度和脱壳柔性对辊的间隙可调。以广东‘储良’龙眼鲜果为研究对象,通过正交试验分析,以对辊间隙、辊子转速和果壳破口为试验因素,剥壳成功率、剥壳损失率和果肉完整性系数为试验指标,进行优化试验。【结果】装置中,方便可调的对辊间隙能满足分级后不同直径龙眼的剥壳加工,剥壳装置对不同大小龙眼鲜果的适应性好。对辊间隙对剥壳性能有显著影响,随着对辊间隙由3 mm增至5 mm,龙眼脱壳后的果肉完整性逐渐变差,其损失率由约7%升至18%。各因素对剥壳性能的影响依次为对辊间隙>对辊转速>果壳破口,当对辊间隙为3 mm、对辊转速为13.5 r/min、果壳破口为90°时,龙眼剥壳性能达到最优。【结论】该研究为龙眼等柔性果机械剥壳获取灯笼状果肉的深加工研发及剥壳机参数优化提供了参考。