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摆动分离筛上马铃薯运动速度分析与试验

中国农业大学学报 2017年第8期22卷 101-108页

作者：谢胜仕王春光蒙建国邓伟刚王海超闫建国内蒙古农业大学机电工程学院呼和浩特010018

研究马铃薯挖掘机摆动分离筛上马铃薯的运动过程和马铃薯运动速度对分离筛性能的影响。对马铃薯相对分离筛的运动过程进行理论分析,并推导出马铃薯绝对运动速度公式;采用高速摄像技术对薯土分离过程中马铃薯相对分离筛的运动情况进行试... 详细信息

研究马铃薯挖掘机摆动分离筛上马铃薯的运动过程和马铃薯运动速度对分离筛性能的影响。对马铃薯相对分离筛的运动过程进行理论分析,并推导出马铃薯绝对运动速度公式;采用高速摄像技术对薯土分离过程中马铃薯相对分离筛的运动情况进行试验研究,并通过田间试验测试出分离筛在沙土和黏土中作业时马铃薯的绝对运动速度,将试验值除以理论值得到速度修正系数。结果表明:马铃薯相对分离筛要经历正向滑动和反向滑动的连续运动过程,高速摄像试验结果与理论分析结果吻合;沙土中马铃薯绝对运动速度试验值大于理论值,速度修正系数为1.02,黏土中马铃薯绝对运动速度试验值小于理论值,速度修正系数为0.89。

关键词：马铃薯挖掘机摆动分离筛马铃薯运动速度

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摆动分离筛加速度特性分析及性能试验

中国农业大学学报 2023年第5期28卷 207-219页

作者：谢胜仕李鹏郭亚萍邓伟刚王春光内蒙古农业大学机电工程学院呼和浩特010018

针对新型摆动分离筛加速度特性及较优参数组合不明确等问题,以新研制的三阶六吊杆摆动分离筛为研究对象,对各阶筛面上平行和垂直于筛面的加速度、分离筛性能指标随试验因素的变化规律,以及分离筛较优参数组合进行试验研究。结果表明:1)... 详细信息

针对新型摆动分离筛加速度特性及较优参数组合不明确等问题,以新研制的三阶六吊杆摆动分离筛为研究对象,对各阶筛面上平行和垂直于筛面的加速度、分离筛性能指标随试验因素的变化规律,以及分离筛较优参数组合进行试验研究。结果表明:1)各阶筛面上平行和垂直于筛面的加速度均随曲柄转速的增大而增大;吊杆-连杆长度组合相同的情况下,平行于筛面的加速度中第一阶与第二、第三阶筛面的加速度差异比较明显,垂直于筛面的加速度中第一、第二和第三阶筛面的加速度呈现出明显的逐阶递减的变化规律;随着拖拉机工作速度的增大,各阶筛面上平行和垂直于筛面的加速度均呈现出先减小、后增大然后减小的变化趋势。2)随着曲柄转速的增大,明薯率在96%~100%变化,而破皮率则先减小后增大;5种吊杆-连杆长度组合情况下,明薯率和破皮率变化趋势一致;随着拖拉机工作速度的增加,明薯率和破皮率均呈现出先减小后增大再减小的变化规律。3)影响明薯率和破皮率的因素主次顺序分别为:拖拉机工作速度>吊杆-连杆长度组合>曲柄转速、曲柄转速>吊杆-连杆长度组合>拖拉机工作速度,分离筛较优参数组合为:曲柄转速180 r/min、吊杆-连杆长度组合270-370-1050(第一、第二阶筛面吊杆和连杆长度分别为270、370和1050 mm)、拖拉机工作速度1.89 km/h。研究结果可为薯土分离装置的运动学特性与性能研究提供理论依据及技术基础。

关键词：摆动分离筛加速度分离筛性能田间试验

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摆动分离筛参数对马铃薯运动特性的影响

农机化研究 2018年第8期40卷 141-146页

作者：谢胜仕王春光邓伟刚李靖内蒙古农业大学机电工程学院呼和浩特010018

摆动分离筛上马铃薯的运动特性直接影响着分离筛性能,而关于摆动分离筛上马铃薯运动特性的研究中存在着研究内容不全面、对马铃薯运动特性参数的变化规律解析不深入等问题。为此,以曲柄转速、筛面倾角和机器前进速度为试验因素,以分离... 详细信息

