自带动力式秸秆还田联合作业机设计及试验

针对新疆地区小麦秸秆还田作业时,现有耕整设备集成化低、作业质量差、周期长、需配套大功率拖拉机等问题,设计了一种自带动力式秸秆还田联合作业机.分析了整机结构并计算了所需配套动力、牵引力大小、旋耕刀辊直径,利用EDEM离散元仿真软件,建立土壤-秸秆-旋耕刀辊仿真模型,对螺旋形排列刀辊秸秆还田率、平整度、碎土率进行分析,以刀辊转速、作业速度、旋耕深度为试验因素,以秸秆还田率、旋耕扭矩为评价指标,开展三因素三水平正交试验,对试验结果进行方差分析和二次回归拟合得到最优旋耕刀辊作业参数,采用田间试验对理论设计和仿真模型进行验证.该机具在刀辊转速为268 r/min、作业速度为0.85 m/s和旋耕深度为10.0 cm作业条件下,碎土率为90.77%、秸秆还田率为91.38%、地表平整度为1.04 cm.结果表明:所设计的自带动力式秸秆还田联合作业机,一次作业可实现深松、细碎、秸秆还田、平整、镇压功能,使土壤达到待播状态,作业性能出色,各项性能指标均优于相关农艺要求和技术标准.

基于Creo的吹瓶机封口凸轮研究

为了提高全自动旋转式吹瓶机的稳定性,对其封口凸轮进行优化设计。对封头组件的运动过程进行分析,根据组合摆线运动规律,使用Creo软件进行曲线编程,获得封口凸轮曲线。对封口凸轮曲线进行压力角分析、最大加速度验证,并对封口凸轮实物进行试验验证。结果显示,采用组合摆线运动规律设计封口凸轮的吹瓶机单腔平均产能为2750瓶/h,整机平均噪声为78.90 dB(A);和普通方法设计封口凸轮的吹瓶机对比,分别提升22.2%和降低6.18 dB(A)。研究为机械行业的凸轮设计提供借鉴。

1GSZ-350型灭茬旋耕联合整地机的设计与试验

为了适应大马力拖拉机对配套农机具的需求,在分析研究中小型单一和组合作业模式整地机的基础上,设计研制出一种集灭茬、旋耕和深松于一体的宽幅联合整地机,并进行了单一和联合作业的试验。试验表明,该机具在作业时能够充分发挥大马力拖拉机的作业效率,减少拖拉机的功率消耗,节能约14.3%;机具配置的灭茬刀、深松铲和旋耕刀排列合理,保墒效果明显,碎土率和灭茬率高达95%。该机属于高效节能型机具,为研究大型农机具提供了参考。

喷砂预处理在铸铁零件修复中的应用研究

应用二次旋转组合试验进行试验设计 ,建立了喷砂距离、喷砂压力、喷砂角度与涂层和基体间结合强度的数学模型 ,通过降维分析了它们对结合强度的影响规律。结果表明 :选用优化的预处理工艺进行粗化 ,电弧喷涂涂层与铸铁基体间的结合强度可满足一般使用要求。

立旋刀式深松联合耕整地机的设计与试验

深松联合耕整地机是由多种土壤耕作部件组合而成的复式作业机械,适用于北方干旱半干旱地区,以深松为主,兼顾表土松碎,松耙结合,既可用于隔年破除犁底层,又可用于形成上松下实地全面深松,一次进地可以完成深松、灭茬、旋耕等多项作业,提高了效率,降低了成本,减少了机具对土壤的频繁耕作而导致的各种消耗,改善了土壤的物理性质,促进了作物的生长。但是,深松联合整地机作业过程中尚存在土块过大,土层中存在较多较大空隙,不利于作物根系的扎根生长和农田的蓄水保墒。为了提高土壤的蓄水保墒能力,达到较好的松土与碎土效果,在对国内外深松整地机械调研基础上,研制了一种带有立旋刀工作部件的深松联合耕整地机,对深松铲柄、铲头、立式旋刀等主要工作部件进行了结构设计和参数优化。通过田间试验,对免耕(土壤不进行任何处理)、常规深松整地、带有立旋刀的深松联合整地三种不同耕作方式下的土壤坚实度和土壤含水率变化进行测试,并应用Excel 2003,Origin 8.6和SAS 9.2统计分析软件对试验测试结果进行了数据处理与分析,研究结果表明:带有立旋刀的深松联合耕整地机深松>常规深松>免耕,说明研制的带有立旋刀的深松联合耕整地机能有效粉碎的土块,增强土壤的蓄水保墒能力。

