青菜高密度移栽机植苗机构的设计与试验

目前国内移栽机尚无成熟的适用于青菜等多行密植蔬菜移栽的植苗机构;针对小株距小行距、高效率的密植移栽要求,设计了一种非圆齿轮行星轮系八行同步植苗机构,并进行了运动学仿真和田间移栽试验。对非圆齿轮行星轮系进行了运动学建模与分析,开发了植苗机构辅助分析与优化设计软件;分析了不同机构参数对植苗轨迹姿态的影响,并通过人机交互的方式得到一组满足青菜小株距移栽要求的机构参数;建立了八行同步植苗机构的三维模型,利用虚拟样机仿真技术绘制出仿真轨迹,并与理论轨迹进行对比,以验证植苗机构三维设计的正确性;开展了田间移栽试验,以验证该机构的可行性和实用性。试验结果表明:在作业转速为15r/min、前进速度为55mm/s的情况下,八行植苗机构的作业株距和行距均为110mm,平均植苗成功率为93.9%,移栽密度超过70株/m2,试验移栽效率为240株/min,表明该机构在机械化密植移栽作业中有较高的应用价值。该研究为高密度移栽机植苗机构的研发提供了理论和试验依据,促进了密植型蔬菜钵苗机械化移栽的进程,为密植移栽机的进一步研究提供技术支持和参考。

高接低栽式差速变姿态行星轮系栽植机构设计与试验

针对目前旱地蔬菜钵苗移栽机大多适用于大株距(大于260 mm)移栽且投接苗与栽植位置作业高度差大、移栽性能不佳等问题,本文提出一种高接低栽式差速变姿态行星轮系栽植机构。根据中小株距蔬菜钵苗移栽农艺指导与机构设计要求,解析双行星架差速行星轮系栽植机构工作原理并建立其运动学理论模型;结合所提出优化目标构建目标函数,开发了基于Matlab GUI的栽植机构计算机辅助分析优化设计软件,通过人机交互方式获得1组较优的机构设计参数组合。通过三维建模与装配以及ADAMS软件虚拟仿真,初步验证了机构正确性与合理性。开展栽植机构物理样机试制与试验台架系统开发研究,通过空转试验测试,验证了栽植机构实际作业轨迹、姿态与虚拟仿真及理论设计的一致性;开展栽植机构接苗与栽植性能试验,试验结果表明,栽植机构在接苗与栽植各项试验指标均较为优秀,能够满足栽植机构预期设计要求与旱地移栽机械标准,验证了该机构的可行性与实用性。

提升硫酸装置的性能——孟莫克新一代GEAR^(TM)催化剂

介绍了孟莫克开发的名为GEAR^(TM)的新一代硫酸催化剂。该催化剂可通过节约能量、延长运行时间、减少SO_2排放、增加产量而改进硫酸装置的性能。在一个小型硫磺制酸装置的第一段装填GR-330催化剂,运行27个月。灰分模型结果表明,GR-330催化剂的运行时间至少要比传统XLP催化剂长8个月,即长40%。为一套新建"3+1"二转二吸硫磺制酸装置考虑了4种催化剂设计方案。与使用XLP催化剂相比,使用GEAR^(TM)催化剂时SO_2排放量可减少20%,结合使用GR-330和SCX-2000催化剂时SO_2排放量可减少65%。

核电汽轮机主盘车跳闸原因分析及处理

采用分析-排查-试验相结合的分析方法,对某核电汽轮机主盘车热抽真空中出现的跳闸问题进行详尽的分析排查,不仅找出了问题的原因,还针对性地提出了处理方案,成功解决了该跳闸问题。跳闸问题的分析排查还揭示了影响顶轴油压的各项因素,为后续顶轴油压调整方案的优化指明了方向和目标。

舰船并车减速齿轮箱任意稳态工况下功率损失的数学模型

为了分析并推导出并车减速齿轮箱在任意稳态工况下功率损失的数学模型,首先引用并介绍了该并车减速齿轮箱在两种不同情况下相应2个特殊稳态工况时的功率损失试验曲线;接着分析了其中一种情况下的试验曲线及其特殊点的物理意义;然后,由该试验曲线推导出并车减速齿轮箱在这种情况下任意稳态工况时的功率损失的数学计算公式,并将同样的方法应用到另一种情况下的试验曲线.最后,解释了该并车减速齿轮箱功率损失试验曲线的一个似非而是的"疑点".

