红花丝采收机扶禾器升降装置设计及仿真分析

新型自走式红花丝采收机工作效率受到扶禾器与红花植株的相对位置影响。为此,针对红花丝采收机在采收时保持扶禾器与红花花丝相对位置,设计了一种仿形升降装置,使扶禾器工作达到效率最大化。对仿形装置进行受力及伸长量变化率分析,确定机构尺寸及伸长量变化率与位移的关系。综合考虑力学与位移,确定各液压杆的长度变化范围为600~1 050mm,辅助液压缸的长度变化范围400~500mm,纵向仿形量可达到5 0 0 mm,横向仿形量可达到4 0 0 mm。通过ADMAS仿真进行纵向仿形和横向仿形,纵向仿形量可达到5 8 0 mm,横向仿形量可达到410mm,满足机械式红花丝采收机的运动仿形。该机构为研制机械式红花丝采收机提供了依据。

梳夹式红花采收机液压系统设计

针对目前红花的采收效率低下,主要依靠人工采摘等问题,设计一种梳夹式红花采收机;结合红花植株高低不同和地形变化,设计一种可实现驱动红花采摘头工作以及可以随时根据地理环境调整红花采摘头转速的液压系统;采摘头转速范围为60~150 r/min,并可以根据植株的高低对采摘装置进行升降调节。通过工况分析和理论计算,对红花采收机液压系统主要元件进行选型,确定液压缸内径为80 mm,活塞杆直径为56 mm,选行程为350 mm。根据系统需求确定液压泵排量为45 mL/r。通过对液压系统的性能验算,可知液压系统压力损失为0.39 MPa,满足系统设计要求,通过对梳夹式红花采收机液压驱动系统仿真分析,仿真结果表明液压马达扭矩为515 N·m,与理论计算值509 N·m大小基本相符,满足采收机对动力的要求。为梳夹式红花采收机的研发提供理论依据。

梳夹式红花采收装置机组凸轮安装角度参数优化试验

【目的】为优化提高梳夹式采收装置采收红花时的作业质量和效率.【方法】以新疆‘裕民’无刺红花为试验对象,利用实验室研制的梳夹式红花采收试验台进行试验,以四组梳夹式采摘头各自对应的端面凸轮安装角度为影响因素,以整株采净率、掉落率和采摘质量度为评价指标,进行了四因素五水平正交旋转中心组合优化试验,通过Design Expert 10 (32-bit)软件,得到最优参数组合.【结果】从顶部开始至机组底部四组凸轮安装角分别为2°,10°,25°,40°,选取花球开花后1~5 d的新疆‘裕民’无刺红花(含水率≥44.6%)进行采收试验,试验结果表明:在该优化参数组合下,整株采净率为77.27%,掉落率为2.62%,采摘质量度为0.9.【结论】试验表明梳夹式红花采收装置满足红花采收要求,可为梳夹式红花采收机具的设计提供参考依据.

梳夹式红花采摘试验台的设计与试验

目前,红花丝的采摘主要靠人工采摘,劳动强度大,效率低,严重限制了红花产业化发展。为实现红花丝机械化采摘,研制了一种梳夹式红花采摘试验台。采摘试验台主要由控制箱、采摘头、动力传动系统及限位机构组成,采用端面凸轮与梳夹齿组合的方式,由限位杆将花球固定在合适的采摘位置,定、动梳齿夹紧花丝一并旋转,实现红花花丝与果球的分离。试验台旨在为红花采摘机的研制提供试验测试平台,工作性能稳定,为梳夹式红花丝采摘机的设计提供了基础条件。

梳夹式红花采收装置机组布局参数优化试验

为提高梳夹式采收装置的作业质量,利用实验室研制的梳夹式采收装置试验台,以新疆裕民无刺红花为试验对象,以顶部位置差、顶部高度差、中间位置差和中间高度差为影响因素,以整株采净率、含杂率和采摘质量度为评价指标,进行四因素五水平正交中心组合优化试验。通过Design Expert 10(32-bit)软件,建立了评价指标和各影响因素的数学回归模型,分析了显著因素对评价指标的影响,确定了最优参数组合为:顶部位置差198mm,顶部高度差108mm,中间位置差200mm,中间高度差135mm。在该参数组合下,取植株顶部80%以上花球开花后1~5天的红花(含水率≥44.6%)进行花丝采摘试验,结果表明:整株采净率为79.55%,含杂率为1.52%,采摘质量度为0.9,效果理想。本研究为梳夹式红花采收机具的设计提供了参考依据。