王汝贵[1]2004年在《甘蔗收割机圆盘式切割器工作参数优化研究》文中研究说明甘蔗收割机是甘蔗机械化生产的主要作业机械，其切割器的工作性能对甘蔗切割质量有较大的影响。目前切割器切割甘蔗的破头率较大，超过20％，湿地作业达到35％以上。甘蔗破头率高，来年甘蔗发芽率就低，甘蔗的产量相应地就低。而影响切割器切割质量(破头率)的因素较多，因此，有必要对甘蔗切割器影响切割质量的各因素进行优化研究，提高其切割质量。 本文采用二次回归正交旋转设计，对甘蔗切割器切割性能影响因素(包括刀盘转速、机车前进速度、刀片数量、刀盘倾角、刀片切割角及刀片刃角)进行室内模拟试验，通过数理统计分析、数学建模、优化技术，以工作性能标准为依据，对切割器切割工作性能影响因素进行研究。建立了各因素和指标破头率的回归方程，且进行了优化研究，获取的因素优化组合为刀盘转速680r／min，收割机前进速度0.5m／s，刀片数量8片，刀盘倾角7°，刀片刃角28.5°，切割角45°。在此组合下，割后甘蔗的破头率可降至6.7％。
薛忠, 宋德庆, 郭向明, 黄正明, 王刚[2]2014年在《圆盘式茎秆切割器研究进展》文中指出圆盘式切割器作为农作物收获机械上重要组成部件之一,其性能对提高收获机械作业率及降低收获损失等方面都具有很大的意义。为此,从目前国内外圆盘式茎秆切割器研究现状出发,重点介绍了圆盘式切割器在甘蔗收获、玉米茎秆收获理论与试验等方面的研究进展,并在此基础上对圆盘式切割器应用前景给出了建议。
刘兆朋[3]2011年在《圆盘式苎麻切割器的设计及试验研究》文中认为苎麻的纤维是我国重要的纺织原料,但是近年来苎麻的种植面积由2005年的190万亩骤减到2010年的40万亩。苎麻收获期作业效率低,收割成本逐年增高,已成为苎麻生产发展的一大限制因素,而发展苎麻收获机械是解决这一问题的根本途径。切割器作为苎麻收获机械的关键部件,其切割质量和切割效率直接影响作业效果。论文采用试验测定和复合材料微观力学考察方法获得了苎麻底部茎秆的横观各向同性材料的模型参数,根据等滑切角切割理论设计了等滑切角式圆盘切割器,并运用有限元动态仿真研究了刀盘切割苎麻茎秆的切割机理,为苎麻茎秆切割试验提供了理论指导。通过设计苎麻切割试验台架,采用二次正交回归旋转试验设计方法,对影响苎麻切割器切割功耗的结构因素(滑切角、刀盘倾角)和运动因素(刀盘转速、喂入速度)进行了室内物理模拟试验研究；采用数理统计方法建立了各试验因素与切割功耗、破茬率和纤维残留率的回归数学模型,分析了各试验因素及其交互作用对切割功耗、破茬率和纤维残留率的影响。同时进行了综合优化,获得因素最优组合为：当取刀片滑切角为44.5°,刀盘倾角为0°,刀盘转速为1448r/min,喂入速度为0.33m/s时,切割功耗最低为419w,破茬率最低为2.8%,纤维残留率最低为8.9%。
李鹏[4]2013年在《甘蔗收割机切割装置的虚拟设计》文中研究指明甘蔗属于宿根性植物，切割质量的好坏不仅影响甘蔗的收割质量，同时也影响甘蔗第二年的生长。作为甘蔗收割机的关键部件，切割装置设计的好坏将对甘蔗收割机的整机性能产生直接的影响，而目前国内现有的切割装置由于设计参数不尽合理，存在甘蔗破头率较高、收割效率较低等，设计质量满足不了用户需求。为此，本文从结构设计、仿真分析和试验研究叁个方面对甘蔗收割机的切割装置进行了深入的研究，以提高切割装置的切割性能，降低甘蔗的破头率，增加甘蔗的产量。