椭圆齿轮行星系分插机构的机理分析和计算机优化

该文通过理论推导 ,阐述了椭圆齿轮行星系分插机构的传动特性 ,建立了运动学分析模型和框图。在 VB平台上编制了机构参数优化程序 ,可以方便快捷地按照设计者要求找出一组最佳参数。利用该软件 ,针对原日本分插机构在中国南方插大苗时 ,由于插秧后工作轨迹过于前倾 ,可能推倒秧苗。设计了适合南、北方不同栽植模式的两种分插机构 ,通过重新优化出的结构参数 ,对椭圆齿轮行星系。

正齿行星轮分插机构的运动特性分析

设计了一种新型高速水稻插秧机分插机构——正齿行星轮分插机构 ,其传动部分由 3个全等的椭圆齿轮和 4个全等的圆齿轮组成 ,对该机构的工作原理和结构特点进行了分析 ,并对其运动学特性作了理论分析和计算机模拟 ,利用高速摄像技术对机构运动学分析进行了试验验证 ,为机构进一步优化提供理论依据。

斜齿轮振动噪声分析方法

齿轮啮合传动的不平稳是产生振动噪声的主要原因,需要对齿轮啮合传递的动态过程及其规律进行研究。首先,以自动变速器中一对常啮合斜齿轮为研究对象,分别采用有限元法和切片理论计算斜齿轮的传递误差,用以衡量斜齿轮啮合传动的平稳性。然后,根据齿轮修形的经验公式,确定斜齿轮修形参数的范围。基于切片理论,采用列举法,以降低传递误差波动、改善齿面载荷分布为优化目标,确定最优修形方案。最后,通过分析自动变速器的振动噪声台架实验测试结果,有效地验证了笔者采用的方法及模型的可行性。

椭圆齿轮行星系分插机构运动轨迹分析与仿真

为了求解椭圆齿轮行星系分插机构秧针尖的运动轨迹,通过分析栽植臂与行星架之间绝对摆动角关系建立了秧针尖坐标的数学表达式,并用MATLAB和ADAMS求解的秧针尖运动轨迹进行对比,相互验证了所建立的秧针尖轨迹数学表达式的正确性,以及使用Adams分析非圆齿轮分插机构运动轨迹的可行性,为进一步优化椭圆齿轮行星系分插机构提供一种可行方案。

变分模态分解在齿轮故障特征提取中的应用

针对植树机变速箱齿轮在早期阶段裂纹故障特征不明显而导致其特征难以提取,提出一种应用变分模态分解(VMD)的齿轮裂纹故障特征提取方法。对含噪输入信号的经验模态分解(EMD)和变分模态分解的分解效果进行MATLAB仿真对比,分析变分模态分解方法在信号解耦中的有效性和适用性;将变分模态分解应用到对一级传动齿轮裂纹故障噪声信号的特征提取上,获取分解结果,并对其特殊分量进行功率谱分析。结果表明:变分模态分解方法适用于齿轮裂纹噪声故障信号的特征提取,能为齿轮的故障诊断提供重要参考。

非圆齿轮行星轮系传动的栽植机构参数优化与试验

为了进一步优化栽植嘴的轨迹、姿态及其挖出的穴口形状,提高钵苗移栽的立苗率,提出了基于两级非圆齿轮行星轮系传动的栽植机构组合设计思路,运用变性椭圆-共轭非圆齿轮、变性偏心圆-共轭非圆齿轮、变性巴斯噶蜗线非圆齿轮、变性傅里叶非圆齿轮和变性正弦非圆齿轮5类非圆齿轮副,组合设计了25种不同的栽植机构。建立了基于非圆齿轮行星轮系传动的栽植机构通用数学模型,并将通用数学模型代入旋转式钵苗栽植机构多目标优化模型,根据给定的栽植农艺条件,优化得到了满足理想栽植要求的栽植机构类型及其对应的机构参数。选取其中的偏心-椭圆齿轮行星轮系栽植机构与变性椭圆齿轮行星轮系栽植机构进行对比分析,结果表明运用多种非圆齿轮副进行组合设计的栽植机构具有优越性。根据优化得到的栽植机构类型及其对应的参数进行结构设计和样机研制,并进行了运动学高速摄像试验和模拟田间栽植试验。由高速摄像试验得到的轨迹、姿态、速度等指标和理论计算的对比分析,验证了通用数学模型的正确性;由模拟田间栽植试验可得本栽植机构立苗率较高,约为95%。

