超厚硬岩层地下连续墙旋铣入岩技术研究

以深圳市福田区沙头街道金地工业区城市更新单元一期项目01地块基坑支护与土石方工程项目为研究背景,根据工程实际情况,对地下连续墙超厚硬岩层的入岩施工技术进行了深入研究实践。依靠对现有机械设备的组合使用,通过改进施工工艺,完善施工技术,摸索出一种利用旋挖钻机先行引孔、再用双轮铣槽机铣岩成槽的入岩施工技术,极大保证和提升了地下连续墙施工进度和施工质量,降低了施工成本,为国内同类型的深基坑工程地下连续墙超厚硬岩层的入岩施工技术发展提供相关参考。

扎穴施肥单体仿真分析与试验

为改进高秆作物传统撒播、条播施肥方式肥料利用率低问题,设计一种高地隙穴施肥作业车,该作业车扎穴施肥单体两侧安装有探针传感器,可以根据作物植株位置进行精准穴施肥。基于RecurDyn-EDEM、EDEM-ANSYS对扎穴施肥机构进行多体动力学—离散元、离散元—有限元仿真分析,并进行扎穴排肥试验,仿真试验明确扎穴施肥单体的运动机理和土壤成穴情况,量化施肥量与排肥器开度之间的函数关系;在扎穴施肥过程中,鸭嘴总变形为0.005 mm,等效应力最大为4.1422 MPa,远小于结构钢屈服强度,鸭嘴不会发生应力变形。扎穴排肥试验进一步确定施肥单体的实用性,修正施肥量与排肥器开度之间的函数关系,可以针对不同农作物调节排肥轮开度进行精准施肥。

一种轮毂周圈孔的加工工艺方法优化

轮毂是汽车上必不可少的一种关键零部件,轮毂周圈孔精度不仅要求高,而且数量多,因此,其加工工艺方法及刀具的选择直接关系到轮毂周圈孔的加工精度及效率。文章采用工步合并的方法对一种轮毂周圈孔的加工工艺进行了分析与优化,且自主设计制作复合镗刀,在保证轮毂周圈孔精度的基础上,有效提高了轮毂的加工效率,降低了成本。

基于EDEM的大豆窝眼轮式排种器优化设计与试验

为提高现有窝眼轮式排种器对黄淮海地区大豆品种的适应性,对窝眼结构进行改进设计。利用EDEM仿真软件对优化设计后的排种器进行仿真,通过三因素二次旋转正交组合试验,分别选取型孔数量、窝眼轮转速、毛刷与窝眼轮转速比3个因素探寻排种器最佳参数组合。采用方差分析得出了窝眼轮转速、毛刷与窝眼轮转速比、型孔数量对排种器排种性能试验影响显著,影响合格指数的主次顺序为型孔数量、窝眼轮转速、毛刷与窝眼轮转速比。利用响应面分析直观分析了各影响因素相互作用对合格指数的影响程度,并通过响应面BBD模型优化确定了排种器最佳参数组合为窝眼轮转速40.89r/min、转速比1.71、型孔数量13.82。选取排种器窝眼轮转速为41r/min,转速比为1.7,型孔数量为14进行验证试验,得到合格指数为98.83%,满足大豆排种器作业要求。

油莎豆窝眼轮式排种器设计与试验

由于油莎豆种皮凹凸不平,导致摩擦力较大、充种效果较差、充种过程中极易堵种等问题。为此,针对油莎豆种子物理特性并结合油莎豆农艺要求研发一种油莎豆窝眼轮式排种器,对窝眼轮式排种器的关键部件进行了参数设计。以型孔角度、窝眼轮转速、型孔数为试验因素,以合格率、漏播率为评价指标,进行了三因素三水平二次正交旋转组合试验,分析排种器的最佳性能参数,并采用多目标优化方法,确定了影响合格指数、漏播指数、重播指数的因素主次顺序为窝眼轮转速、型孔数和型孔角度。最优参数组合为窝眼轮转速21.86r/min、型孔数9.463、型孔角度101.68°,此时合格指数93.4%、漏播指数2.6%、重播指数4.0%。对优化结果进行台架验证试验,结果表明:在型孔角度为100°、窝眼轮转速为22r/min、型孔数为10时,合格率为92.16%,漏播率为3.71%,重播率为4.14%,各项指标均满足农艺要求,优化后取值可靠。

