双定刀滑切防缠式香蕉秸秆粉碎还田机设计与试验

针对我国香蕉秸秆粉碎还田作业过程中香蕉秸秆粉碎质量差,秸秆缠绕堵塞等问题,设计了一种双定刀滑切防缠式香蕉秸秆粉碎还田机。基于滑切定理,解析了粉碎刀随轴转动过程中的动态滑切角和粉碎定刀滑切角的相对作用原理,以等速螺线设计L形粉碎定刀刀刃曲线,确定了粉碎刀结构参数;对香蕉秸秆缠绕粉碎刀辊进行受力分析,设计防缠绕板并确定装配数量与结构参数;以装置前进速度、粉碎刀辊转速、防缠绕板高度为试验因素,以香蕉秸秆粉碎合格率、抛撒不均匀度和香蕉秸秆缠绕数量为评价指标进行三因素三水平正交试验,建立因素与指标的响应面数学模型。试验结果表明,最优参数组合为作业机前进速度1.5 m/s、防缠绕板高度41.6 mm、粉碎刀辊转速1800 r/min,此时香蕉秸秆粉碎合格率为93.8%,香蕉秸秆缠绕数量为26,香蕉秸秆抛撒不均匀度为12.1%。以最优组合进行田间试验验证,试验结果表明双定刀滑切防缠式香蕉秸秆粉碎还田机整机防缠性能优越,满足设计要求。

基于机器视觉的甘蔗多刀切种装备设计与试验

针对目前甘蔗切种机伤芽率高、切种效率低的难题,设计了一台基于机器视觉的甘蔗多刀切种装备。装备采用传送链横向输送甘蔗,由相机采集整张甘蔗图像并识别茎节位置,根据农艺的要求确定双芽段蔗种切割点位置;上位机通过TCP通信将切割点位置发送给PLC,进而由PLC控制5把切刀横向定位及同步切割。由于装备的核心是采用机器视觉技术对甘蔗茎节进行识别,因而提出了一种基于机器视觉的甘蔗茎节实时识别新算法。试验结果表明:装备的茎节识别率为95.3%,切刀平均定位精度为0.07%,可满足优质双芽段蔗种的农艺需求。

初始残余应力的检测方法及其在薄壁叶片加工变形分析中的应用研究

薄壁叶片是航空发动机的关键部件,在加工过程中极易发生剧烈的变形。已有的变形研究控制重点关注在减小切削力和加工残余应力(Machining‑induced residual stress,MIRS)这两方面。本文利用材料热处理和锻造过程中产生的初始残余应力(Initial residual stress,IRS)来减轻薄壁零件受切削力与加工残余应力影响所产生的变形。由于初始残余应力测量困难且具有破坏性,本文提出了一种初始残余应力逆辨识方法来测量Ti6Al4V的初始残余应力。与传统的初始残余应力测量方法相比,逆辨识方法更符合应力分布和叶片变形的分布趋势。为了研究和解耦初始残余应力、加工残余应力和切削力之间对加工变形影响的相互作用,针对钛合金直纹叶片为对象进行实验验证,并建立了有限元预测模型。在分析切削力与加工残余应力对变形的影响后,可以得到切削力占变形程度的46.17%,平均值为26.36μm,而加工残余应力占变形程度的53.83%,平均值为30.70μm。耦合初始残余应力后使得整体的变形减小,受加工残余应力影响的最大挠度变形从35.32μm降低到15.50μm,该分析为利用初始残余应力减小薄壁叶片加工变形提供了新的方法。