偏心-椭圆齿轮行星轮系栽植装置动力学优化与试验

为获得偏心-椭圆齿轮行星轮系栽植装置最优的机构参数,在建立其动力学分析模型的基础上,以一个作业循环中支座垂直方向所受作用力的峰值力和波动最小为目标建立其动力学优化模型。为验证所建立的动力学分析模型的可靠性,以该装置满足理想栽植要求的非劣解集为约束条件,运用所建立的动力学优化模型优化得到该装置最优的机构参数,进而基于最优机构参数搭建试验台进行动力学特性测试,测得了该栽植装置在工作转速为40 r/min时一个工作循环中支座垂直方向受力与行星架转角的关系,通过试验结果和理论结果的对比分析,表明其动力学分析模型是可靠的,可为其动力学优化提供可靠数学模型。

变性椭圆齿轮分插机构的运动特性研究

为研究变性椭圆齿轮行星轮系步行式插秧机分插机构的可行性,分析变性椭圆齿轮传动形式分插机构的结构特点和工作原理。以农业机械现代设计方法为平台,开发出该分插机构的参数优化软件,采用CAD/CAE软件建立虚拟样机模型,分析模型可靠性。结合理论模型和虚拟样机试验,对影响插秧效果的相关参数进行比较,判断其合理性。将该分插机构运用到步行式插秧机宽窄行插秧新的作业方式中,最终通过田间试验验证该分插机构的可行性。

大株距行星轮系蔬菜钵苗栽植机构优化设计与试验

设计了一种能适应大株距栽植的行星轮系蔬菜钵苗栽植机构,通过该机构栽植嘴能将蔬菜钵苗植入土中。构建了一种新型的非圆齿轮传动比函数,建立了机构的运动学模型,推导了栽植嘴尖点的(角)位移、(角)速度方程。基于Visual Basic开发了计算机辅助分析与优化软件,分析了非圆齿轮中心距a、角位移系数k1和k2、行星架初始安装角φ0、栽植嘴初始安装角α0、中间齿轮初始安装角γ0以及栽植嘴顶端到行星轮中心的距离S等重要参数对栽植轨迹的影响,通过人机交互方式优化出一组能够满足蔬菜钵苗栽植工作要求的机构参数(a=53 mm、k1=0.23、k2=0.03、φ0=-58°、α0=-144°、γ0=144°、S=175 mm)。根据优化所得参数建立栽植机构的三维模型并进行仿真分析,同时制作了栽植机构的样机进行田间植苗试验。试验了栽植嘴在不同时刻开启和闭合对西兰花钵苗栽植时直立度和成功率的影响,得出栽植嘴在其运动轨迹最低点上方10 mm处张开为最佳开启位置,钵苗直立度优良率达85%,栽植效率可达100株/(min·行),栽植株距达到450 mm,证明该机构适用于蔬菜钵苗的大株距栽植。

