智能化掘进机悬臂和铲台机构关联位置干涉解算模型

智能化悬臂式掘进机在工作状态感知与控制过程中悬臂和铲台机构关联位置干涉,而现有悬臂式掘进机防干涉碰撞的研究主要是基于单一的控制方法,将防干涉碰撞条件融入到控制中的较少。针对上述问题,提出了一种悬臂和铲台机构关联位置干涉解算模型。基于多自由度悬臂式掘进机悬臂和铲台机构运动过程中的相对空间位置关系,将悬臂机构简化为分段空间直线、铲台机构简化为空间平面,根据悬臂边界等效分段空间直线上特定点和截割刀具边界点至铲台等效空间平面的距离,判断悬臂与铲台是否干涉。悬臂与铲台机构关联位置干涉解算模型应用实例表明:当铲台处在中位状态时,主悬臂和辅助悬臂无相对摆动下,悬臂和铲台不发生干涉碰撞的极限约束条件为主悬臂下摆动位置角不超过29.5°,截割刀具卧底量不超过42 mm;主悬臂和辅助悬臂协同摆动下,悬臂和铲台不发生干涉碰撞的极限约束条件为截割刀具卧底量不超过163 mm。悬臂和铲台机构关联位置干涉解算模型为悬臂与铲台干涉碰撞全域预测预警的数字化与智能自主控制奠定了基础。

分层深松铲型配置参数对牵引阻力的影响

分层深松采用前后铲分层作业方式,深松后土壤更松碎,土层不发生改变。文章利用深松铲阻力测试装置,研究分层深松铲型配置参数对牵引阻力影响。结果表明,后铲25 cm深松深度,铲型组合为箭型-凿型时,分层高度差为11.5 cm、铲距为34.5 cm时牵引阻力最小;通过凿型、箭型、双翼型不同铲型组合及单层深松牵引阻力对比分析表明,深松深度相同时,分层深松前后铲型面积和越大阻力越大,分层深松阻力一般大于单层深松;分层深松交换前后铲型试验得出,深度相同时,凿型-双翼型、箭型-双翼型组合阻力分别小于双翼型-凿型、双翼型-箭型组合,而箭型-凿型组合阻力却与凿型-箭型组合十分接近。

振动式阶梯铲状马铃薯挖掘机作业性能试验

为获得振动式阶梯铲状马铃薯挖掘机最佳作业参数,依据振动减阻收获机理,通过改变影响振动式阶梯铲状马铃薯挖掘机收获作业性能指标的4个主要作业参数:整机前进速度、挖掘深度、挖掘铲长度、曲柄偏心距,以挖掘机损失率、明薯率及伤薯率为评价指标进行马铃薯挖掘性能试验。结合正交试验研究,应用综合评分法得出了振动式阶梯铲状马铃薯挖掘机作业时各参数的最优组合,即:整机前进速度为0.55m·s-1、挖掘深度为210mm、挖掘铲长度205mm、曲柄偏心距为6mm。按照该最优组合作业参数进行试验验证,结果表明,该马铃薯挖掘机明薯率为97.6%、伤薯为3.9%、损失率为3.5%,符合马铃薯收获机质量评价技术规范要求。

铲式正断层几何形态定量预测与应用——以南黄海盆地南部拗陷为例

受众多因素的影响,南黄海盆地南部拗陷中深部地震资料品质较差,对于主控断层深部几何形态及其滑脱深度认识不清,从而导致对上盘深部地层产状、内部构造缺乏正确的认识.为了确定主控正断层在深部的几何形态,以研究区内2条典型的主控正断层为例,综合利用断层浅部资料、上盘当中对比标准层资料及倾斜剪切角,采用倾斜剪切法对断层深部的几何形态进行预测.结果表明:倾斜剪切法模拟的主控断层深部几何形态与现实情况符合度高,具有较好的应用效果.将该方法推广到南黄海盆地南部拗陷的地震解释中,可以提高解释准确度,加深对该地区构造特征的认识.

2种马铃薯挖掘铲的对比分析

马铃薯挖掘机挖掘铲的结构直接影响着挖掘机的入土性能、碎土性能、动力性及刚度,在含水率约为12.6%的黄绵土中对三角形平面铲和栅条式挖掘铲的入土性能和碎土性能等方面进行对比分析.结果表明:栅条式挖掘铲挖掘效果优于三角形平面铲,动力性能好;且栅条式挖掘铲的栅条对土壤有拱碎作用,能够减少进入分离装置的土壤量,有利于土薯分离.