三七茎叶采收机仿生切割刀片设计与试验

针对传统三七茎叶采收机切割刀片在滑切减阻、刀片刃口锋利性等方面存在明显不足,以切叶蚁上颚结构特征为仿生原型,运用逆向工程技术,提取切叶蚁上颚轮廓曲线,分别基于切叶蚁的切齿齿顶尖锐端和上颚轮廓曲线设计了A、B两种不同的仿生切割刀片;开展了EDEM仿真与台架对比试验,仿真试验结果表明,仿生刀片A、B相较于传统刀片的平均最大剪切力分别降低7.74%和3.07%;台架试验结果表明,仿生刀片A、B相较于传统刀片的平均最大剪切力分别降低8.84%和2.53%,并且仿生刀片A、B在提高三七茎秆横切面平整度方面效果显著;3种刀片仿真试验与台架试验所测得的最大剪切力误差均不大于3.64%,仿真试验结果与实际试验结果基本一致。以刀型、切割倾角、切割速度为试验因素,开展正交试验,确定了较优参数组合为仿生刀片A、切割倾角0°、切割速度400 mm/min。基于较优参数组合开展田间试验,结果显示其对三七茎叶采收平均完整率为97.37%,较传统刀片提升2.01个百分点,平均漏割率为2.64%,较传统刀片降低1.46个百分点,表明以切叶蚁上颚切齿齿顶尖锐端为特征点设计的仿生刀片能够有效提升三七采收机作业性能。

水泥混凝土切割机作业动力学及参数选取

为确保水泥混凝土切割机参数选取的科学性,对其应用效果进行研究。运用金刚石锯片切割机理对水泥混凝土切割机开展动力学分析,探究不同组成结构在实际切割作业中的动力学变化及其对切割效率的影响。通过借鉴同类旋转作业机械的研究成果,对水泥混凝土切割机的切割锯锯片功率、复合运动和锯切阻力的规律展开深入分析。结果表明,在不同工况下,水泥混凝土切割机的作业参数受到锯切深度、作业速度、金刚石锯片转速的影响,可通过控制变量的方式获得最佳作业参数。在水泥混凝土切割机的参数选取中,锯片直径的大小与锯切阻力之间存在正比关系,锯切阻力与锯片转速存在反比关系。在参数选取中要综合考虑作业参数、锯切材料、金刚石锯片等多重因素的影响,可运用有限元的分析方法对其运行参数进行科学计算。

采煤机叶片提升角对截割滚筒的影响作用分析

采煤机是煤矿自动化综采的重要设备,滚筒的结构中叶片提升角是重要的设计参数,对滚筒截齿的数量及方向具有重要的影响,从而影响采煤机的开采效率及块煤率。针对采煤机滚筒受到的载荷作用进行分析,在不同的叶片提升角作用下,建立滚筒截割的数值分析模型,对滚筒受到的平均阻力、最大阻力、载荷波动系数及截割比能耗进行计算分析,从而为采煤机滚筒的设计使用提供参考。

基于外圆车削刀片切削性能的研究

对于同一材质的粗加工,使用不同品牌、型号的刀片会出现因刀片型号繁多而导致的管理混乱问题。为使刀片选型与工件材质相匹配,减少刀片损耗,减少刀片的采购费用,需对外圆车削刀片的切削性能进行研究,通过对实验数据的分析得出,所得实施数据对提高刀片选型精细程度及提升工艺标准化水平具有重要意义。

滚切式双边剪剪刃宽度调整装置

介绍滚切式双边剪剪刃宽度调整装置的工作原理及安装要点.

基于Profibus总线的金属切削带锯床数控锯切系统研究

由于金属切削带锯床锯切的过程中锯架受力不平衡,致使锯切精度与锯切效率较低,导致了待切削金属锯料的浪费,文章设计基于Profibus总线的金属切削带锯床数控锯切系统,硬件部分设计了自动夹件模块定位夹取金属锯料,选取斜向分齿的标准齿双金属锯条作为切削工具,软件部分通过双立柱代替单立柱的形式促使锯架受力平衡,基于Profibus总线设计了PLC数控逻辑实现系统精准控制锯切。采取圆形截面的碳钢锯料进行锯切实验,系统的锯切速度随时间变化曲线波动较小,验证了系统的稳定性。与传统系统相比,提高了锯切精度与锯切效率。

