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农机化研究 2024年第12期46卷 58-66页

作者：位士全李粤吴紫晗李志强海南大学机电工程学院海口570228 海南大学计算机科学与技术学院海口570228

针对现有香蕉秸秆粉碎还田机存在的秸秆纤维缠绕、秸秆粉碎不彻底等问题,对卧式香蕉秸秆粉碎还田机的关键部件进行优化。设计了机具的整体结构,通过降低刀辊高度提高机具稳定性,在一定程度上避免香蕉秸秆纤维缠绕。合理设计传动路线,加... 详细信息

针对现有香蕉秸秆粉碎还田机存在的秸秆纤维缠绕、秸秆粉碎不彻底等问题,对卧式香蕉秸秆粉碎还田机的关键部件进行优化。设计了机具的整体结构,通过降低刀辊高度提高机具稳定性,在一定程度上避免香蕉秸秆纤维缠绕。合理设计传动路线,加入同步装置,避免两侧传动不同步对机具造成损伤,以齿轮传动替代皮带传动减少动力损失。对粉碎装置中的刀辊和粉碎刀具进行设计研究。通过受力分析、强度校核等方式确定刀型、弯折角、刀片厚度、安装倾角等结构参数。粉碎刀具采用对称交错的排列方式排列,减少刀轴作业时产生的振动影响,且切断速度低,使得机具功耗降低。通过田间试验,分别对机具前进速度、粉碎刀辊转速进行单因素试验,得出合理参数组合,即机具前进速度为0.7m/s、粉碎刀辊转速为1200r/min时,香蕉秸秆粉碎合格率为95.94%,工作效率为0.414hm^(2)/h,满足还田要求。

关键词：香蕉秸秆粉碎还田机粉碎刀辊粉碎刀具

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履带自走式园林剩余物粉碎装置设计与试验

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沈阳农业大学学报 2023年第6期54卷 722-731页

作者：刘德军晁浚淇苏俊锋邱硕沈阳农业大学工程学院沈阳110161

针对目前园林剩余物资源浪费,收集加工机械设备研究不足的问题,设计了一款履带自走式园林剩余物收集粉碎装置,对其关键部件粉碎刀辊进行结构受力分析基础上,利用EDEM软件对粉碎过程进行仿真试验,分析了主轴转速、动刀与定刀间隙、动刀... 详细信息

针对目前园林剩余物资源浪费,收集加工机械设备研究不足的问题,设计了一款履带自走式园林剩余物收集粉碎装置,对其关键部件粉碎刀辊进行结构受力分析基础上,利用EDEM软件对粉碎过程进行仿真试验,分析了主轴转速、动刀与定刀间隙、动刀安装偏置角度、刀片数量等参数对粉碎粒度标准差和粉碎效率的影响规律,最终选择主轴转速、动刀与定刀的间隙、动刀安装偏置角度、刀片数量为主要试验因素,设计了L25(56)四因素五水平混合正交试验,获得影响粉碎效率和粉碎粒度标准差的关键参数。结果表明:影响树木枝条粉碎粒度标准差的主要试验因素是动刀与定刀间隙,其次是动刀安装偏置角度,然后是主轴转速和刀片数量;而影响粉碎效率的主要因素是主轴转速,其次是刀片数量,最后是动刀安装偏置角度和动定刀间隙。根据不同的粉碎目的要求,最终确定优化方案为主轴转速2 400 r·min^(-1),单刃偏锋45°刀,安装偏置角度为10°,动刀与定刀的最小间隙为8~10 mm。根据优化参数加工制作试验样机,最终获得该装置对不同含水率不同直径的枝条粉碎效率为424~1 260 kg·h^(-1),粉碎粒度标准差为3.44~4.56,耗油量最低为7.41 L·t^(-1)等参数,该装置可为园林剩余物收集粉碎装置的设计和生产提供参考。

关键词：园林剩余物树木枝条收集粉碎粉碎刀辊

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秸秆反应堆作业机布料装置的设计与研究

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机械设计 2022年第4期39卷 42-51页

作者：马梦启王泽河弋景刚河北农业大学机电工程学院河北保定071000

为解决华北地区秸秆反应堆一体作业机铺秸秆过程中需要预处理秸秆问题,文中设计了位于秸秆反应堆作业整机上的可自粉碎秸秆的布料装置。基于棚室秸秆生物反应堆农艺要求,确定了布料斗整体结构,明确了双螺旋式秸秆粉碎刀辊具体参数,确定... 详细信息

为解决华北地区秸秆反应堆一体作业机铺秸秆过程中需要预处理秸秆问题,文中设计了位于秸秆反应堆作业整机上的可自粉碎秸秆的布料装置。基于棚室秸秆生物反应堆农艺要求,确定了布料斗整体结构,明确了双螺旋式秸秆粉碎刀辊具体参数,确定了防堵辊、传送带、菌种下料辊、菌种打散辊的结构和主要参数。根据整机前进速度、秸秆掩埋深度和秸秆菌种比例要求,确定了各部分转速,利用链传动传递动力,完成布料斗粉碎秸秆布料到沟槽中并按比例洒落菌种的作业流程。利用ANSYS Workbench对粉碎刀辊进行模态分析,证明其转速满足实际工况。利用EDEM软件对菌种打散辊作业过程进行仿真,利用Design-Expert10.0.7软件进行方差分析,确定了其最佳参数,采用6片打散片,转速75 r/min,前进速度4 m/s,可实现最佳菌种洒落平整度,达到菌种均匀洒落要求。