揭膜式残膜回收机的设计研究

针对目前新疆地区白色污染和二次污染严重、现有的残膜回收机拾净率低及残膜无法回收利用等问题,从改变地膜厚度入手,设计出了一种新型的揭膜式残膜回收机。该机型采用对辊挤压原理,将传统的搂膜扎膜等收集残膜的方式转变为揭膜卷膜,从而保证了机器工作过程中的稳定性和收膜过程的连续性。同时,对其关键装置进行了参数设计和运动学分析,并进行了田间试验。结果表明:该机型残膜拾净率高达96.8%,对土壤环境的保护有显著效果。

稻油轮作区铲锹式油菜直播种床整备机设计与试验

针对长江中下游稻油轮作区土壤黏重板结、秸秆量大等问题,油菜直播种床整备采用传统旋耕方式常导致耕层浅、埋茬效果不足和平整度较低的实际问题,本文结合油菜种植农艺要求,设计了主动铲锹切土、抛土,并集成被动式开畦沟、碎土、平整厢面装置,实现适宜油菜直播的土壤翻耕、碎土、秸秆埋覆、平整等功能的铲锹式种床整备机;根据铲锹入土角、耕深、切土节距等要求,建立了曲柄连杆机构运动学模型,基于Matlab软件分析得出曲柄连杆机构结构参数;根据铲尖运动轨迹、切土节距、沟底凸起高度等要求,确定了左右交错式铲锹和螺旋式的曲柄排列方式,开展了机组运行参数的匹配设计,得出了机组前进速度v_(m)为0.4~0.5 m/s、曲柄转速n为240 r/min;同时开展了土壤被铲锹抛出后运动过程分析,确定了罩壳安装参数;建立了基于离散元方法的耕作部件-土壤-秸秆相互作用仿真模型,应用EDEM与ADAMS软件耦合分析了机具的秸秆埋覆性能,仿真结果表明,平均秸秆埋覆率为91.64%,可实现秸秆深埋还田。田间试验表明,在高茬水稻秸秆工况下,铲锹式种床整备机的平均作业耕深为215.3 mm,与传统旋耕方式相比,平均耕深提高99.2 mm;秸秆埋覆率为89.43%,相比传统旋耕方式的埋覆率提升了27.61个百分点,且机组无缠绕和堵塞,通过性好,整机作业质量达到稻茬地油菜直播种床整备的要求。

回转式日粮混合机混合机理分析与性能试验优化

针对我国日粮混合机机理研究及自主设计不足的问题,结合我国畜牧业发展的实际需要,设计了一种在筒体内壁安装抄板的回转式日粮混合机,实现日粮的均匀混合。为揭示其混合机理,利用回转式日粮混合试验装置,借助高速摄像技术对其混合过程进行了观察和分析,结果可知:按筒体内物料颗粒群运动特征可将物料分布区域划分为提料区、抛落区、回料区,其中抛落区是主混合区,其物料以剪切混合为主、以扩散与对流混合为辅,且各个区域的位置、大小、形状受结构和运行参数的影响很大;同时,以筒体转速、物料装载率、混合时间、抄板安装角和抄板高度为试验因素,以变异系数、净功耗为评价指标,采用五因素五水平(1/2部分实施)正交旋转组合试验方法进行了性能优化试验,并确定其最佳参数组合为:筒体转速23.5 r/min、物料装载率65%、混合时间4 min、抄板安装角11°、抄板高度109 mm,此时变异系数、净功耗分别为2.09%、33.734 kJ,比优化前分别降低了64.4%和15.1%。

果园凿型铲式深松机优化设计与试验

针对目前我国果园深松机深松铲的铲柄与机架联接处经常由于强度不够而出现变形、断裂和损坏等现象,设计了一种凿型铲式深松机。采用CATIA对凿型铲式深松机三维建模,运用ABAQUS、ISIGHT与FE-SAFE软件对凿型铲式深松机数字化模型进行结构优化设计与疲劳寿命分析。田间试验结果表明,轻量化后的深松机作业时,当前进速度为2.1 km/h、耕深为350 mm、土壤含水率为15%时,强度性能扭矩最小,深松效果最佳。通过软件ISIGHT的优化设计及FE-SAFE的疲劳寿命分析后,整机质量由0.55 t降低到0.45 t,降低了16.4%,实现了轻量化设计,为果园深松机的自主研发提供一定的参考。

