检索结果-南通市图书馆

作者：王涛海南大学

学位级别：硕士

木薯是一种大面积种植高产适用性广泛的经济作物,对民用、能源工业与国防技术等诸多领域具有影响,产业需求量巨大。木薯的收获尚未实现机械化收获,这制约着产业的发展,随着国家政策扶持和新型可再生能源的迫切需求。木薯产业的可持续快... 详细信息

木薯是一种大面积种植高产适用性广泛的经济作物,对民用、能源工业与国防技术等诸多领域具有影响,产业需求量巨大。木薯的收获尚未实现机械化收获,这制约着产业的发展,随着国家政策扶持和新型可再生能源的迫切需求。木薯产业的可持续快速发展亟待木薯实现机械化收获。本文以挖拔式木薯收获机为研究对象,针对现有挖掘装置存在的问题,通过结构设计、力学模型建立与分析、有限元分析等研究,对挖掘装置各部件进行研究分析,并进行了试制和田间试验。主要研究内容与结论如下:(1)调研木薯生物学特性以及种植方式。测量木薯块茎分布宽度,生长深度,最大直径与长度等基本形态物理特征,为挖掘装置结构设计提供基本要求参数。(2)针对项目挖掘铲的问题,参考其他块根作物挖掘装置结构,结合挖拔式的收获机理和土壤压缩破坏理论与粘附特性,研制了二阶曲面挖掘铲和振动铲组合的挖掘装置与限深机构。该挖掘装置具有良好的工作性能,限深机构使挖掘装置具有稳定的耕作深度,加强了机具的工作稳定性。(3)对二阶曲面挖掘铲的结构与参数进行设计。上下磨刃口的铲刃形式使铲的入土性能更优,二阶铲体结构让挖掘铲具备良好的入土和碎土性能,铲面凸起的设计减少了土壤粘附和阻力。为了简化二阶铲的力学特性分析引入了虚拟铲面,便于结构参数优化。(4)根据土壤动力学和物理参数,挖掘铲作业与土壤关系,建立挖掘铲与土壤的受力模型。分析土壤粘附力、内聚力以及摩擦力等因素建立铲的牵引阻力模型。(5)研究拖拉机连杆对挖掘铲倾角的影响,以及入土行程和入土角的关系,从而确定了入土角取值为10°最为适宜。分析铲面倾角与压缩土壤时间与压缩高度关系,表明铲面倾角为30°的碎土性能最佳。根据二阶曲面挖掘铲一阶高度与倾角组合对挖掘铲性能参数的影响,得出二阶曲面铲的结构参数α1=10°,α2=30°一阶铲面高度h1=5cm时性能最优。通过SolidWorks设计挖掘装置三维模型,采用ANSYS进行有限元分析表明,应力应变均在材料的许可范围内,结构安全可靠。(6)研究振动铲的工作原理,分析运动规律曲线,建立振动模型,对振动铲进行静力学校核和模态分析,获得振动铲的变形和应力分布,振动固有频率,为调节优化振动铲振动频率提供依据。(7)二阶曲面挖掘铲通过试制,进行了田间挖掘试验。试验表明,挖掘铲具很好的入土和碎土性能,能形成稳定的耕作深度,达到了木薯收获挖掘所需要求。

关键词：挖拔式木薯收获机挖掘装置二阶曲面挖掘铲振动铲性能分析有限元分析

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挖拔式木薯收获机挖深控制系统的研究

挖拔式木薯收获机挖深控制系统的研究

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作者：吕凯英海南大学

学位级别：硕士

木薯也叫树薯,是世界三大薯类之一,热带地区的分布居多,木薯也是我国广东、广西和海南等地方的重要资源,在我国栽培面积逐年增加。木薯人工收获耗时、耗力、效率低,然而木薯机械化收获又是木薯产业的薄弱环节,现阶段尚未能推出适应性强... 详细信息

木薯也叫树薯,是世界三大薯类之一,热带地区的分布居多,木薯也是我国广东、广西和海南等地方的重要资源,在我国栽培面积逐年增加。木薯人工收获耗时、耗力、效率低,然而木薯机械化收获又是木薯产业的薄弱环节,现阶段尚未能推出适应性强的木薯收获机来代替人工收获。本文针对挖拔式木薯收获机在收获过程中,在拖拉机的牵引下工作,带有一定倾角的挖掘铲会有朝着深度方向行进的趋势的问题,研究出一套挖掘装置挖深控制系统的试验台,该试验台可以满足对挖掘铲的挖深进行合理控制,在不伤薯的情况下,又可以减小机具的动力消耗。主要研究内容及成果如下:(1)通过查阅国内外关于深度控制的农业机械的相关资料,了解触土机构自动控制的研究方法,对木薯的种植农艺和生物学特性进行了实地调研,研究木薯生长环境土壤特性和影响挖掘铲工作牵引阻力的参数,建立挖掘铲与土壤相互作用的力学模型,研究有利于挖掘铲入土、碎土能力的最佳倾角。确定出了所设计的挖掘铲控深系统的整体控制方案与在整机上的最佳安装方案。(2)挖拔式木薯收获机挖深控制系统的机械结构部分包含液压铲执行机构和地表仿形机构,通过分析对比薯类挖掘铲的角度调节机构的调节方式的优缺点,设计出适合木薯挖掘装置的限深调节机构,通过soildworks建立三维模型,确定出各机构的尺寸,并通过adams运动学分析,分析该机构的运动特性,结果表明液压铲执行机构满足动作要求。通过研究地表仿形量的要求,设计出合理的地表仿形机构,与地面距离可调,调节范围完全适合挖拔式木薯收获机的使用要求,分析仿形机理,确定出仿形量与传感器检测角度的数学关系。(3)根据仿形机构的仿形机理,选择了高精度的霍尔角度传感器,设计了基于STM32最小系统的地表仿形的微控制器,确定了整体控制方案,通过试验仿形控制器满足控制要求。(4)设计了液压控制系统,根据液压铲执行机构的工作条件,选择了适合整个系统的液压元件,并通过理论研究计算,设计出满足要求的液压执行件。在Amesim平台上对挖掘铲控深系统的液压控制系统进行了仿真分析,分析结果表明,提升液压缸和角度调节液压缸活塞杆的响应时间分别为0.5s和1s,满足挖深控制试验响应时间要求。(5)进行了地表仿形机构性能试验、控制系统响应试验和挖深控制系统性能试验,结果表明:地表仿形机构的仿形量为10～120mm,仿形精度可达96.5%,测得系统的响应时间为1.7s,挖深控制系统可随角度变化自动调节行程。

