保育猪饲喂器设计与排料性能试验

为促进我国生猪养殖业的规模化发展,改善保育猪饲喂器排料均匀性及单位时间内排料量,在保证饲料以整体流方式排料的情况下,设计了一种保育猪饲喂器。阐述了总体结构组成和工作原理,对出料口盘和排料拨片进行了动力学与运动学分析。以影响饲喂器排料性能的主要因素为试验因素,以饲喂器排料均匀性指标变异系数和排料能力指标流量为评价指标,应用EDEM软件进行虚拟正交试验,并基于Design-Expert 8.0.10软件对模型进行多目标优化获得最优参数组合,结果表明:当主轴转速、出料口直径、斗壁倾角和充满系数分别为45 r/min、110 mm、65°和65%时,变异系数和流量分别为3.96%和165.93 g/s。依据以上优化参数研制饲喂器,并经试验表明:颗粒饲料流动方式为整体流;变异系数为3.62%,流量为149.13 g/s,饲槽内颗粒饲料分布均匀且排料效率较高。     

保育猪饲喂器设计与排料性能试验

为促进我国生猪养殖业的规模化发展,改善保育猪饲喂器排料均匀性及单位时间内排料量,在保证饲料以整体流方式排料的情况下,设计了一种保育猪饲喂器。阐述了总体结构组成和工作原理,对出料口盘和排料拨片进行了动力学与运动学分析。以影响饲喂器排料性能的主要因素为试验因素,以饲喂器排料均匀性指标变异系数和排料能力指标流量为评价指标,应用EDEM软件进行虚拟正交试验,并基于Design-Expert8.0.10软件对模型进行多目标优化获得最优参数组合,结果表明:当主轴转速、出料口直径、斗壁倾角和充满系数分别为45r/min、110mm、65°和65%时,变异系数和流量分别为3.96%和165.93g/s。依据以上优化参数研制饲喂器,并经试验表明:颗粒饲料流动方式为整体流;变异系数为3.62%,流量为149.13%,饲槽内颗粒饲料分布均匀且排料效率较高。     

螺旋输送机的选型设计

介绍了螺旋输送机的选型据用户提供的原始资料和设计过程．其中包括设计计算、螺旋输送机及配套驱动装置的选用和螺旋输送机的安装与调整3大部分。根设计要求进行准确无误的设计计算（主要包括螺旋直径及螺旋轴转速的计算和功率计算），求出所需的选型数据，然后以此选型数据为依据，以厂方提供的螺旋输送机选型设计手册为主，以其他相关工具书和资料为辅，选出符合要求的螺旋输送机的外形及安装尺寸、长度组合数据和主要组成部件的相关尺寸，以及相配套驱动装置的安装尺寸及其相关数据，最终完成该螺旋输送机的选型设计。     

育肥猪精准下料控制系统设计与验证

为满足育肥猪获得正常生长所需采食量并达到精准饲喂控制等需求，以育肥猪为试验对象，设计一种育肥猪精准下料控制系统。研究通过使用双侧下料器，实现对称式双边下料，提高猪群的采食效率；增设触碰开关，猪只触动后执行预设料下料，避免饲料浪费；食槽内增设料位感应探针，猪只触碰感应开关时，若探针感应不到食槽内水料，系统自动补充水料到探针处，既保证猪只正常采食，又避免饲料浪费；增设防结拱装置，通过震动电机实现破拱，防止料粉受潮影响下料。试验结果表明，与理论采食量比较，智能饲喂方式下采食量低于理论采食量；饲喂采食量比例分别为10%，30%，30%，20%及10%时，获得较佳的采食量变化曲线。综上，所设计的双侧下料的育肥猪精准下料控制系统，采用拨轮下料的控制机构与嵌入式系统的协同工作，设备控制简单，下料稳定，计量准确，与进口设备比较，成本优势明显，适合在我国大、中、小型育肥猪场推广应用。     