基于钉刺式残膜回收机中起膜铲的设计分析

对钉刺式残膜回收机的关键部件(起膜铲)进行了详细设计,对起膜铲的3种铲柄进行了受力分析,得知倾斜式铲柄和弯曲式铲柄比直腿式铲柄受到的阻力要小;倾斜式铲柄与弯曲铲柄的受力大小主要和本身倾斜角度有直接关系。同时,对起膜铲的铲刀进行了受力分析,得出铲刀的倾斜角度大导致起膜铲所受到的阻力大的结论。

一种撮铲式水分快速测定仪

少量样品的非破坏性水分快速、准确测定 ,是粮食、种子、医药等行业亟待解决的关键技术之一。本文探讨了含水介质的交流导电特性 ,在发现含水介质导电浴盆效应的基础上提出了撮铲式水分快速测定仪的测量原理 ,研制成功了撮铲式水分快速测定仪。实测结果表明 ,仪器准确度高、重复性好 ,能满足少量样品的非破坏性水分快速。

振动式挖掘部件的设计

通过对马铃薯收获机振动式挖掘部件的研究,研制了一种新挖掘部件,解决了固定式挖掘铲作业时产生的壅土现象,提高了碎土能力,降低了牵引阻力,明显提高了生产率和作业质量。

弹齿对辊式玉米根茬收获机的设计与试验

玉米根茬是一种极具开发性的清洁生物质燃料,为充分利用玉米根茬,研制了一种玉米根茬收获机。其采用偏置式铲刀、弹齿对辊式根茬捡拾与根土分离机构,一次性完成玉米根茬的挖掘、捡拾、脱土等收获环节。为此,以玉米根茬挖掘率和脱土率为性能指标进行田间试验。试验表明,研制的玉米根茬挖掘收获机性能满足使用要求,解决了人工挖掘劳动量大了田间焚烧造成土壤板结和环境污染等问题,为我国生物质资源利用的农业装备制造业提供了技术装备支撑。

基于ANSYS Workbench的S型松土铲模态分析

在分析了S型松土铲结构特点与工作过程的基础上,利用三维CAD软件Pro/E,绘制S型松土铲的实体模型,通过有限元分析软件ANSYS Workbench对S型松土铲进行了模态分析,得到了S型松土铲的前6阶模态振型图,分析的结果为优化S型松土铲的结构和改善性能提供了理论参考。

基于离散元法的砖红壤斜柄折翼式深松铲设计与试验

针对深松整地装备应用于海南省热带农业区香蕉地时,存在作业阻力大、松土面积小及地表平整度差等问题,本文基于海南香蕉地砖红壤土的物理特性,设计一种可有效降低作业阻力的斜柄折翼式深松铲。运用离散元法建立3层土壤颗粒虚拟仿真土槽模型,使用Hertz-Mindlin with JKR接触模型进行了斜柄折翼式深松铲与直柄凿式深松铲的作业性能对比仿真。结果表明,在确保深松效率的前提下,进行了深松铲最佳作业速度仿真试验,得出斜柄折翼式深松铲的最佳作业速度区间为3.24~3.96 km/h;相较于直柄凿式深松铲,斜柄折翼式深松铲工作阻力降低了16.2%,地表平整度提高了25.9%,深松后沟槽宽度减小了36.3%;田间试验结果表明,斜柄折翼式深松铲和直柄凿式深松铲在耕作阻力、地表平整度、深松沟槽宽度实测值与仿真值之间的误差不超过2%,仿真结果可靠性高。仿真分析与田间试验表明,相较于直柄凿式深松铲,斜柄折翼式深松铲在作业过程中对地表轮廓破坏较小,能有效降低对土层的扰动并增大松土面积,作业后地表平整度高、沟槽宽度小,从而能够更好地适应热带农业区香蕉地的作业环境。

船形铲式蔬菜种植开沟器的设计

根据开蔬菜种植沟的农艺要求,创新了船形铲式开沟器的结构和工作原理,确定了入土角、入土隙角、铲头张角、铲刃最小半径、船头前倾角、铲头长度、船身长度为作业性能影响参数。在根据性能参数值绘制开沟器的型线图的基础上,用UG软件设计了一种船形铲式蔬菜种植开沟器,并对开沟器进行了作业曲面的光顺性检查改进和开沟过程中受力性能的有限元分析优化,最后3D打印出开沟器模型以供评测和指导量产。