摆动分离筛上马铃薯的运动特性直接影响着分离筛性能,而关于摆动分离筛上马铃薯运动特性的研究中存在着研究内容不全面、对马铃薯运动特性参数的变化规律解析不深入等问题。为此,以曲柄转速、筛面倾角和机器前进速度为试验因素,以分离筛上马铃薯绝对运动速度和抛离筛面的最大高度为运动特性指标,利用高速摄像机实时拍摄不同分离筛参数时无土和有土筛面上马铃薯相对分离筛的运动影像,通过回放影像分析马铃薯运动特性指标随分离筛参数的变化规律,并与理论分析结果对比,明确马铃薯运动特性参数产生变化的原因。结果表明:马铃薯绝对运动速度和抛离筛面最大高度的理论值和试验值均随着曲柄转速和筛面倾角的增大而增大,马铃薯绝对运动速度和抛离筛面最大高度的试验值随着机器前进速度的增大而减小;不同曲柄转速和筛面倾角时,无土筛面上马铃薯绝对运动速度和抛离筛面最大高度的试验值大于有土筛面上马铃薯绝对运动速度和抛离筛面最大高度的试验值。研究结果可为深入剖析分离筛性能随分离筛参数的变化规律提供参考依据。

关键词：马铃薯摆动分离筛运动特性高速摄像

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马铃薯在摆动分离筛上的动力学试验研究

中国农机化学报 2013年第1期34卷 70-72,81页

作者：刘海超王春光顾丽霞内蒙古农业大学机电工程学院呼和浩特市010018

针对马铃薯在收获过程中的碰撞损伤问题,本试验设计了马铃薯在摆动分离筛上的动力学测试试验台,分别进行了室内试验和田间试验。通过将无线三维加速度传感器置入马铃薯内部,采集了两种典型薯形的马铃薯在不同筛分速度的三维加速度信号,... 详细信息

针对马铃薯在收获过程中的碰撞损伤问题,本试验设计了马铃薯在摆动分离筛上的动力学测试试验台,分别进行了室内试验和田间试验。通过将无线三维加速度传感器置入马铃薯内部,采集了两种典型薯形的马铃薯在不同筛分速度的三维加速度信号,获得马铃薯在筛面上的碰撞强度。本试验研究为马铃薯动力学分析提供了一种新的方法,同时为马铃薯收获、分选等机械化生产设备的设计和优化提供一定的参考。

关键词：加速度传感器马铃薯动力学马铃薯收获机摆动分离筛

马铃薯挖掘机摆动分离筛动力学分析与试验研究

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马铃薯挖掘机摆动分离筛动力学分析与试验研究

作者：赵祥内蒙古科技大学

学位级别：硕士

马铃薯挖掘机摆动分离筛的主要作用是对薯土混合物进行筛分,是马铃薯挖掘机的核心工作部件之一。目前,内蒙古自治区的马铃薯收获多使用筛分式马铃薯挖掘机。因此,对摆动分离筛进行动力学分析与试验研究,具有重要的科学意义和实践意义。... 详细信息