主要研究内容和结果如下：首先，分析了甘蔗收割机和切割装置的工作原理，对其结构设计方法进行了深入的研究，在对甘蔗收割机整机和切割装置结构研究的基础上，找出了切割装置设计过程中影响切割性能的主要因素（如刀盘转速、前进速度、刀片刃角和刀片切割角等），确定了切割装置合理的设计方案，对切割装置的关键零部件进行了设计，并建立了切割装置的虚拟模型；其次，根据实际工况利用有限元分析软件对切割装置进行了动力仿真分析，经过对甘蔗切割过程的分析，得到了甘蔗在切割过程中的应力变化云图、切割装置的位移云图和切割力曲线等分析结果，为甘蔗收割机的现场切割试验奠定了理论基础。根据调查研究运用正交试验的方法对影响切割装置切割性能的影响因素进行了试验研究，确定了甘蔗切割试验方案，进行了现场甘蔗切割试验，得出在不同刀盘转速、前进速度、刀片刃角和刀片切割角情况下的试验数据，通过对试验数据的分析和优化，改善了模型，并对该模型能够进行了试验验证。最后，对在现场试验过程中存在的问题进行了总结，为切割装置的结构进一步改进提供了理论依据。
王汝贵, 姜永圣, 杨坚[5]2008年在《甘蔗切割器工作参数优化综合》文中研究指明利用二次回归正交旋转设计的方法,建立了不同工况下甘蔗收割机切割器的工作参数:切割速度、前进速度、刀片数量、刀盘倾角、刀片刃角和切割角对工作性能指标破头率影响的二次回归方程,在此方程的基础上,考虑切割器工作参数对破头率的影响,建立了参数优化数学模型,采用约束变尺度法,实现了切割器工作参数的优化,降低了破头率,最后通过实验进行了验证.
向家伟, 杨连发, 李尚平[6]2007年在《小型甘蔗收获机切割器试验研究》文中指出小型甘蔗收割机切割器必须具有切割功耗(切割扭矩)和切割损失小的特点。通过正交试验,对影响这两个评价指标的切割参数进行单、多因素试验,得出切割参数的主次顺序,即刀盘转速、刀盘倾角、刀刃滑切角。进而采用正交多项式回归分析方法对试验数据进行处理,获得影响这两个评价指标的数学模型。利用该模型对切割参数进行优化,获得切割损失和切割功耗均较小的最佳切割参数组合:刀盘转速为685 r/m in,刀盘倾角为9,°刀刃滑切角为26,°从而为小型甘蔗收割机切割器设计提供依据。
陈国晶[7]2006年在《单圆盘甘蔗收割机切割器切割破头率影响因素的试验研究与机理分析》文中研究表明切割是甘蔗收获的关键环节，切割器又是收割机的主要工作部件。切割器切割性能的好坏严重影响着甘蔗收割机的性能及其推广应用。因此，对切割器切割破头率的影响因素进行深入的试验研究，找出影响破头率的主要因素，研究甘蔗切割破头率机理，优化工作参数，为甘蔗收割机切割器的设计提供理论依据，具有重要的理论意义和实用价值。 论文利用甘蔗切割综合试验台，采用二次回归正交旋转设计试验方法，在较硬土壤与较软土壤两种试验条件下，对影响甘蔗切割器切割破头率的田间地面不平引起的振动因素(频率、振幅)、切割器结构因素(刀片刃角、刀片切割角、刀盘倾角、刀片数目)进行了室内物理模拟试验研究；采用数理统计方法建立了各试验因素与破头率之间的回归数学模型，分析了各试验因素及其交互作用对破头率的影响；通过运动学分析与仿真研究方法，进一步探讨了切割不漏割条件及田间地面不平引起的振动因素和切割器结构因素对破头率的影响机理；并在频率、振幅取最小值和两种土壤条件下，分别对试验因素进行优化，同时进行了综合优化，获得因素较优组合为：刀片刃角21°，刀片切割角30.5°，刀盘倾角11.5°，刀片数目4把。综合优化的因素较优组合下，破头率小于11％。