稻麦油兼用高速气送式集排器型孔轮设计与试验

针对水稻、小麦、油菜种子播量要求和外形尺寸差异大且稻麦种子流动性不足,导致气送式集排器兼用性不足、高速供种稳定性不佳的问题,该研究设计了一种稻麦油兼用型孔轮。阐述了高速供种工作原理,开展了供种环节充种、携种、投种阶段力学分析,基于最速降线原理设计了型孔壁面曲线,运用EDEM仿真对比分析了不同转速条件下种群运动状态。通过台架试验明确供种速率和供种稳定性较优的转速范围,并构建了稻麦油供种速率回归模型。台架试验结果表明:对于水稻和小麦种子,型孔轮个数16、供种转速30~50 r/min和50~70 r/min时,供种速率稳定性变异系数小于1%,水稻、小麦的供种速率分别为1050.62~1535.87 g/min和4171.82~5073.76 g/min;对于油菜种子,型孔轮个数为1,供种转速为20~30 r/min时,供种速率稳定性变异系数小于0.5%,供种速率为160.42~227.45 g/min;稻麦油供种速率回归模型预测值与试验值相对误差小于2%。水稻旱直播、小麦、油菜田间播种试验表明,作业速度在8~10 km/h时,集排器总排量稳定性变异系数分别为1.32%、1.16%和1.07%,满足稻麦油兼用播种作业标准要求。研究结果可为高速兼用气送式集排器结构改进提供参考。

铁路货车注油孔车轮精加工工艺研究

车轮是铁路货车转向架的一个关键零部件,车轮的制造质量直接关系到铁路货车的运行安全和运行品质。本文简要阐述了某型出口铁路货车注油孔车轮精加工工艺,并针对其在加工过程中出现的相关问题进行了分析,从刀具性能、产品结构、加工工艺参数等方面进行分析研究,并提出了工艺优化方案。

地下连续墙硬岩成槽的钻铣组合工法探讨

介绍了双轮铣槽机的应用背景以及工作原理,针对双轮铣在地下连续墙硬岩成槽过程中出现的问题,分析了现阶段对纯铣法认识的误区以及硬岩工况采用纯铣法的局限性,硬岩工况下采用纯铣施工并不能充分发挥双轮铣这种设备的技术优势,提出了一种应用于硬岩成槽的钻铣组合工法,分析了这种组合作业工法的优点,并从引孔方法选择、引孔布置、孔径选择出发,基于平行作业的原则,介绍了组合工法的关键环节“钻”的实施方法,提出了适用于不同直径、不同岩石强度、采用不同钻孔设备的三种钻孔布置方法,并结合具体施工案例,对该工法的实际应用以及所取得的有益效果予以证实。最后阐述了“钻”“铣”两种作业方式的配合关系。

振动对小型穴施肥机排肥性能的影响研究

外槽轮排肥器作为施肥机的重要组成部分,其排肥性能会直接影响农作物的长势和产量。小型穴施肥机在田间工作时,由于行驶速度不同、地表不平整等因素,会对施肥机外槽轮排肥器造成较大的振动,降低排肥精度。对施肥机外槽轮排肥器在不同振动工况下的排肥性能进行离散元仿真模拟分析。结果表明:排肥轮轴分别在振动加速度为34.67 m/s^(2)、排肥轮轴有效工作长度为50 mm、转速为10 r/min时,排肥性能最好。有振动设置的情况下,排肥量随着振动加速度的增大而增大,排肥量变异系数随着振动加速度的增大先增大后减小。没有振动条件设置时,单穴排肥量差异不大。开展田间试验,对不同激振条件下的外槽轮排肥器排肥性能进行分析,激振为0 cm、3 cm和6 cm时,田间试验和仿真试验的排肥量相对误差分别为4.53%、3.84%和2.85%,表明利用仿真试验进行振动对排肥性能的影响研究具有可行性。