仔猪自动精细饲喂系统设计与试验

针对目前仔猪养殖成本高、自动化程度低的问题,设计了仔猪自动精细饲喂系统。系统包括机械本体和控制系统两部分,机械本体主要由下料电动机及下料螺旋装置、搅拌电动机及搅拌刀片和供水系统组成;控制系统主要由移动控制终端、控制器控制面板及控制器组成。系统控制部分可根据液位传感器、光电传感器和电动机编码器信号对自动精细饲喂装置的下料电动机、搅拌电动机和上水水泵进行实时控制,实现仔猪饲喂过程中的配料、搅拌、喂料、冲洗料桶和食槽的自动化。系统测试结果表明:系统运行稳定可靠,能够实现干湿料的精细混合和均匀搅拌;以电动机转速为150 r/min为例进行试验,自动精细饲喂系统的落料量与电动机的运行时间成正比关系(r~2=0.999 4),实际落料量与理论计算的落料量一致,其误差小于5%;测量饲喂系统螺旋装置转速分别为50、100、150、200、250 r/min时的下料量,结果表明下料量不随旋转输送装置转速的增加而无限增加,在转速为200 r/min时达到最大值,为0.133 t/h;该自动精细饲喂系统现场试验表明第2周与第3周喂养仔猪平均日增长量约为人工喂养的2倍。     

垄作免耕播种机被动式防缠绕破茬清垄装置设计与试验

为了解决东北玉米垄作免耕播种机作业时缠绕堵塞工作部件，减小对土壤扰动，提高破茬开沟质量等问题，优化设计了防缠绕破茬清垄装置，主要包括阿基米德螺线锯齿型缺口圆盘破茬刀和星型清垄轮。通过理论分析确定了影响破茬清垄装置作业性能的主要参数为机具前进速度V_m、破茬刀入土深度h以及清垄轮安装偏置角α。利用离散元软件EDEM进行二次回归正交旋转组合仿真试验，确定了该装置的最优工作参数组合为：机具前进速度V_m为7 km/h、破茬刀入土深度h为75 mm、清垄轮安装偏置角α为30°。通过田间验证试验，得出破茬清垄装置在最优工作参数组合下的破茬率为92.21%,清秸率为93.49%,验证了仿真理论研究结果，机具通过性显著提高，达到了东北玉米垄作免耕播种农艺和农机的技术要求。     

小型甘蔗收获机切割系统的设计与试验

切割系统是甘蔗收获机的关键部分,直接关系到甘蔗的切割质量以及砍倒后甘蔗的输送。根据"压倒—切割—提升输送"收割模式的理念,确定切割系统整体性能要求,并在此基础上确定了切割系统主要部件:压蔗辊、切割器、输送辊、夹紧装置,以及合理的整体布局和垂直提升方案。在切割系统试验平台上进行了正交试验研究,得出了在螺旋杆提升高度为200mm时,切割系统布局的最优参数组合。     

自走式全混合日粮制备机取料仿真与参数优化

针对国内自走式全混合日粮制备机缺乏取料机理和参数优化的现状,对自走式全混合日粮制备机的取料机构进行设计与分析,建立了取料作业的理论模型,并对螺旋叶片螺距、螺旋叶片直径、辊筒转速、前进速度、每刃进给量和取料刃长比等关键参数进行了计算和选取。采用EDEM对影响取料过程的前进速度、辊筒转速、螺旋叶片螺距、刀刃长比因素采用正交试验方案进行了仿真分析,并对仿真结果进行方差分析。分析表明,各因素对取料效率影响的主次顺序为：前进速度、螺旋叶片螺距、刀刃长比、辊筒转速,各因素对回流率影响的主次顺序为：螺旋叶片螺距、刀刃长比、辊筒转速、前进速度。综合考虑取料效率和回流率,最优参数组合为前进速度为4 m/min、螺旋叶片螺距230 mm、取料刀刃长比1.8、取料辊筒转速230 r/min。此时取料效率为82.6 m3/h,回流率为38.93%。采用最优参数组合进行试验,试验测得取料效率为77.02 m3/h,回流率为39.76%,与仿真分析基本一致。     

小型甘蔗收获机刀盘螺旋提升装置对输送影响的研究

为了分析刀盘螺旋提升装置结构与工作参数对甘蔗输送顺畅性的影响,对不同结构设计方案进行仿真分析,并采用二次回归通用旋转组合试验研究刀盘螺旋杆高度、刀盘转速、相邻输送辊高度等3个因子对甘蔗输送率指标的影响。利用SPSS软件进行回归分析和响应面分析,研究单因素与交互作用对响应值的影响。综合非线性优化方法,得到最佳参数组合,即在刀盘转速为400r/min、螺旋高203mm、输送辊高236mm时最优输送通过率可达到97.72%。     