胶东三山岛北部海域超大型金矿床的发现及其构造-岩浆背景

胶东是我国最重要的黄金基地,近年来深部和海域隐伏区找矿又取得重大突破。尤其是,在莱州三山岛北部发现了海域超大规模金矿床。这一矿床与位于其南侧的三山岛矿区的深部主矿体相互连接,实际上为同一矿体,矿体全长超过3km,最大斜深超过1.7km,金资源总量超过500t,是我国规模最大的单一金矿体。矿床赋存于三山岛断裂下盘,为破碎带蚀变岩型金矿。其规模最大的4号矿体,赋存标高-796^-1736m,矿体走向长1446m,倾向最大延深1072m,平均厚度30.91m,平均品位5.23g/t。矿床由浅部矿体群和深部矿体群组成,二者均分布于控矿断裂倾角平缓和由陡变换的转折部位,构成由浅部至深部的台阶式分布特征,称之为阶梯式成矿模式。浅部第一台阶矿体赋存于-600m标高深度以上,矿体倾角25°~50°;深部第二台阶矿体赋存于-1000m标高以下,矿体倾角35°~40°。第一台阶与第二台阶的矿化特征有差异,后者矿体资源量多、规模大、厚度厚、品位高。控矿断裂——三山岛断裂的产状变化大,沿走向S形拐弯特征明显,沿倾向总体上显示浅部倾角陡深部倾角缓的铲式特点,且呈现倾角陡、缓交替变化规律,形成阶梯式断层。断裂下盘变形强,构造带厚度大;沿倾斜方向由浅部至深部,断裂带宽度变大、韧性变形特征增强、成矿空间增大,矿体厚度增大。这些特征指示,三山岛断裂具有铲式正断层性质。三山岛断裂的形成可能与郯庐断裂活动有关,郯庐断裂于早白垩世发生左行走滑时,在其东侧产生SEE向的伸展作用,形成了包括三山岛断裂在内的胶东地区的伸展构造。胶东侏罗—白垩纪岩浆活动强烈,玲珑型花岗岩、郭家岭型花岗岩、伟德山型花岗岩、崂山型花岗岩的地球化学特征研究表明,该区经历了由华北-扬子构造体系向欧亚-太平洋构造体系和由挤压机制向伸展机制的转换,由EM1型富集地幔向EM2型富集地幔演变。金矿的同位素年龄与壳幔混合源伟德山型花岗岩及相关中基性脉岩的形成时代一致,均形成于早白垩世。早白垩世岩浆活动在金成矿中起到了"热机"作用,使围岩中的金活化,并将地幔中的金携带上来,提供了部分成矿物质。白垩纪,中国东部软流圈上涌,构造岩浆活动强烈。在胶东地区,受早白垩世壳幔混合型大规模深部岩浆热隆影响,侏罗纪形成的壳源型玲珑岩基强烈隆升,其上覆的变质岩层发生大幅度拆离滑脱,形成拆离断层,三山岛断裂、焦家断裂和招平断裂均是热隆-伸展体制下的铲形下滑断裂,属拆离断层的组成部分。这种热隆-伸展构造为金矿成矿提供了有利条件,岩浆活动为金矿形成提供了适宜的物源、热源和流体,伸展拆离构造为金矿成矿提供了有利空间,构造、岩浆、流体的耦合造成了胶东型金矿大规模成矿作用。

1SZ-1型振动式深松机的设计

为降低国产深松机的能耗,运用理论分析与试验相结合的方法,优化1SZ-1型振动式深松机的结构和动力参数。在介绍振动式深松机工作原理和总体结构的基础上,综合各方面的因素,确定机具的主要工作部件及其参数。

晶闸管在WK-4型电铲磁放大器系统改造中的应用

本文主要论述了攀钢矿业公司石灰石矿原有的两台WK-4磁放大器励磁电铲改为晶闸管励磁电铲的方案、方法及具体措施,改造后提高了该电铲的作业绩效,取得了良好的经济效益,为同类设备的改造提供了较好的参考方案,具有一定的生产实际应用价值。

基于EDEM仿真与SolidWorks Simulation的凿式深松铲有限元分析

应用EDEM建立了凿式深松铲的土壤深松离散元仿真模型,并对其土壤深松过程进行模拟仿真,获得深松铲耕作阻力载荷数据,应用SolidWorks Simulation对深松铲进行有限元静力学分析,获得模型的应力分布及变形位移。结果表明,模型的应力集中主要位于深松铲尖与铲柄的连接处,且模型最大应力88.6 MPa,小于材料用应力,满足强度设计要求;同时,对深松铲进行恒幅疲劳分析,疲劳分析损坏百分比为1.668%,疲劳生命周期4.16万h,满足疲劳分析强度设计要求。