滑片型孔轮式水稻精量排种器排种性能数值模拟与试验

针对现有水稻旱直播机排种器适应性差和排种精度低的问题,该文设计了一种滑片型孔轮式排种器。引用球度表示水稻种子三轴尺寸,利用EDEM软件对3种球度水稻种子在6种排种轮转速下的排种器排种过程进行仿真试验,得到不同球度水稻种子在不同排种轮转速下的排种性能变化规律,分析了排种轮转速和种子球度对排种性能的影响。仿真结果表明:当排种轮转速在15～40 r/min时,冈优898种子的排种性能优于国丰一号种子和冈优3551种子的排种性能;当排种轮转速在15～30r/min时,3种球度水稻种子的排种合格率在84.01%～87.91%之间;当排种轮转速大于30r/min时,随着排种轮转速增加,排种合格率显著下降。在此基础上,选用不同球度的5个水稻品种种子为试验材料,选取排种轮转速和种子球度为试验因素,以排种合格率、漏播率和重播率为评价指标,采用二次回归正交旋转组合设计,进行排种器台架试验。利用Design-Expert 8.0.6软件对试验结果数据进行分析,建立排种性能指标与排种轮转速和种子球度之间的回归方程,得到响应面图,并对仿真结果进行验证。根据回归方程进行优化,得到最佳工作参数:排种轮转速为27.12 r/min、种子球度为44.61%,此时,排种合格率为83.90%、漏播率为5.43%、重播率为10.67%,排种性能最佳;排种器台架试验结果与仿真结果基本相同,排种性能随排种轮转速和种子球度的变化规律一致。田间试验结果表明,排种器对各尺寸等级水稻种子的排种性能皆满足水稻精量穴直播的播种要求。研究结果可为滑片型孔轮式精量排种器的结构优化及排种性能提升提供参考。

正负气压型孔轮组合式谷子穴播排种器设计与试验

针对现有谷子穴播排种器播种时存在堵孔、排种盘高转速时充种率低及排种均匀性差等问题,结合谷子穴播农艺要求,设计了一种正负气压型孔轮组合式谷子穴播排种器。对排种器关键部件参数进行设计计算,通过理论分析建立了种子在流场中和充种区的力学模型。为了获得最佳的排种器性能参数,以型孔轮转速、真空度、吸孔直径为试验因素,以合格率、重播率、漏播率为评价指标,进行了三因素五水平二次正交旋转组合试验,采用多目标优化方法,确定了当吸孔直径为1.04 mm、真空度为2.10 kPa、型孔轮转速为22.46 r/min时,合格率为93.14%,重播率为3.48%,漏播率为3.38%。对优化结果进行验证试验,验证结果与优化结果基本一致。田间播种试验表明,该排种器合格率为88.2%、重播率为4.9%、漏播率为6.9%,各项指标均满足谷子穴播农艺要求。

转速对偏心轮型孔轮式排种器排种性能的影响

针对目前播种高速作业的要求，通过实验室台架试验研究偏心轮型孔轮式排种器排种速度对排种质量的影响．结果表明：排种器转速为18—45r／min时，其各项排种性能较为稳定，排种质量较好．通过对排种器转速与播量、排种均匀性和破碎率之间的关系曲线及其各行排量一致性和总排量稳定性变化情况的分析，验证了排种器结构的合理性和该类型排种器用于高速作业的可行性．

基于三维打印的型孔排种轮制造技术

型孔排种轮是机械式排种器的核心部件,利用传统方法加工不规则型孔很难满足精度和成本的要求。三维打印(3DP)技术不同于传统加工方法,其是从零件的CAD模型出发,直接打印出物理实体。本文运用三维软件Pro/E对型孔排种轮进行建模,把模型文件导入三维打印机前处理软件内进行分层处理,并通过三维打印机打印出物理实体。三维打印技术缩短了试制时间,并且不受零件复杂程度的限制,制造出的型孔排种轮加工精度满足要求,该技术在复杂农机产品设计与制造中应用前景广阔。

840D车轮辐板孔裂纹成因的强度及疲劳分析

采用大型通用商业分析软件Abaqus及Ansys,计算840D车轮在典型工况下的应力分布。计算分析表明:在坡道制动、机械载荷和停车制动3种典型工况作用下车轮辐板孔外侧处于受压状态,内侧处于受拉状态,而且应力幅值较大,是疲劳薄弱点;坡道制动工况与机械载荷工况的组合作用,是车轮辐板孔边产生高应力的主要因素;在相同制动工况下,车轮辐板孔边应力随着轮辋厚度的减小而增大,随着辐板孔向轮辋偏移量增大而增大;机械载荷工况与坡道制动工况的组合作用是导致各种车轮辐板孔疲劳裂纹萌生的主要原因;机械载荷工况与停车制动工况的组合作用对车轮辐板孔边萌生疲劳裂纹的影响相对较小。