马铃薯挖掘机摆动分离筛的主要作用是对薯土混合物进行筛分,是马铃薯挖掘机的核心工作部件之一。目前,内蒙古自治区的马铃薯收获多使用筛分式马铃薯挖掘机。因此,对摆动分离筛进行动力学分析与试验研究,具有重要的科学意义和实践意义。本文采用理论分析与试验研究相结合的方式,对筛体振动与薯土混合物运动的耦合分析、摆动分离筛的筛分特性、筛体参数优化等方面进行了研究,主要研究内容如下:（1）首先根据薯土混合物在筛面上的运动,建立滑行运动、抛掷运动的力学模型以及振动耦合方程,对振动耦合方程进行求解得出:方程的一次近似解,物料结合系数、阻尼系数,筛体的工作振幅、相位差角等系数,获得影响物料结合系数、阻尼系数变化的参数为:曲柄转速、筛面倾角、曲柄半径和摆动方向角,采用正交试验、极差分析、方差分析等方法,得出了摆动分离筛不同结构参数对物料结合系数、阻尼系数的影响规律。（2）对摆动分离筛进行田间振动试验测试,对所有工况下振动加速度均方根值进行统计分析,分析了加速度均方根值的变化对薯土混合物分离、马铃薯运动状态以及马铃薯损伤的影响,得出了分离筛振动加速度均方根值的变化规律及特点。结果显示:筛体的振动加速度与曲柄半径、曲柄转速和摆动方向角有关,与筛面倾角无关。摆动分离筛在X、Y方向上的加速度有效值随着曲柄半径与曲柄转速的不断増加而不断增大。（3）使用高速摄像机对筛面上马铃薯的动态变化进行同步拍摄,得到了马铃薯在筛面的运动影像,并对分离筛结构参数对薯土混合物的筛分效果进行了单因素性分析,找到了不同结构参数对薯土混合物筛分效果的影响规律。对所有工况下的薯土混合物筛分效果进行对比分析,以马铃薯伤薯率低为优先原则,当选择曲柄转速180 r/min、摆动方向角16.8°、筛面倾角9.7°、曲柄半径35mm时,摆动分离筛对马铃薯的筛分效果最佳,在此参数组合下,马铃薯在筛面的移动速度为0.512m/s,明薯率96.6%,伤薯率3.1%。

关键词：摆动分离筛马铃薯筛分特性振动耦合理论加速度

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马铃薯在摆动分离筛上的动力学试验研究

马铃薯在摆动分离筛上的动力学试验研究

作者：刘海超内蒙古农业大学

学位级别：硕士

随着我国马铃薯产业的不断发展,马铃薯种植面积的不断扩大、产量持续增长,马铃薯的机械化收获得到了发展。但是马铃薯收获机的土薯分离效果不理想,薯块在分离过程中容易受到损伤。针对马铃薯在收获过程中的碰撞损伤问题,本试验设计了马... 详细信息

随着我国马铃薯产业的不断发展,马铃薯种植面积的不断扩大、产量持续增长,马铃薯的机械化收获得到了发展。但是马铃薯收获机的土薯分离效果不理想,薯块在分离过程中容易受到损伤。针对马铃薯在收获过程中的碰撞损伤问题,本试验设计了马铃薯在摆动分离筛上的动力学测试试验台,分别进行了室内试验和田间试验。通过将无线三维加速度传感器置入马铃薯内部,采集了两种典型薯形的马铃薯在不同筛分速度下的三轴加速度信号,得到马铃薯在筛面上的碰撞强度。本试验研究为马铃薯动力学分析提供了一种新的方法,同时为马铃薯收获、分选等机械化生产设备的设计和优化提供一定的参考。第一,通过将无线三维加速传感器置入马铃薯内部测量其在马铃薯收获机分离筛上的动力特性是可行的,较好地解决了人造试验球在材料上无法模拟马铃薯的问题。第二,马铃薯收获机摆动分离筛的频率增加时,相应地,马铃薯的平均合加速度呈现上升趋势;分离筛的倾角增大时,马铃薯的合加速度呈现下降趋势。第三,对于椭球形马铃薯,在其长轴方向的加速度低于另外两个方向的加速度值;这是因为在其运动过程中,马铃薯的运动状态沿着短轴方向更容易发生变化,从而表现出来加速度越大。第四,在实际的马铃薯收获过程中,土壤能起到很好的保护作用,极大地降低了马铃薯的碰撞损伤;同时也说明了分离筛的设计应更多的依赖田间试验所获取的数据。

关键词：加速度传感器马铃薯摆动分离筛动力学高速摄像

马铃薯在摆动分离筛上运动的有限元分析与虚拟仿真研究

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马铃薯在摆动分离筛上运动的有限元分析与虚拟仿真研究

马铃薯相对分离筛运动位移分析与分离筛性能试验

第二届中德机电一体化职业教育国际论坛暨第三届全国机电一体化专业教学经验交流会

作者：顾丽霞王春光胡格吉勒图吴永亮内蒙古经贸学校内蒙古农业大学内蒙古机电职业技术学院

当前马铃薯产业迅速发展,马铃薯生产机械化水平越来越高,马铃薯收获机械的应用极大程度降低了农民劳动强度,提高了马铃薯作物经济效益,但同时也增大了马铃薯破损率。采用传统优化模式对马铃薯收获机械进行改进,具有设计生产周期长,成本... 详细信息