旋转超声电解复合加工小孔流场仿真

为解决电解加工深小孔中电解液难以进入加工区和电解产物难以排出的问题,构建了内喷式旋转超声电解复合加工装置,进行了电解加工、旋转电解加工和旋转超声电解复合加工小孔的对比试验。试验结果表明,阴极旋转能明显提高孔的圆度,旋转超声电解复合加工具有最大的平均加工电流,所加工孔的直径、深度都为三者中最大,表明其材料去除率是最大的。在此基础上,利用有限元ANSYS CFX软件,建立了气液两相流三维气穴模型,分析了阴极旋转和阴极高频振动对电解加工流场、电场的影响。仿真结果表明:阴极旋转使得气泡在阴极表面聚集,不利于气泡的排出,阴极振动加速了电解液的运动,有利于气泡的排出,因此具有最大的材料去除率。

旋转超声电解复合加工小孔的仿真加工

为研究旋转超声电解复合加工小孔的成型过程,进行了旋转超声电解复合加工小孔试验,得到了不同加工时间孔的截面,并根据试验参数,进行了基于ANSYS的二维仿真加工和三维仿真加工。对小孔的入口直径、底面直径和加工深度进行了对比分析,结果表明由于三维仿真加工中采用了管电极,并考虑了电解加工中阴极超声高频振动对电解液电导率的影响,故其仿真结果更加接近试验值,间接证明了旋转超声电解复合加工小孔三维仿真加工的可靠性,展示了不同时刻的三维加工型腔,为旋转超声电解复合加工的成型过程和成型规律的研究提供了参考。

水田带状复式整地机关键部件设计与试验

针对水稻宽窄行栽培模式中苗床整地的技术特点,设计一种带状少耕整地复式作业机具,解决规模化水田整地作业的少、免耕技术问题,实现水田苗床间隔精细整地、浅松及条施肥复式作业。根据现有水稻宽窄行种植行距要求,通过对其带状旋耕部件运动学分析以及特殊旋耕刀片设计,确定了带状旋耕机构的关键参数,实现300 mm整地作业带,相邻300 mm区域为免耕带;通过EDEM离散元运动学仿真,运用正交旋转组合试验的方法优化多区段旋耕刀组最佳排列方式、机具的前进速度和刀轴转速。田间试验结果表明,水田带状旋耕复式整地机碎土率、地表平整度、单条耕作带宽、耕作带宽稳定性系数分别为92.97%、18.4 mm、300.9 mm、95.3%,满足规模化水稻苗床土壤整地要求。

1ZML-210深松型联合整地机的研制

为了解决传统联合整地机不能完成超深松的问题,在研究分析传统联合整地机的基础上,研制出可与大马力拖拉机配套的新型耕整地机具1ZML-210深松型联合整地机。该机具在灭茬刀轴和旋耕刀轴中间增加一组超深松装置。从而可以打破犁底层,提高土壤透气、透水性能,提高土壤抵抗自然灾害能力。该机具一次作业能够完成垄上灭茬、深松、旋耕、起垄、镇压等多项作业,使田面状况达到待播状态。通过田间试验表明:1ZML-210深松型联合整地机的保墒效果明显好于没有深松装置的联合整地机。

水田整地筑埂联合作业机变速箱的设计及其刀轴的模态分析

水田整地筑埂联合作业机可以使水稻种植过程中的整地筑埂作业实现机械化。本文对其变速箱进行设计,使其一方面通过四级齿轮传动将动力传递到旋耕刀轴,使其旋转;另一方面,通过安装在变速箱内的输出轴上的链轮,将动力传递到筑埂装置,使其上的推压成型辊旋转,将土壤最终压实成型。此外,本文运用ANYSY软件对旋耕刀轴进行模态分析,得到前八阶的固有频率和振型情况。结果表明旋耕刀轴的工作转速是250r/min,远小于最小固有频率值对应的转速,不会产生共振现象,变速箱的设计安全可靠。