基于响应面法的电控可调节窝眼轮式排种器的优化设计

为满足大豆小区播种机精密排种的需求,改进一种电控窝眼轮式精密排种器选取传送带速度、落种高度和控制排种器转速的脉冲当量3个影响因素,采用响应面法Box-Behnken Design (BBD)模型,以合格指数为评价指标进行试验,考察排种器工作过程中不同影响因素间交互作用对排种性能的显著性,并找到电控窝眼轮式排种器最佳工作参数。结果表明:脉冲当量、传送带速度及二者交互作用均对排种性能试验影响显著。通过BBD模型获得的排种器最佳工作参数为:脉冲当量为2 848,落种高度为135.85 mm,传送带速度为0.52 m·s^-1,此时的合格指数最大值为99.52%。通过试验验证,实际合格指数最大值为99.27%,和模型预测值之间的相对误差为0.25%,表明该模型拟合度较高,可用于电控可调节窝眼轮式排种器排种性能试验的分析和预测。

斜窝眼偏心轮式排种器主要部件的设计

斜窝眼偏心轮式排种器通过整体结构设计,依靠种子重力、相互挤压力和斜窝眼实现自动充种,依靠种子自身重力和内置偏心轮实现排种和自动清种。窝眼的上半部分设计成倾斜状,下半部分设计成垂直状。根据农艺要求,选定排种轮的直径为100mm,得出排种轮角速度为4rad/s,排种轮转速为0.64rad/s,播种的籽粒数为35个/m,排种轮上窝眼数目为24个,且为两排交错排列,相邻窝眼间的夹角为30°。为确保准确清种,推种轮上的推种齿每排的齿数设计为8个,共两排,两排之间的距离为5mm。经反向验证得出排种的粒距为35mm,符合双低油菜播种间距30～50mm范围的标准。

轮盘式液态肥穴播深施机设计与试验研究

液态肥穴播深施是利用高压液柱冲击土壤,通过精确控制流体喷射进行肥料定向深施的一种农机农艺新方法。为此,设计并研制了一种轮盘式液态肥穴播深施机,并通过土槽试验研究了液态肥穴播深施的可行性、成穴的基本规律及合适的工作参数范围。设计的开穴施肥轮上分布着多个导流开穴器,当导流开穴器插入土壤后,端面凸轮控制其开启,经过增压的高压液态肥沿导流开穴器射入土壤,解决了液态肥施肥过程中作业速度低、喷肥孔易堵塞及施肥量调节复杂等问题。研制了施肥机工作参数的试验测试系统,通过正交试验确定了其工作压力、流量和转速的最佳参数。试验表明:当压力取0.3MPa、节流阀开度为50%、转速为30r/min(对应机具速度0.86m/s)时,施肥量可满足设计要求。田间试验表明:轮盘式液态肥穴播深施机对覆膜、秸秆覆盖地、免耕地等作业环境有很强的适应性,比普通喷洒施肥节约肥料42%、提高作业效率30%以上。本研究为液态肥的深施肥作业机具研究和田间追肥农艺改进提供了参考。

限制充种姿态-正负压式小麦精密排种器设计与试验

针对目前小麦种子尺寸小、形状不规则导致传统排种器存在漏充率高、充种合格率低等问题,设计了一种限制充种姿态-正负压式小麦精密排种器。排种器基于限制种子充种姿态的原理,增设弧形辅助充种板和搅种盘,使种子长轴与型孔长轴近似位于同一平面,在正负压良好充种的基础上获得更佳的单粒充种性能。通过对充种过程及种子田间分布情况的分析,计算确定排种器关键结构参数:型孔列数3列,每列型孔个数30个,型孔长度8 mm、宽度5 mm、深度3 mm;并采用EDEM软件进行仿真试验,确定了弧形辅助充种板的最优角度为5°。在此基础上,利用Design-Expert软件,以型孔轮转速、真空度、搅种盘转速为试验因素,以充种合格率、漏充率、重充率为评价指标,进行三因素三水平二次回归正交试验。通过构建回归方程及响应面数学模型,分析了各试验因素对排种器充种性能的影响,且对试验参数进行综合优化,确定最佳参数组合:型孔轮转速66.27 r/min、真空度3.52 kPa、搅种盘转速52.00 r/min,并进行试验验证,得到排种器充种合格率为92.70%,漏充率为3.47%,重充率为3.83%。该排种器满足小麦精密播种对排种器的性能要求。

新型皮带轮的结构设计

针对现有的皮带轮轮圈散热不好及皮带易滑脱等问题,研制了一种新型皮带轮:皮带轮的轮圈上设置有散热孔,皮带轮高速旋转带动皮带运转时摩擦产生的热量可以很好地通过该散热孔散热,避免了现有技术中通过增加附属装置来散热的麻烦;轮圈截面设计为向内凹陷的弧面或三角斜面,避免了因皮带脱落造成不必要停机带来的损失。实践证明:改进后的皮带轮结构简单、制造成本低、延长了皮带的使用寿命。