当前马铃薯产业迅速发展,马铃薯生产机械化水平越来越高,马铃薯收获机械的应用极大程度降低了农民劳动强度,提高了马铃薯作物经济效益,但同时也增大了马铃薯破损率。采用传统优化模式对马铃薯收获机械进行改进,具有设计生产周期长,成本高特点。部分学者提出在虚拟仿真下进行优化设计,结合智能制造,大幅度缩短设计生产周期,降低了成本。但目前仿真模型创建不够完善,多数停留在刚性模拟阶段,不考虑马铃薯经过分离筛时发生碰撞导致的变形等问题,从而使仿真结果失真。本文进一步优化虚拟仿真模型,提出了采用ANSYS有限元分析软件与ADAMS虚拟样机相结合进行仿真试验,对马铃薯在在筛分过程中加入了有限元分析,将其转化为柔性体,然后再进行筛分试验虚拟仿真,并提出了4SW-170型马铃薯挖掘机摆动分离筛在何种条件下能使破损率达到最低,筛分效果最好。

关键词：摆动分离筛数字化建模有限元分析虚拟仿真优化设计

来源： cnki会议评论

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中国农业科技导报 2019年第8期21卷 71-81页

作者：谢胜仕王春光邓伟刚内蒙古农业大学机电工程学院

为解决摆动分离筛薯土分离机理不明确,分离筛参数匹配不尽合理的问题。通过田间试验,获得了无土和有土筛面上马铃薯相对分离筛的位移随曲柄转速、筛面倾角和机器前进平均速度等参数的变化规律,以及分离筛性能指标随参数的变化关系。试... 详细信息

为解决摆动分离筛薯土分离机理不明确,分离筛参数匹配不尽合理的问题。通过田间试验,获得了无土和有土筛面上马铃薯相对分离筛的位移随曲柄转速、筛面倾角和机器前进平均速度等参数的变化规律,以及分离筛性能指标随参数的变化关系。试验结果表明:马铃薯相对分离筛位移的波动幅度随着曲柄转速的升高而先增大后减小,筛面倾角越大马铃薯相对分离筛位移的波动幅度越小,机器前进平均速度越大位移的波动幅度越大;有土筛面上马铃薯相对分离筛位移的波动幅度较无土筛面上马铃薯位移的波动幅度大;明薯率和破皮率随着曲柄转速的增加而先增大后减小,随着筛面倾角的增大而先减小后增大;机器前进平均速度对明薯率影响不明显,破皮率随着机器前进平均速度的增加而先减小后增大。

关键词：马铃薯挖掘机摆动分离筛马铃薯运动位移分离筛性能

基于离散元法的马铃薯在摆动筛面运动特性研究

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农机化研究 2020年第1期42卷 19-24页

作者：蒙建国李玥嬛王春光王斌虞启辉解文霞内蒙古科技大学机械工程学院内蒙古包头014010 内蒙古农业大学机电工程学院呼和浩特010018

为探明马铃薯在筛面的运动规律,采用3D扫描建立不规则形状马铃薯的三维建模,采用离散元仿真分析软件模拟马铃薯在摆动分离筛面的运动状态,并选择摆分离筛曲柄半径为35 mm、摆动方向角为16.8°,在不同曲柄摆动频率和筛面倾角进行模拟试... 详细信息

为探明马铃薯在筛面的运动规律,采用3D扫描建立不规则形状马铃薯的三维建模,采用离散元仿真分析软件模拟马铃薯在摆动分离筛面的运动状态,并选择摆分离筛曲柄半径为35 mm、摆动方向角为16.8°,在不同曲柄摆动频率和筛面倾角进行模拟试验。同时,分析筛面倾角及摆动频率变化对马铃薯运动速度的影响规律,得到马铃薯在筛面运动速度变化规律及拟合方程,为进一步分析薯土混合物的分离机理和筛体结构优化提供理论参考。

关键词：摆动分离筛 3D扫描马铃薯离散元