关键词：挖拔式木薯收获机挖掘深度电液控制地表仿形

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挖拔式木薯收获机关键部件的研究

挖拔式木薯收获机关键部件的研究

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作者：余瑞明海南大学

学位级别：硕士

木薯是全球第五大经济作物,在世界各地均有广泛种植,尤其是热带和亚热带地区。木薯收获适宜期短,人工收获所需劳力多、强度大,劳动环境差,对于砂壤土和粘性土都会造成伤薯和块根损失,甚至无法收获。木薯收获实现机械化能推动木薯产业可... 详细信息

木薯是全球第五大经济作物,在世界各地均有广泛种植,尤其是热带和亚热带地区。木薯收获适宜期短,人工收获所需劳力多、强度大,劳动环境差,对于砂壤土和粘性土都会造成伤薯和块根损失,甚至无法收获。木薯收获实现机械化能推动木薯产业可持续快速发展。本文以挖拔式木薯收获机为研究对象,针对现有挖拔式木薯收获机试验后在挖掘和夹持输送等方面存在的问题,通过创新技法的运用、速度模型和力学模型的建立与分析、有限元分析等研究,对挖掘铲和夹持输送机构等挖拔式木薯收获机关键部件进行研究,建立了木薯收获机的三维模型。主要研究内容如下： (1)以提高碎土、漏土能力,减小入土阻力,降低伤薯断薯率,减轻重量等为原则,研究设计一种适合挖掘木薯块根的新型挖掘铲,研究设计提升挖掘铲入土性能的方法,根据仿生学原理设计挖掘铲的结构,确定主要结构参数。分析挖掘铲和土薯的受力,计算得出挖掘铲在前进过程中受到的牵引总阻力。 (2)建立夹持输送机构夹持单株木薯茎秆拔起输送速度模型,分析速度关系式,各关键运动学参数以及相互之间的关系、拔起方向和取值大小,建立连续两株木薯夹持拔起速度模型,分析不发生碰撞干涉的条件。分析各运动学关键参数的关系式,得出夹持输送机构倾角的取值范围和夹持速度比满足的条件,确定四个关键参数的最佳取值范围。 (3)以提高夹持力,满足夹持力最大要求,牢固夹持木薯茎秆等为原则,研究设计夹持输送机构,确定夹紧木薯茎秆方式,设计夹紧结构,并将其与原夹紧方式进行对比分析。设计夹持输送机构各组成部分,通过分析计算,确定主要结构及其参数。 (4)根据木薯块根拔起时的速度分解图,建立夹持输送机构拔起输送木薯块根的力学模型,得出拔起力和夹持力的计算式。分析土壤对块根的作用力,计算得出夹持输送机构拔起木薯块根所需的拔起力和夹持力,以及夹持输送时夹持输送机构夹持木薯茎秆所需的夹持力。根据拔起薯块时的夹持力,对拉簧进行设计计算。 (5)通过ABAQUS软件对挖掘铲进行有限元强度分析,通过SolidWorks软件设计挖拔式木薯收获机三维实体模型。 (6)对木薯收获机在挖掘和夹持输送等方面进行进一步田间作业试验及分析,优化各部件的参数设计。根据木薯收获机作业效果,试验测定挖薯率、损薯率、拔薯率和整机生产率等各项性能指标,对试验结果进行分析。试验结果证明：木薯收获机能够较好的完成挖拔作业,运行稳定。

关键词：挖拔式木薯收获机夹持输送机构挖掘铲研究设计有限元分析

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往复式双夹持装置的木薯收获机的研制

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农机化研究 2021年第3期43卷 119-122,127页

作者：郑贤李滔滔李丁韦雨佳广西大学机械工程学院南宁530000

目前,我国普遍采用的木薯收获方式为人工收获,劳动生产率低、工作环境差且经济效益低下,而国外的木薯收获机普遍不适应于我国南方的粘性土壤,存在木薯损失率高且土壤分离不彻底的问题。查阅资料得知,挖拔式木薯收获机十分适应我国南方... 详细信息

目前,我国普遍采用的木薯收获方式为人工收获,劳动生产率低、工作环境差且经济效益低下,而国外的木薯收获机普遍不适应于我国南方的粘性土壤,存在木薯损失率高且土壤分离不彻底的问题。查阅资料得知,挖拔式木薯收获机十分适应我国南方的木薯种植环境,可减少木薯损失,促进木薯与土壤的分离。为此,利用UG设计了一款挖拔式木薯收获机,利用Adams软件对机器进行仿真分析得出多组数据,并使用MatLab对这些数据进行处理,以根据运动关系确定关键零件参数,使其可以与目前市面上的拖拉机匹配,实现高效低能耗收获木薯的目的。

关键词：挖拔式木薯收获机零件参数拖拉机匹配

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