基于MINITAB的旋转超声电解复合加工微小深孔试验研究

为解决电解加工微小深孔中电解液难以进入加工区及电解产物难以排除的问题,搭建了内喷式旋转超声电解复合加工试验装置,并基于MINITAB开展了微小深孔侧面间隙的试验研究。试验结果表明,加工电压、阴极裸露长度、进给速度和阴极转速对侧面间隙影响显著,且前两者对侧面间隙产生负效应,后两者对侧面间隙产生正效应,加工电压*进给速度、加工电压*阴极转速、加工电压*阴极裸露长度、进给速度*阴极转速对侧面间隙的交互作用显著,并得到了侧面间隙的数学回归模型,试验值与回归模型的相对误差为8.18%。在此基础上对模型进行优化,进行了响应曲面试验,并通过试验进行验证。优化结果表明,试验值与优化模型值相对误差为4.96%。通过控制阴极伸出长度能有效地减小加工孔的锥度,理论上可以将孔的锥度减小至零。所加工的微小深孔直径为4.007mm,深为67.5mm,加工电流稳定。

秸秆粉碎旋耕联合作业技术及机具的研究

针对国内常用的稻麦秸秆还田机具功能单一,作业质量不能满足农艺要求的现状,提出了一次作业完成稻麦秸秆(包括收获后撒布在田中的茎秆和收割后的根茬)粉碎、覆土还田和土壤旋耕的联合作业的设想,研究开发出了“1GJQN―165型秸秆粉碎—旋耕组合多用机”,并且对该机具的设计要点进行阐述。通过对该机具进行的稻麦秸秆、棉花秸秆的适应性试验,结果表明机具的作业质量完全满足农艺要求,粉碎质量符合相关标准规定。

关于旋耕机组加配成组合农具问题的研究

本文通过对国内外部分联合作业机具发展现状的分析,认为联合作业机具具有节能降耗、争取农时季节、提高作业质量等一系列优越性,其发展前景广阔.旋耕、播种、施肥等作业联合机具是联合作业机具重要形式之一,在旋耕机组上加配播种、施肥等部分,应从整个旋耕机系列的角度进行综合研究,可以开发出组合化即积木化系列产品,以提高产品“三化”程度和加速新产品开发的进程.

沿刀轴Z向控制方式摇臂铣加装C轴后的扩展应用

数控摇臂铣床加装转台C轴后再利用其摇臂做相对固定的主轴摆角即可实现摆头+摆台组合的五轴加工,从而使其加工工艺范围得到拓展,但针对摇臂铣Z轴运动控制方式的不同,其坐标转换的算法规则也不同。在使用Master CAM构建相适应的固定倾角五轴加工刀路的基础上,对沿刀轴Z向伸缩控制的机床结构模式,进行了后处理的算法修正,并通过VERICUT多轴仿真系统实施了验证。

深旋耕土壤高速气雾消毒联合作业机研制与试验

为了克服土壤中病菌影响农作物生长,提出一种将土壤深旋耕和土壤消毒的联合作业方法,并研发制造了实物样机.对本机传动系统进行设计,利用锥齿轮换向传动,7个圆柱直齿轮与水平夹角成15°人字形布置;其次对消毒结构设计,将药管从中空刀轴上方接入,通过刀轴旋转将药液扩散至土壤深层,同时设有表面喷药杆用于土壤表面施药;针对深旋耕功耗和牵引阻力大的问题,选用混合型因素、混合型水平均匀设计表U8(8^(2)×4^(2))和LS⁃DYNA对立式旋耕单刀辊切土过程进行虚拟仿真试验,刀辊的转速从100 r·min^(-1)依次按间隔100 r·min^(-1)取8个值,其运动速度从0.1 m·s^(-1)依次按间隔0.1 m·s^(-1)取8个值.刀片的形状分别为曲线形、矩形、三角形和弯扭状,旋耕刀排列方式为4对相邻两刀片螺旋角成90°、60°两种以及3对相邻两刀片螺旋角成90°、60°两种共4个水平.虚拟仿真试验结果表明:选用曲线形旋耕刀,排列方式采用3对旋耕刀且同一螺旋线上相邻两刀片螺旋角为90°的排列方式时,刀辊的切土扭矩最小,此时刀辊的运动速度对扭矩影响很小.田间试验结果表明:该样机最大耕深达到320 mm,耕深稳定性系数为94.484%,消毒均匀度为92.554%,而传统人工表面施药均匀度仅为72.546%,因此采用该样机可较好地实现土壤深耕和消毒的要求.