4FY—0.8B型移动式生物质固化成型车螺旋输送系统的改进设计与仿真分析

移动式生物质固化成型车作为一种生物质固化燃料的小型制备机械,对我国秸秆的资源化利用具有积极的推动作用。以新疆农业机械化研究所研制的4FY—0.8B移动式生物质固化成型车螺旋输送系统为研究对象,采用理论分析、改进设计与软件仿真分析相结合的方法,为螺旋输送机性能改进提供依据。通过理论计算设计得出螺旋输送机的基本参数为:螺旋直径为D=125mm,螺距为S=125mm,螺旋输送机转速n=125r/min,驱动功率为P=0.55kW。仿真结果表明:螺旋输送机及其叶片在一阶固有频率下,叶片变形较大,刚性较弱;而在其他较高阶频率下,螺旋轴及叶片的最大变形更加局部化且变形区域增加,最多时可达三处,表明螺旋轴及叶片在高阶固有频率时,结构的形变增加且由叶片向轴处扩展,且增加为多处,因而,在实际设计工作中可以通过零件材质等措施减小共振引发的变形与损坏。     

奶牛精确饲喂装置检测系统的研究

精确饲喂装置检测系统的核心技术是奶牛个体采食量检测技术.系统采用了螺旋输送料技术、非接触式的无线射频识别(RFID)技术和称重传感器技术.采食活动前,系统核对奶牛个体信息和启动螺旋输料系统进行投料,收集奶牛个体的采食数据,在上位机中利用Visval Basic 6.0 编写系统应用软件,实现对采食数据的接收、显示、存储和分析处理.     

甘薯秧蔓收获机专用割台设计与试验

针对甘薯分段收获技术需求,结合国内外甘薯收获技术及装备,提出一种甘薯秧蔓收获方式,并设计甘薯秧蔓收获机专用割台。该甘薯秧蔓收获割台主要由拨禾切割装置和防堵防缠输送装置组成,可以实现甘薯秧蔓的切—送—归集。首先,理论分析该割台的关键部件结构参数及传动配置关系,确定拨禾切割装置上仿垄型排列的割刀和弹齿的安装高度和安装密度,以及拨禾轮、割刀和弹齿的结构参数。其次,通过对拨禾切割装置、捡拾装置和螺旋输送装置进行运动学和力学分析,明确拨禾轮、捡拾器、螺旋输送绞龙转速和结构决定秧蔓切割效果和收获质量,并确定捡拾器和螺旋输送绞龙的关键结构参数,最后进行田间试验验证该机具的切—送—归集收获效果。结果表明：当整机前进速度为0.6 m/s,拨禾轮转速为46 r/min,捡拾器转速为43 r/min,割台损失率仅为1.3%,整机作业效率为0.45 hm2/h。割台搭配48 kW拖拉机在工作过程中运行稳定,割台在工作过程中无堵塞、无缠绕,满足甘薯秧蔓联合收获机的设计需求     

料仓进料方式对螺旋输送机出料量影响

为研究料仓进料方式对单螺旋加料机性能的影响,基于螺旋输送理论,采用EDEM离散元仿真软件,建立了具有分料装置的螺旋加料机模型,以5.5 mm直径大豆颗粒分别在60,120 r/min下进行了螺旋加料过程数值仿真试验,计算得到了2种进料方式在2种速度下螺旋输送机的能耗,比较了两者出料量的区别,并进行了颗粒群运动形态轨迹分析.数值分析得到:动态进料方式输送时,机构初始能耗低且能耗增加缓慢,单圈出料量相对于理论出料量波动范围小且平均出料量数值和理论数值接近,颗粒运动形态较单一且颗粒之间的相对作用较少.静态进料方式输送时,料仓中物料堆积较多,机构初始能耗大,颗粒相互作用频繁使得颗粒运动形态复杂.该研究为螺旋加料机的进料方式提供了理论和数值仿真依据.     

融合体尺信息的封闭式种猪性能测定站设计与试验

针对现有封闭式种猪性能测定站自动化程度不高、无法提供种猪体尺信息等问题,设计了一种集种猪自动识别、体质量自动称量、采食量自动统计、体尺自动测量于一体的封闭式种猪性能测定站。该系统机械部分采用前后端分离设计,通过设计采食门装置和门禁装置为种猪提供封闭测量环境,在此基础上,基于FIR滤波设计了种猪体质量动态称量算法,基于椭圆拟合设计了种猪理想姿态筛选算法,并进一步提出了基于包络分析的种猪体尺测量算法。分别进行了利用实际猪群模拟种猪生长性能验证试验和体尺测量试验,试验验证结果如下：生长性能试验猪群自由采食日均次数8.94次、日均采食时间92.93 min、群体料肉比2.66,Logistic拟合的生长曲线拐点日龄为126.18 d、拐点体质量72.70 kg,符合猪群的生长规律;体尺测量试验中猪群能够筛选出理想姿态帧,体长、体宽、臀宽、体高、臀高等体尺的平均相对检测误差分别为3.69%、2.53%、2.60%、2.59%、2.17%,满足体尺测量要求。试验结果表明,本文设计的封闭式种猪性能测定站可用于种猪的生产性能测定,能够同时提供种猪体质量、采食量和体尺等信息,提高育种效率。     