双动刀沙棘枝条切割参数分析与试验

为探明沙棘枝条最优切割参数,解决针对国内沙棘专用机械收获装备空缺问题,该研究设计了双动刀沙棘枝条切割试验台并开展沙棘枝条切割试验,确定了切割装置关键结构参数,基于LabVIEW开发了沙棘枝条切割特性测控系统和数据采集软件。通过单因素试验探究平均切割速度、刀具滑切角、刀刃高度和动刀组数对单位直径峰值力及单位面积切割功耗的影响;采用Box-Behnken多因素试验设计方法,以平均切割速度、枝条喂入速度和刀具滑切角为试验因素,以单位直径峰值力和单位面积切割功耗为评价指标建立回归模型。试验结果表明,评价指标随着平均切割速度、刀具滑切角和刀刃高度的增大而减小,在双动刀时比单动刀时数值更小。通过响应曲面法优化回归模型,确定最优切割参数组合为平均切割速度0.45 m/s、枝条喂入速度0.64 m/s、刀具滑切角9.4°,该组合下单位直径峰值力为53.33 N/mm,单位面积切割功耗为69.87 kJ/m^(2),模型误差小于5%,切割参数优化结果准确。研究结果可为后续沙棘枝条收获装备的研发提供数据支撑。

双横梁软性材料数控裁床的模块化设计

针对双横梁软性材料数控裁床(简称双横梁裁床)的低成本、快速设计需求,提出了一种双横梁裁床的模块化设计实现方案。通过继承单横梁裁床的绝大部分模块,降低了产品成本;通过设计双横梁裁床的特有模块,解决了若干关键技术问题;通过双横梁裁床的任务分配优化,使双横梁裁床的潜在效率得以充分发挥。

基于ANSYS Workbench的曲轴加工深槽刀具改进分析

为说明新开发的曲轴加工深槽刀具相对原有刀具结构的优势,采用Solid Works和ANSYS Workbench联合仿真的方法,对两种刀具进行静力学分析,获得应力集中的区域以及应力值的对比。对新开发的刀具进行有限元模拟,分析其在不同材料和刀刃角度条件下的应力及变形情况,进而进行刀具材料及刀刃角度的优化选择。结果表明:通过有限元分析,提高了曲轴加工深槽刀具设计的准确度,并为曲轴加工刀具进一步优化奠定理论基础。

秸秆精细粉碎双排定刀还田机设计

目前我国市场上使用的秸秆还田机,粉碎部分都是以高速旋转的动定刀结合的粉碎方式对秸秆进行粉碎,但是因不同地块的秸秆含水量不同,单一的粉碎方式对粉碎后的秸秆长短不可控制,较长的秸秆在后续的翻埋、碎混等还田作业环节中无法被土壤覆盖,裸露秸秆多、不易腐烂,严重影响下一轮播种作业。研究设计了一种秸秆精细粉碎双排定刀还田机,通过前后配置的双排定刀与秸秆精细粉碎刀辊的配合,提高对秸秆的适应能力。

油菜薹采收机割台双调节装置的设计与有限元分析

针对油菜薹采收机面对不同作业需求,调整割台高度和角度时存在的响应速度慢、现场调节不便等问题,设计了一种割台双调节装置。该装置采用电动和液压两种方式驱动,利用水平液压油缸与滚珠直线导轨的协同作用实现割台在水平方向上的位置调节,利用电动推杆实现割台的角度调节。调节装置的有限元分析结果显示,其最大形变为1.387 mm,最大应变为1.93×10^(-4)mm,最大应力为35.78 MPa(位于支撑机架前端的活页处),小于所选材料的屈服极限235 MPa,可满足作业要求。

百万一次再热双机回热系统高加全切工况探讨

随着材料高温性能的持续提升,燃煤发电机组的蒸汽参数不断提高,以获得更高的循环效率,进一步降低机组的煤耗,减少温室气体和其他污染物排放.随着蒸汽参数的提高,回热抽汽过热度增大,回热加热器内汽侧和水侧换热不可逆损失增加,削弱了蒸汽参数升高带来的收益,因此一种特殊的热力系统——双机联合回热系统应势而生,此方法能够降低再热后回热抽汽的换热过热度,可以提高回热抽汽能级利用效率.文章以百万一次再热双机回热为例,对双机回热系统高加全切工况进行探讨.