关键词：设施农业机械布料装置粉碎刀辊模态分析离散元仿真

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1XHJ-1600型卧式香蕉假茎粉碎还田机关键部件的优化设计与试验研究

1XHJ-1600型卧式香蕉假茎粉碎还田机关键部件的优化设计与试验研究

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作者：宋雅婷海南大学

学位级别：硕士

香蕉是我国重要的经济作物,在亚热带地区得到了广泛种植,对区域经济发展起到了重要作用。而随着香蕉种植面积的增加,废弃香蕉假茎处理也成了制约香蕉产业发展的瓶颈。香蕉假茎粉碎还田技术为这一难题提供了良好的解决方案,避免因废弃和... 详细信息

香蕉是我国重要的经济作物,在亚热带地区得到了广泛种植,对区域经济发展起到了重要作用。而随着香蕉种植面积的增加,废弃香蕉假茎处理也成了制约香蕉产业发展的瓶颈。香蕉假茎粉碎还田技术为这一难题提供了良好的解决方案,避免因废弃和整株堆放带来的生态危害。对其粉碎后还田能有效改善土壤特性、提高下一季作物根系活力、降低农田碳排放、增加作物产量,实现环保增收。由于香蕉假茎粗壮的特点和南方热区对粉碎还田的研究起步较晚的原因,针对香蕉假茎研发的复合型还田机少之又少。当前的香蕉假茎整株还田处理需要多机具配套,多次进地作业,工作效率低。针对上述问题,本文以香蕉假茎为研究对象,结合对香蕉假茎特性和粉碎还田机理的分析,在1XHJ-1600型卧式香蕉假茎粉碎还田机基础上进行了优化设计。香蕉假茎粉碎刀辊、除根灭茬刀辊、镇压装置是影响还田机工作效果的关键部件,为本文优化设计的重点。优化内容如下:(1)香蕉假茎粉碎刀辊上刀座按单螺旋线排列,每一对刀座以刀端朝外呈八字形铰接一对左弯L型甩刀和右弯L型甩刀,粉碎效果良好,未见明显缠绕。香蕉假茎粉碎刀辊回转半径设计为365mm。(2)运行Solidworks中Simulation 插件分析粉碎刀辊辊轴的前四阶模态以避免共振损害。(3)每个除根灭茬刀盘上均匀分布四把除根灭茬刀,左旋和右旋交替安装。除根灭茬刀辊上的刀具为人字型排列,两种类型的除根刀相继交替作业,可以有效完成香蕉根茬的粉碎,刀辊所受力和扭矩也能达到基本平衡。除根灭茬刀辊刀盘半径为180mm,刀辊的回转半径350mm。(4)将原来的镇压辊改进为弹簧调节式多边形镇压辊。弹簧连接杆上的压缩弹簧通过限位销调节弹簧长度以适应不同的灭茬深度和镇压力。连接轴通过两端的耳板用螺栓连接在壳体后方,镇压辊可绕其转动适应不同的高度。多边形辊的每一面都嵌有一对肋板,使机身与地面处于相对平行。弹簧调节式镇压装置浮动式的设计一方面可以灵活调节除根刀的入土深度,另外可以在日常放置时当支架,以避免除根灭茬刀辊遭到损坏。该装置结构简单,高度可调节,对不同含水率的土壤都能得到比较满意的地表压实效果。取镇压辊中心到多边形的距离为100mm,每个辊幅宽为400mm,三个多边形镇压辊等间距分布在镇压连接轴上。通过澄迈县的大拉香蕉园实地试验,对机具进行了田间试验验证。试验对香蕉假茎粉碎合格率、根茬粉碎率都进行了测定,机具香蕉假茎平均粉碎率为88.6%、香蕉假茎平均除根灭茬率为88.9%,满足了相应国家标准和农艺要求。另外以拖拉机行进速度、香蕉假茎粉碎刀辊转速及除根灭茬刀辊转速为变量设计了三因子三水平的正交试验,以SPSS17.0统计分析软件为辅助,得出影响香蕉假茎粉碎合格率和根茬粉碎率的显著性次序和最优组合。综合各个因素考虑,一般选择方案02(粉碎刀辊旋转速度1000r/min)、P2(除根灭茬刀辊旋转速度300r/min)、Q2(拖拉机行进速度为2m/s)。改进后的1XHJ-1600型卧式香蕉假茎粉碎还田多功能作业机采用了联合作业,能够一次完成香蕉假茎及根茬的粉碎还田作业,减少了进地次数,降低了作业强度。改进后结构和参数更为合理,整机在工作过程中稳定性高,可以持续进行还田作业,提高了工作效率,节约了能耗,易被推广。

关键词：香蕉假茎粉碎还田复合还田机改进关键部件粉碎刀辊除根灭茬刀辊

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