万其号[8]2007年在《沙生灌木圆盘式切割器切割对比试验研究》文中认为沙生灌木不但是防风固沙的优良树种,而且还具有很高的经济价值。沙生灌木的平茬是生长不可缺少的环节。为了保证来年平茬后发芽率,对其平茬要满足一定的生物学要求。沙生灌木平茬要求切口平整,不能有撕裂,一次性切断,茬口低,摩擦要小。目前小型割灌机上所用的切割器为圆盘锯片,切割效果不理想,来年发芽率低。针对这种情况,本文设计制作了一种圆盘式切割刀片与现有圆盘锯片进行了切割对比试验研究。首先采用正交试验设计,对影响切割性能的因素即切割器切割倾角、沙生灌木直径、切割器前进速度、切割器转速进行了室内模拟试验,对研究的各因素和割断率的关系进行了极差分析和方差分析。室内模拟实验表明了影响割断率的最显着因素为切割器转速,次之是切割器前进速度,最小的为沙生灌木直径,并且圆盘刀片的割断率要高于圆盘锯片。其次在室内试验研究的基础上,又进行了野外试验,利用二次回归正交设计,分别建立了切割器切割因素切割器倾角、切割器前进速度、切割器转速的数学模型,并进行了优化。通过试验研究为今后设计大型割灌机切割器的选择提供参考数据和理论基础。
李宁[9]2009年在《灌木收割切削性能与刀具参数的研究》文中提出灌木是我国重要的森林资源,对我国西北部防风固沙起着重要的作用。随着大面积人工灌木林的成熟以及工业化生产的需要,为满足其平茬复壮的要求,研制出高效的收割设备。沙生灌木平茬技术的研究是十一五科技支撑项目之一,本课题是其中的一项任务,即对灌木活立木的切割性能和灌木收割机刀具进行研究,为设计高效率的切割器提供理论依据。灌木每3-4年需要收割(平茬)一次以保证其生长速度不会减慢。通过实地调查研究和统计分析适值收割的柠条等几种常见灌木的距地50 mm左右处的直径一般不超过15 mm,适宜收割期间(深秋和冬季)柠条含水率为55%左右,荆条含水率为55%左右,四倍体刺槐含水率为61%左右,扁担木含水率为50%左右。通过冲击和顺纹压缩实验测定了柠条、荆条、扁担木和四倍体刺槐的活立木冲击韧性和顺纹抗压强度及顺纹抗压弹性模量。柠条的冲击强度为6.07J/cm~2,顺纹抗压强度为23.67MPa,顺纹抗压弹性模量为1787.98MPa;荆条的冲击强度为11.78J/cm~2,顺纹抗压强度为48.06 MPa,顺纹抗压弹性模量为3544.36MPa;四倍体刺槐冲击强度为10.09 J/cm~2,顺纹抗压强度为40.78 MPa,顺纹抗压弹性模量为2304.87 MPa;扁担木的冲击强度为8.47J/cm~2,顺纹抗压强度为65.88MPa,顺纹抗压弹性模量为2523.88 MPa。四种灌木的冲击强度在国产木材范围之内(冲击强度数值为1.60-18.22 J/cm~2),顺纹抗压强度和抗压弹性模量与常见的木材相比偏小。建立了单根灌木活立木切割的力学模型,设计一套实验装置,实验测定不同楔角的刀具(30°,40°,45°,50°,60°,70°)剪切不同直径灌木的剪断力。结果表明,树种、灌木直径和刀具楔角对剪断力都有显着性影响,直径与楔角角度的交互作用对剪断力的影响较小(用50°刀剪切四倍体刺槐时例外)。按照树种剪断力F与直径d、刀具楔角β之间有二次线性关系,因此在设计切割器时需要调查灌木的种类和待切断处的直径范围。当用前角较大的刀具剪切直径较大的灌木时,断口处产生了严重的挤压,导致灌木萌发率降低。对北京林业大学研制的步进手扶式割灌机圆锯片进行模态分析,3种圆锯片采用不同的夹持直径(100mm,70mm,57mm),采用Br(?)el＆Kjae系统进行了对3种圆锯片(装卡在机体上)进行实验研究发现前两阶频率值比ANSYS计算值大,其中一阶频率比较接近,大部分相比ANSYS计算值提高了8%左右,二阶频率提高较大,幅度达到了20%～55%,结果表明在安装在机体上圆锯片的稳定性有所提高。对圆锯片的临界转速进行分析,提出圆锯片的工作转速的合理区间,实际工作转速ω应大于临界切断速度ω_l而小于最大输出转速ω_(max)且不在临界转速区间[ω_p]内,从而为北京林业大学研制的步进手扶式割灌机圆锯片的合理选用和传动机构的优化设计提供了理论依据。