基于CFX的旋转超声电解复合加工三维流场仿真模型

为研究阴极旋转和高频振动对旋转超声电解复合加工流场的影响,文章利用有限元ANSYS CFX,建立了旋转超声电解复合加工孔类零件的流场仿真模型,分别分析了阴极旋转和阴极高频振动下加工间隙内的流场变化。分析结果表明,两种运动都能加速电解液的流动,有利于气泡的排出,且高频振动效果优于阴极旋转的效果,但过高的转速和振幅会造成气泡在阴极表面聚集,反而影响旋转超声电解复合加工,这为后续旋转超声电解复合加工技术研究提供了基础。

开沟旋耕机渐变螺旋升角轴向匀土刀辊设计与试验

针对长江中下游农业区开厢沟后旋耕作业地表平整度差、土壤轴向分布不均匀等问题,设计了一种渐变螺旋升角轴向匀土刀辊。分析了旋耕刀轴向运土力学条件,建立了匀土刀辊旋耕刀扰土体积参数方程和旋耕刀渐变螺旋升角排列螺旋线方程,并分析确定了影响匀土刀辊轴向匀土性能的关键因素为刀辊转速、旋耕切土节距、初始螺旋升角。运用离散元法模拟匀土刀辊作业过程,以耕后地表平整度为试验指标,以刀辊转速、旋耕切土节距、初始螺旋升角为试验因素,进行了正交试验,建立地表平整度回归方程。利用Design-Expert分析软件得到最优参数组合为:刀辊转速260 r/min、旋耕切土节距8.3 cm、初始螺旋升角71°,此时仿真地表平整度为17.35 mm。在最优参数组合下进行了田间试验,结果表明,匀土刀辊作业后,地表平整度、土壤轴向分布均匀度、耕深稳定性系数、碎土率的均值分别为14.5 mm、8.82%、92.34%、81.66%,整体耕整效果优于常用旋耕刀辊。

驱动犁翻与反转旋耕组合式油菜直播种床整理机设计与试验

针对稻-油轮作区秸秆茬高量大、土壤黏重板结且含水量波动大的作业工况,考虑单一功能耕作机械多次进地压实土壤且作业功耗大的生产实际问题,提出“犁组左翻埋茬、刀辊反转碎土、犁铧两侧开沟”的油菜种植种床整理工艺方案,并研制了一种驱动犁翻与反转旋耕组合式油菜直播种床整理机。该机主要由驱动圆盘犁组、反转旋耕刀辊、开畦沟前犁、开畦沟后犁、平土托板等部件组成,可实现厢面平整、种床细碎、秸秆还田、开沟作畦等功能,分析了各耕作部件的空间布局设计原则,确定了驱动圆盘犁组与反转旋耕刀辊的结构参数与工作参数。田间试验结果表明:该机作业后的种床耕深、畦沟沟深、畦沟沟宽、厢面平整度、种床碎土率以及秸秆埋覆率的均值分别为173.2 mm、190.2 mm、401.4 mm、11.6 mm、95.9%和90.2%,种床耕深稳定性系数、畦沟的沟深稳定性系数和沟宽稳定性系数的均值分别为85.6%、86.7%和84.6%,满足油菜机械化直播种床整理农艺要求。

1ZQHF-350/5型前后分置悬挂式联合整地机

设计了一款前置灭茬深松、后置旋耕的悬挂式联合整地机。简述了整机结构和工作原理,灭茬、深松、旋耕和镇压起垄部件设计以及动力传递系统方案。整机试验表明,1ZQHF-350/5型联合整地机能够提高拖拉机稳定性;较单独后悬挂式同幅宽整地机,油耗降低6.2%,碎土率提高2.3%,破茬率提高5.8%。

玉米机械化整地机具探讨

整地机械化是玉米生产全程机械化不可或缺的部分。介绍适于辽宁省的玉米机械化整地技术,探讨相关适用机具的型号、种类、结构及特点,为提高辽宁省的玉米种植机械化水平提供参考及借鉴。