4GZ-56型履带式甘蔗联合收获机设计与试验

在消化吸收国外甘蔗收获机械先进技术的基础上,设计了一种切段式甘蔗联合收获机.该机能够在甘蔗收获作业过程中一次完成分行、根部切割、输送、切段、风选杂质和收集蔗段等工序的作业.对各工序主要装置的设计进行了简述,并在甘蔗存在严重倒伏的田间对该样机的主要性能指标进行了测试,实测的各项指标为总损失率2.25%、宿根破头率11.3%、含杂率7.75%、蔗段合格率94.55%和切割高度合格率94.3%.结果表明,该机能够在倒伏严重的蔗田顺利作业,各项指标达到了设计要求.     

侧悬挂推倒式整秆甘蔗收获机设计与试验

为了解决严重倒伏甘蔗的收获,设计了一种侧悬挂推倒式整秆甘蔗收获机。该机可连续完成分蔗、推倒、切割、输送和集堆铺放等工序的作业。前进速度0.5m/s时,其生产率为0.2hm2/h。田间试验表明：甘蔗宿根破头率为11.3%,甘蔗出现表皮破损和折断,折断率为33.33%。     

4GQ-1C型甘蔗收获机的设计与试验

针对我国丘陵山区甘蔗种植的特点研制一种履带式自走切段收获机,该机可一次性完成切梢、扶倒、切割、输送、切断、分离及集蔗功能,适合在坡度较大、小地块、散户种植的蔗区作业。设计并介绍了整机的总体结构、工作原理、技术参数以及液压系统、切割装置、输送装置、切段装置、履带底盘等关键部件。田间试验结果表明,该机总损失率为2.38%,宿根破头率为8.3%,含杂率为6.2%,纯工作小时生产率为0.12 hm~2/h,燃油消耗率为150 kg/hm~2,4GQ-1C型甘蔗收获机在丘陵坡地作业具备较好的适应性,性能指标达到设计要求。     

新植蔗与宿根蔗机械化收获对比试验研究

为了研究甘蔗收获机在收获新植蔗和宿根蔗时的作业性能差别,以4GQ-1C型履带式甘蔗收获机为研究机型进行了对比试验。收获机以相同作业参数收获两种不同状态下的甘蔗,分别测定收获机的性能指标。试验结果表明,收获新植蔗时,宿根破头率为4.69%,相比宿根蔗(6.33%)低25.90%;总损失率为2.11%,相比宿根蔗(3.38%)低37.57%;蔗段合格率为96.80%,相比宿根蔗(94.35%)高2.60%;未剥净率为0.18%,相比宿根蔗(0.26%)低30.77%;含杂率为4.83%,相比宿根蔗(6.19%)低21.97%。在收获新植蔗时,作业性能在总体上优于宿根蔗,因此,在收获宿根蔗时可以适当调整收获机各项作业参数,以达到更好的收获效果。     

甘蔗收获机切段装置设计与试验

针对甘蔗收获机切段装置存在的切段机理理论缺乏、切段损失大、对切段装置要求多样化等现状,对比分析了切段装置前置式、中置式、后置式3种形式的收获流程,并基于对前置切段式结构的理论分析,推导前置切段式切段长度的经验公式,设计了切段装置试验台和切段装置前置式收获机割台。进行了切段过程高速摄影试验,获知蔗段在切段过程中的运动规律、蔗叶与蔗茎的分离形式、断口糖分损失的主要形式及原因,通过田间正交试验确定了影响蔗段合格率因素主次顺序为:交错深度、行驶速度、切段辊转速,当交错深度为4 mm,行驶速度为2 km/h,切段辊转速为300 r/min时,割台蔗茎合格率达到93%。通过统计学分析计算,得出了长度系数为0.7,其长度分布近似符合正态分布规律。     

基于常微分系统的甘蔗收获机控制系统研究

为进一步提高轮式甘蔗收获机的收获效率，针对其作业对象特点与蔗地环境，应用常微分控制技术进行收获系统优化研究。基于其结构组成与作业流程，就实现关键组件的常微分控制要求建立相适应的数学模型，并完成实际算法应用布局与收获核心部件优化。进行常微分控制机理下的轮式甘蔗收获机收获效率试验效果测定，结果表明：轮式甘蔗收获机的系统控制准确度得到提升，堵塞率与含杂率降低，蔗段合格率可达92.85%,满足大于90.00%以上的相关设计规范，整机收获效率相对提高了9.30%,验证了该常微分控制应用于甘蔗收获机系统设计的适用性，可为类似收获装备效率提升研究提供借鉴。     