移栽机行星轮转臂式栽植器运动分析与试验

提出了一种行星轮多转臂式栽植器,阐述了其结构及工作原理,建立了栽植器末端运动轨迹方程,并引入特征系数λ,得出不同λ时栽植器末端动轨迹。以单个鸭嘴栽植器为研究对象,建立了由行星轮栽植器、钵体、苗茎及地面组成的虚拟样机模型,以栽植频率30株/min为设计参数,仿真分析了特征系数λ在0.90、1.00、1.18、1.24和1.28时前、后鸭嘴末端动轨迹及鸭嘴开合落苗情况。仿真结果表明:λ为0.90、1.00时,后鸭嘴避苗不及时,对钵苗产生挂带,使钵苗向前移动甚至倒伏;λ为1.18、1.24时,前、后鸭嘴避苗都较充分,对钵苗不会产生挂带作用;λ为1.28时,后鸭嘴避苗空间更充分,但前鸭嘴避苗空间不足,对钵苗产生挂带作用。在自制土槽试验台上,以λ为0.90、1.00、1.22为试验参数,对苗龄为20 d的黄瓜钵苗进行样机试验,结果表明λ为1.22时钵苗直立度最好,优良率达到86.7%,λ为0.90时最差,优良率为零,试验结果与仿真结果吻合。

变速箱厂生产作业环境的模糊综合评价

采用模糊数学方法建立了一套包括噪音、温湿度及照明三要素的作业环境综合评价指标体系。在分别对各单项要素进行分级评价的基础上,综合考虑环境测量和主观认识对作业环境评价的影响,运用模糊数学方法对某变速箱厂的生产作业环境进行了综合评价,得出的结论符合实际情况,对企业改善作业环境具有指导意义。

行星齿轮连杆式栽植机构的设计与仿真分析

分析了栽植机构功能需求,设计了一种行星齿轮连杆式栽植机构,建立了栽植机构的分析简图;采用矢量法建立了栽植装置的运动学模型,并对运动学模型求解,求得栽植机构末端轨迹、速度和加速度方程;利用VB6.0优化连杆机构尺寸,求得行星架的长度L_(OA)=6 2 mm,连杆AB的长度L_(AB)=6 2 mm,杆件BJ的长度L_(BJ)=1 2 0 mm,杆件JP的长度L_(JP)=1 9 1 mm为最佳设计尺寸。同时,在优化的基础上建立了虚拟样机模型,并通过ADAMS对栽植机构进行了轨迹仿真,其仿真轨迹与理论轨迹基本相符,能满足栽植机构的栽植的农艺要求,对栽植机构的设计具有一定的参考价值。

偏心齿轮分插机构运动学分析与试验研究

对偏心齿轮分插机构进行了理论分析,并在高速水稻插秧机分插机构试验台上采用高速摄影和视频图像处理技术,对分插机构的运动学特性进行试验研究,近而利用图像处理和分析技术对分插机构秧爪尖的运动轨迹、速度以及秧爪在整个运动过程中的角位移进行试验分析。

窄行密植西洋参精密播种机设计与试验

针对现有条播或大行株距穴播机难以满足西洋参窄行密植精密播种农艺要求、西洋参机械化种植缺乏适用播种机械的问题,设计了一种采用多行并联气力针式排种装置和行星轮点播式导种装置的窄行密植西洋参精密播种机。阐述了播种机及排种装置结构原理与整机传动方案,重点设计了行星轮点播式全约束导种装置,通过机构分析确定了行星轮系的结构参数;通过卸种过程理论分析和高速摄影试验,明确了卸种轨迹影响因素和卸种水平位移,确定了导种装置插播器接种口尺寸和合适卸种正压;通过导种轨迹理论与仿真分析,明确了插播器运动规律和低位零速投种条件,确定了导种装置投种控制凸轮轮廓。播种机田间试验结果表明,当吸种负压为-4.5 kPa、卸种正压为3.0 kPa、作业速度为0.54 km/h时,设计的播种机穴粒数合格率为86.2%,重播率为4.4%,空穴率为9.4%,播深合格率为92.8%,穴距合格率为93.9%,满足西洋参播种农艺要求。

高效冷喷流吹扫车

根据我国冰雪灾害性天气多及目前国内市场需求,自主研制了一款机场、公路清扫用的吹扫车。采用先进的航空发动机气动设计、叶片造型和结构设计技术,进行吹扫车高效冷喷流轴流风机设计,并为其选择了配套的动力装置、齿轮增速器、联轴器等车载设备,集成于承载卡车上。性能测试、100h寿命考核及现场试用表明,吹扫车性能高效,经济性强,安全性高。现已成功申请国家专利,其技术水平国内领先,满足用户需求并实现销售。