车载式饲料运输车螺旋卸料系统设计

根据市场及客户的需求,对车载饲料运输车中的卸料系统进行全新设计与开发。本系统以电动机为源动力,由水平、垂直和倾斜3种型式的卸料螺旋机及旋转装置和配套电气系统组成。介绍了该卸料系统的工作原理及各组件的设计,为饲料厂、养殖场提供低成本、高效率的饲料运输车型。      

4QM-4.0型麻类青饲料联合收获机割台结构设计与试验

针对现有牧草收割机收割饲用苎麻作物时，割台输料不畅，搅龙易被麻类纤维缠绕的问题，设计一种专用收割机割台。该割台由往复式切割装置、拨禾轮、茎秆捡拾输送器及螺旋搅龙组成。根据饲用苎麻的田间生长特性及物料特点，开展收割机割台设计。通过理论计算与试验分析，确定割台各关键装置结构参数：拨禾轮的圆周半径为840 mm、切割器离拨禾轮轴高度为1 470 mm、拨禾轮转速27.9 r/min、升降行程为700 mm、往复式割刀曲柄转速为540 r/min、茎秆捡拾输送器拨齿轮滚筒半径为150 mm、转速为152.80 r/min，喂入搅龙直径为320 mm、转速为170 r/min。田间试验表明：该机收获损失率为3%，标准草长率为91%，作业小时生产率为0.25~0.35 hm2/h，割茬高度为150 mm。收割时，割台未出现堵料及纤维缠绕现象；收割后，苎麻割茬整齐，未发现作物茎秆基部存在明显撕裂现象。试验结果表明往复式切割器切割效果良好，整机工作性能稳定，该收割机割台能够满足对饲用苎麻作物的收割要求。     

基于功率测量的联合收获机喂入量检测方法研究

为了准确分析联合收获机不同喂入量检测方法的精度,提出基于割台主动轴功率和倾斜输送器功率的2种喂入量检测方法。以河北冬小麦作为试验对象,以新疆-3型联合收获机为试验平台,进行了喂入量检测系统田间试验。喂入量检测系统包括割台主动轴扭矩传感器、倾斜输送器动力轴扭矩传感器、割台主动轴转速传感器和车载工控机等。对2种喂入量检测方法进行分析,根据试验数据分别建立计算模型,将2种方法的检测结果与实测结果进行对比,结果表明,基于割台主动轴功率的喂入量检测方法平均相对误差为19. 6%,基于倾斜输送器功率的喂入量检测方法平均相对误差为16. 1%。2种方法的检测精度在一定程度上能满足田间应用需求,基于倾斜输送器功率的喂入量检测方法检测精度稍高。     

自走式全混合日粮制备机取料装置设计与试验

针对自走式全混合日粮制备机缺乏取料机理、堵塞问题明显的情况,建立了取料作业的理论模型,对取料宽度、刀具回转半径、取料刀安装螺距、取料刀密度、取料转速、每刃进给量、抛料速度、物料射入角和输送带尺寸等关键因素进行了设计与计算.为衡量取料刀刃口长度与取料宽度之间的关系,提出取料刃长度比C的概念,取C为1.25.采用EDEM对...     

基于综合指标的机床滚珠丝杠进给系统动态性能优化

建立了滚珠丝杠进给系统理论动力学模型并对其响应传函特性进行分析,构建了基于数字化模块仿真的滚珠丝杠进给驱动系统集成模型,提出了基于扩缩式控制优化模型的滚珠丝杠进给驱动动态性能优化方法,构建面向综合指标评价的可扩缩式动态性能指标评价函数,根据动态性能优化要求实时建立动态性能综合评价指标函数,通过运动路径规划定义,借助遗传优化算法,实现面向可扩缩式综合指标评价的滚珠丝杠进给驱动系统动态性能优化。通过实验测试与实例分析,验证了前述滚珠丝杠进给系统理论动力学建模、基于数字化模块仿真的滚珠丝杠进给驱动系统集成模型、基于扩缩式控制优化模型的滚珠丝杠进给驱动动态性能优化方法的正确性。