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基于EDEM的番茄秸秆切割性能仿真及试验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
为了研究粉碎机中秸秆切割时刀片的结构参数对秸秆切削效率、切割性能等的影响,采用离散元方法及EDEM软件建立切割粉碎机中番茄秸秆切割仿真模型,对切割能耗、切割力、切割效果等进行数值模拟,并与试验结果进行对比,结果表明:与等滑切角平型刀片和普通刀片相比,等滑切角锯齿型刀片在切割过程中受到的合力较小,受力较均匀,波动较小,切割能耗最低,切割效率最高,切割时间最短,切割效果较好,优势明显.切割番茄秸秆时,40°等滑切角锯齿型刀片受到的切割力、消耗的能量、消耗的切割电能和切割时间都低于45°等滑切角锯齿型刀片,切割效率较高,切割效果更好.研究结果为番茄秸秆切割刀片及其结构参数的选择提供了理论依据. 相似文献
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针对盘刀式铡草机存在生产率低、功耗高的问题,对铡草机切割器的切割性能进行仿真与试验研究。以铡草机的主轴转速、动定刀间隙、秸秆含水率及动刀圆弧度作为试验因素,切割功耗为评价指标进行切割性能研究。利用ANSYS LS-DYNA仿真软件对铡草机切割玉米秸秆过程进行动态仿真试验分析,并结合物理试验验证模型的准确性。通过单因素仿真试验得出含水率、动定刀间隙和主轴转速为影响铡草机切割功耗的主要因素。在此基础上,通过Box-Behnken试验得出各因素对切割功耗影响的主次顺序为含水率>动定刀间隙>主轴转速。对回归方程寻优求解得到玉米秸秆切割过程中功耗最低的较优参数组合,即主轴转速600r/min、动定刀间隙1.5mm、含水率53.5%。研究结果可为研究铡草机的整机功耗提供数据支持,进而为实现铡草机性能改进提供依据。 相似文献
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针对玉米秸秆粉碎过程中秸秆力学和能耗变化规律不明确,限制秸秆粉碎还田质量提升,不利于秸秆还田技术在东北黑土区推广应用的问题,本文基于异速圆盘动态支撑式玉米秸秆粉碎装置和秸秆受力状态,将玉米秸秆粉碎全过程分为秸秆捡拾阶段、秸秆升举输送阶段和入侵粉碎阶段,建立秸秆各阶段受力数学模型,确定其关键影响参数及范围。以捡拾粉碎刀转速、对数螺线支撑圆盘刀滑切角和捡拾粉碎刀与对数螺线支撑圆盘刀间的传动比为试验因素,选取秸秆最大破碎力、滑切切割功耗和滑切冲量为试验指标,应用有限元分析方法研究试验因素对试验指标的影响规律。结果表明,捡拾粉碎刀转速为1950 r/min、对数螺线支撑圆盘刀滑切角为40°和捡拾粉碎刀与对数螺线支撑圆盘刀间的传动比为0.5时,秸秆最大破碎力、滑切切割功耗和滑切冲量分别为101.71 N、1049.42W和0.032N·s。田间验证试验结果表明,滑切切割功耗为1150.43W,与模型预测值误差为9.63%,秸秆粉碎长度合格率为93.34%,满足行业标准要求。 相似文献
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番茄是我国重要的蔬菜作物之一,其大面积种植带来了严重的秸秆处理问题。由于番茄藤秸秆根部表皮较厚,有较多的维管束,具有较强的抵抗外载荷的能力,不易切断,其切割方式、切割刀片及切割参数等对切割性能都具有重要影响。通过对番茄藤秸秆专用切割刀片切割力学分析和切割力计算分析研究了番茄藤秸秆高效切割的机理。建立了番茄藤秸秆高效切割模拟模型,运用仿真技术对番茄藤秸秆切割过程进行了有限元分析;对不同结构参数切割刀片进行切割对比试验。