袁洁[10]2017年在《往复式甘蔗收割机设计及仿真分析》文中指出近年来,云南省甘蔗种植面积逐年增加,现已成为了我国第二大甘蔗产区,是云南省当地经济发展和农民脱贫致富的主要经济作物。由于云南省大部分甘蔗种植区是以山地、丘陵等小地块为主,因此大中型甘蔗收割机械并不适用,导致甘蔗收割作业强度增大以及收割效率降低,这既影响着大部分蔗农的生存环境,也影响着云南省制糖业的发展。因此,研究出符合云南省地形特点的,经济实用的小型甘蔗收割机,对促进云南省蔗糖产业的发展和推动甘蔗机械化生产具有重大意义。本文首先对我国甘蔗种植收获现状进行了阐述,并与国外甘蔗甘蔗收割情况进行对比研究,对各种收获机型的特点进行了分析,得出国外的甘蔗收获机械并不适合在国内推广应用。在此基础上,确定了甘蔗收割机的总体设计方案,根据往复式甘蔗收割机的使用要求和设计原则,确定了收割机传动机构采用上下对称的曲柄摇杆机构,切割器采用双动刀往复式,以手扶拖拉机进行驱动,并对其整机基本参数进行了设计,完成了甘蔗收割机主要结构参数的理论设计。根据设计参数,使用Inventor完成了整机虚拟样机模型,同时对收割机的功率需求进行了分析,得到了整机功率需求。利用ADAMS仿真软件对其进行了运动学仿真分析,运动学仿真结果与设计参数相吻合。在ANSYS中对动刀片进行了模态分析,提取了动刀片的前六阶固有频率和固有阵型,模态结果表明动刀片在甘蔗切割过程中不会发生共振,且固有阵型没有突变。利用有限元仿真软件对切割装置进行了动力学仿真分析,得到了甘蔗切割过程的等效应力云图、位移云图、切割力曲线以及能量曲线等。同时针对不同的切割倾角、切割速度和作业速度对切割力的影响,设计了叁水平叁因素正交仿真实验,建立了影响因素与切割力的数学模型,探讨了因素的交互作用对切割力的影响,并且对影响因素进行优化,得到了最优的工作参数组合。最后,通过模拟田间甘蔗种植情况,对最优切割参数进行了实验验证,实验结果表明:切割效果良好,甘蔗破头率达到设计要求。
参考文献：
[1]. 甘蔗收割机圆盘式切割器工作参数优化研究[D]. 王汝贵. 广西大学. 2004
[2]. 圆盘式茎秆切割器研究进展[J]. 薛忠, 宋德庆, 郭向明, 黄正明, 王刚. 农机化研究. 2014
[3]. 圆盘式苎麻切割器的设计及试验研究[D]. 刘兆朋. 湖南农业大学. 2011
[4]. 甘蔗收割机切割装置的虚拟设计[D]. 李鹏. 河南科技大学. 2013
[5]. 甘蔗切割器工作参数优化综合[J]. 王汝贵, 姜永圣, 杨坚. 广西大学学报(自然科学版). 2008
[6]. 小型甘蔗收获机切割器试验研究[J]. 向家伟, 杨连发, 李尚平. 农业工程学报. 2007
[7]. 单圆盘甘蔗收割机切割器切割破头率影响因素的试验研究与机理分析[D]. 陈国晶. 广西大学. 2006
[8]. 沙生灌木圆盘式切割器切割对比试验研究[D]. 万其号. 内蒙古农业大学. 2007
[9]. 灌木收割切削性能与刀具参数的研究[D]. 李宁. 北京林业大学. 2009
[10]. 往复式甘蔗收割机设计及仿真分析[D]. 袁洁. 昆明理工大学. 2017