丘陵山地模块化甘蔗割铺机设计与试验

针对现有甘蔗割铺机只能单向收获作业、固定切割高度、无扶蔗机构、车架结构不合理、智能化程度低等问题,设计了一种丘陵山地模块化甘蔗割铺机。整机通过合理布局和侧挂式输送形式,并由可调铺放角度的铺放装置将甘蔗铺放至割铺机后方左右两侧,实现了双向式收获作业并改善输送通道易堵塞的问题。结合甘蔗在扶蔗运动过程中的受力分析,提出了不等螺距螺旋滚筒设计,通过空间坐标变化得到螺旋线方程以及螺旋滚筒直径与安装角度;通过甘蔗输送运动分析确定了输送铺放机构作业速度、甘蔗铺放角;通过甘蔗切割机理分析得到了砍蔗机构切割形式、切割刀盘直径与转速等关键参数。整机作业幅宽设计为1100mm,工作速度为1.8km/h,生产效率为0.176hm2/h。样机田间试验结果表明,当前进速度452.28mm/s、砍蔗机构转速562.12r/min、刀盘倾角12.27°时,甘蔗割铺机破头率最低,为8.398%,工作总损失率为1.71%,整机试验过程中工作状态良好,达到整机的设计要求。     

甘蔗收割机配对刀片相对位置对切口的影响

切段式甘蔗收割机切段刀辊切割甘蔗过程中出现的碎屑和切口爆裂等问题,会造成甘蔗质量损失、蔗汁流失和产生较多的葡聚糖,增加甘蔗收获田间损失和制糖成本。为此,以切割甘蔗过程中切段刀辊配对刀片之间的位置关系对切割质量的影响为研究对象,利用仿真软件对配对刀片切入甘蔗的过程进行了仿真,用高速摄相机在1 280×800分辨率下以2 000fps速率记录了刀片切入甘蔗过程。对切入过程中甘蔗不同的状态进行了力学分析,研究了配对刀片的刃口间距对切割过程中碎屑的产生和切口端面轴向高度差的影响。结果表明:配对刀片切入甘蔗过程中,上刀片先切入甘蔗,下刀片随后切入,在切断甘蔗的过程中有碎屑产生;试验条件下,甘蔗直径对切口质量有影响,刃口间距为6mm时蔗段切口质量最佳,单位切口损失量为0.23g,切口端面轴向高度差为8.2mm。本研究成果对调整切段刀辊刀片具有一定指导意义。     

甘蔗人工砍切过程的仿真方法探讨

甘蔗根部切割质量直接关系到收获过程中的损失和宿根质量。机械化收获甘蔗普遍存在割茬不齐、破头率高、收获损失大等问题，而人工砍蔗切割质量好，甘蔗损失小。为了研究人工砍蔗的机理，运用高速摄影技术，对人工砍蔗过程进行了分析研究，并仿照人工砍蔗过程建立了摆锤切割试验台，为进一步改进根切器的设计提供了依据。     

装备指南

牧神S-3000型自走式青(黄)贮饲料收获机该机主要用于收获青(黄)贮玉米、高粱、芦苇、向日葵、饲用甘蔗、饲用小麦、棉秆等各种杆状作物及牧草,作业时无须对行,可一次完成切割、强制喂入、切段     

甘蔗收获机喂入分流系统的设计与试验

甘蔗收获机普遍使用的双圆盘切割台系统在收获过程中存在明显"居中堵塞现象"。为了合理利用收获机物流通道空间,使喂入的甘蔗流主动分流居中并行且均匀输出,设计了一种新型的甘蔗收获机喂入分流系统,通过三维设计软件Pro/E建立了甘蔗喂入分流机构虚拟样机模型,并导入多体动力学仿真软件ADAMS,在不同的分流转速、分流辊上的橡胶管按不同的角度安装及选择不同的橡胶管与甘蔗的摩擦因数进行了虚拟仿真试验并在仿真的基础上进行了物理样机实验。仿真与样机实验表明:当此机构分流辊机构转速为300r/min、分流辊上偏置胶管的偏置角度为30°,且偏置胶管与甘蔗间的静摩擦因数f0=0.3 5、动摩擦因数f1=0.2 5时,在保证甘蔗进给速度的前提下,可以使甘蔗流分布较为理想。     

小型甘蔗收获机砍蔗力影响因素的试验研究

以研究砍蔗破头率的影响因素为目的,采用试验台模拟砍蔗的方法,对甘蔗收获机切割器的工作参数进行了试验研究;同时,探讨了切割速度、刀盘前倾角、刀片数量、切割角及收割机前进速度对砍蔗力的影响,采用方差分析得到各因素对砍蔗力的影响顺序,采用回归分析得到计算砍蔗力的经验公式,为虚拟数字样机的进一步研究提供了验证数据及仿真参数。     