采煤机滚筒螺旋叶片磨损机理研究

为了解决采煤机滚筒螺旋叶片磨损严重的问题,对其磨损情况进行模拟研究,对截割过程叶片受力进行分析,发现随着时间的变化,叶片整体受力呈现波动变化,在13.5 s和20 s时,叶片受载比较突出;同时对不同截割时间下叶片切向、法向累积接触能量进行分析,发现随着模拟时间的不断增加,切向、法向累积接触能量呈现逐步增大的趋势,且叶片磨损比较严重的部位主要集中在叶片外缘部分、叶片尾端、齿座根部;坚固性系数不断增大,叶片的总磨损量呈现逐步增大的趋势,为高效截割滚筒开发提供一定的技术支撑。

基于SolidWorks的双刀片苹果采摘机的设计

针对现有苹果采摘机上的末端执行器结构复杂、制造成本高、效率较低等问题,采用SolidWorks设计了一款结构简单、使用成本低且工作效率较高的双刀片末端执行器。使用者通过按钮控制发送信号至信号接收器,信号接收器接收信号后启动电机,通过推杆推动刀片沿着滑槽快速向右滑动,当凹形刀片与互磨刀片中心点重合时将果梗剪断,此时凹形刀片前端嵌入滑槽内部,对凹形刀片起到了保护作用,同时实现了对苹果果梗的完全切割。

胡萝卜收获机根茎分离装置设计与试验

为了提高胡萝卜收获机的作业质量,在统计分析主要胡萝卜品种物理特性参数的基础上,设计了一种由平板式齐平器、水平夹持输送机构、双圆盘式切秧机构和上水平夹持输送机构等组成的根茎分离装置。利用解析作图法对双圆盘式切秧机构进行受力和运动分析,得出了茎秆顺利切割满足的力学关系;结合作业速度分析,确定了圆盘刀的转速范围为312~325 r/min;以胡萝卜收获农艺要求及低能耗为目标,通过理论计算得出了圆盘刀的各关键结构和工作参数。设计了两种结构形式的圆盘刀,选取切净率和肉质根损伤率为试验指标,进行对比田间试验,结果表明：在转速315 r/min时,刃角型普通圆盘刀与锯齿状圆盘刀根茎分离效果近似,切秧率均超过90%,肉质根损伤率低于2%。考虑经济性,采用刃角型普通圆盘刀加装根茎分离装置,进行了整机田间试验,结果表明：在机器前进速度1.34 m/s时,胡萝卜收净率98.3%、切秧率90.6%、肉质根损伤率1.8%、总损失率3.5%,符合胡萝卜收获的技术指标要求。

叶片类零件四坐标高效螺旋数控编程方法研究

研究了多坐标联动机床叶片螺旋加工方法 ,避免了轨迹上横向进刀 ,并按照等加工精度原理计算出合理刀位点。根据切削试验结果 ,对进给速度进行优化 ,保证了实际加工过程中刀具相对于叶片的匀速进给 ,有效地避免了叶片前缘、后缘处刀具啃切。与原有的叶片加工方法相比 ,基本上消除了原有的手工去除余量过程以及昂贵的叶片专用加工机床 ,提高了生产效率 。

带边界约束叶片的螺旋加工轨迹规划

通过采用通道加工原理实现的螺旋加工方法成功解决了叶片螺旋加工中刀具与叶片橼板之间的干涉问题,讨论了确定走刀步长的保证条件,求证出相邻两刀具切触点法矢夹角与刀轴摆角之间的关系。结果表明,采用提出的方法能够有效解决叶根处的干涉问题,为提高叶片的加工效率找到了一种新的解决方案。