连续回转式甘蔗收割机集堆机构设计与试验

集堆是整秆式甘蔗收割机的重要作业工序之一,集堆性能影响到收割机作业质量。本文在分析现有的几种甘蔗收割机集堆机构的基础上,设计了一种连续回转式集堆机构,并试制了样机。田间试验结果表明,该机构能够有效实现甘蔗集堆功能,达到了设计要求。     

液压技术在整杆式甘蔗联合收获机上的应用与研究

分析了我国甘蔗收获机应用液压技术的现状。在4ZL―150型整杆式甘蔗联合收割机分析的基础上,对应用的液压系统和主要工作部件进行详细说明。通过广西农机鉴定站的检测,结果表明:液压系统应用于甘蔗联合收割机上能更好地实现作业工序,整机性能运行平稳;切割装置和液压系统支路设计合理;含杂率4%和总损失率2.0%都低于糖厂对机械化收获的甘蔗要求,液压系统应用于甘蔗联合收获机上是方便可行。     

基于刀盘动刚性的甘蔗收获机布局试验研究

通过振动测试与理论分析找出小型甘蔗收获机在田间和模拟试验中出现的高破头率问题,结合虚拟样机技术,采用基于刀盘动态刚性的整机布局优化仿真,得出切割器简支梁安装方式、发动机中置、剥叶系统轴负式布局方式利于增大刀盘的刚性。据此研制出改进样机,最后通过振动测试试验对比分析两台样机,得出刀盘的振动幅度由原来的2mm下降到0.8mm,刀盘的动态性能有了很大的改善,从而验证了此布局方式的可行性。     

基于GA-BP神经网络的甘蔗收获质量预测

甘蔗联合收割机收获质量对制糖工艺有极大影响,但测量难度大,难以直接获得.针对上述问题,以甘蔗联合收割机切割机构、行走机构、切段机构、风机机构的负载压力信号和转速信号为输入变量,以含杂率和损失率为输出变量,建立了一种GA-BP神经网络预测模型.GA-BP神经网络预测模型对甘蔗收获质量的预测结果平均MSE为0.0937,平...     

基于ADAMS的4GZ-90甘蔗联合收割机动力分配箱仿真研究

动力分配箱是甘蔗联合收割机的核心零部件,影响着整机的工作性能。本文运用CAXA、Solidworks、ADAMS虚拟样机技术建立了4GZ-90甘蔗联合收割机的动力分配箱的虚拟样机,并进行了验证分析,得出了在全功率工况下每一对啮合齿轮间的啮合力及其FFT变换,为以后的动力学、热力学性能分析做好了准备。     

花生秧蔓打捆装置设计与试验

针对目前国内花生收获工作过程中存在秧蔓浪费严重的问题,设计了一种与花生联合收获机配套使用的秧蔓打捆装置,在收获花生果实的同时,可对秧蔓进行青贮打捆处理。通过理论分析确定了秧蔓打捆装置及保证圆捆质量的秧蔓切根机构主要机构结构参数和分布型式。田间试验结果表明:添加打捆装置的花生联合收获机作业后的平均秧蔓粉碎率为99.1%,秧蔓损失率为0.4%,秧蔓切根率为98.7%,成捆质量57kg,各项性能指标均达到相关设计标准,且花生秧蔓打捆装置能与花生联合收获机的挖拔、清土、摘果、清选装置较好配合。研究可进一步丰富我国花生机械收获体系,弥补国内花生秧蔓青贮处理机械的空缺。     

大蒜联合收获机按压式切根装置设计与试验

针对大蒜联合收获作业过程中根系切净率低与损伤率高的问题,设计了一种按压式切根装置,阐述了其主要结构与工作机理。通过理论计算确定了夹持输送与切割机构作业参数,构建大蒜夹持运动方程和拨轮组动力、变形及切割力学模型。以链轮、拨轮和圆盘刀转速为试验因素,伤蒜率和切净率为试验指标,利用Design-Expert 8.0.5软件进行回归与响应面分析,构建三元二次回归模型,得到各因素对指标值的影响顺序。结果表明,当链轮、拨轮和圆盘刀转速为107、52、197r/min时,装置性能最优,伤蒜率和切净率分别为0.63%和97.07%。对比鳞茎顶端定位“浮动切根装置”的最优参数组合,结果表明,所提出的装置伤蒜率降低2.15个百分点,切净率提高3.9个百分点。对优化因素进行试验验证,验证与优化结果基本一致,满足大蒜机械化收获高效切根作业要求。