结果表明:1切割力随着秸秆横截面积的增加,随着刀片楔角的增加而逐渐增大,随着刀片后角的增加呈下降的趋势;2随着切割速度的增加,刀片切割应力有一定的增大,切割能量损耗加大,仿真分析得到的最大切割应力和理论计算结果在数值上较接近,证明了所推导的刀片切割力计算方法的正确性,验证了秸秆切割模型的合理性;3专用等滑切角(40°)锯齿型刀片与等滑切角平型刀片和普通刀片相比,2 kg的番茄藤切割电能最小,为0.18k W·h,切割时间最短,为2min,切割效率最高,切割后粗细均匀,效果也最好。该研究揭示了采用等滑切角锯齿型刀片对番茄藤秸秆高效切割机理和性能,为研制番茄藤秸秆专用切割机及实现高效切割提供了理论和试验依据。 相似文献
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拨禾链式油葵割台静态滑切角恒定切割器设计与试验 总被引：3，自引：0，他引：3
针对油葵缺乏适用切割器的问题,设计了拨禾链式油葵割台切割器。在阐述拨禾链式油葵割台切割器结构和工作原理的基础上,对滑切角恒定刀刃进行设计,确定了影响切割性能的关键结构与工作参数。对切割过程中植株受力和植株滑切过程功耗进行分析,确定了滑切角的选用范围;对割刀运动轨迹进行分析,明确了割刀转速范围;对植株几何切割位置进行分析,推导得出割刀安装位置范围。通过单因素试验得出,在滑切角为50°～70°、割刀转速为750～1 050 r/min、相对位置为100～300 mm范围内时,切割器功耗低、落粒损失率小。通过二次正交旋转试验构建了转速、滑切角、相对位置与功耗、落粒损失率的回归方程,优化得出较优作业参数为:滑切角61°、转速750 r/min、相对位置180 mm,此时对应功耗最小值为64.08 W,落粒损失率最小值为1.24%。为了验证该参数组合的准确性,进行了台架试验,结果表明,实际切割功耗为66.12 W,实际落粒损失率为1.28%,与预测值的误差在5%以内,该切割器满足油葵低损失切割要求。 相似文献
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盘刀式切碎器等滑切角刀刃曲线动刀片的虚拟设计及其性能分析 总被引：1，自引：0，他引：1
通过对盘式铡草机切碎器切割过程分析计算,可推导出等滑切角动刀刃曲线方程,即对数螺线方程。为了设计曲线更为准确,利用计算机软件MATLANB编程,得出不同角度的等滑切角曲线。同时利用Solid3000三维软件技术基于样机9Z-480型铡草机切碎器建模和仿真,使设计方案交流方便快捷,整体设计程序更具灵活性和高效性;缩短产品开发周期、设计成果更为真实可靠。同时通过正交试验及对比试验分析,得出最优方案组合及影响试验指标的显著因素,为后续优化设计提供参考数据。 相似文献
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小麦秸秆压缩弯曲特性试验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
为给秸秆圆捆打捆装置和其它打捆机构提供相应的力学参数和理论基础,根据麦茎秆的几何尺寸,并利用万能试验机控制夹具加载速度对不同含水率的麦秸秆进行弯曲、轴向压缩和径向压缩等力学特性试验,得出载荷-位移等曲线,并获得相关力学参数数据。利用Origin将数据直观地反映出来,再用MatLab对试验数据进行拟合,得出拟合方程。试验结果表明:麦秸秆压缩所需要的力大于弯曲所需的力;含水率和夹具加载速度在一定范围内时,无论是在麦秸秆的弯曲试验还是压缩试验中,载荷峰值的大小与加载速度和含水率都有关,因此在设计打捆压缩成型机构时需考虑含水率与其关键机构工作转速对打捆装置的影响。 相似文献
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针对盘刀式铡草机存在的生产率低、功耗大的问题,对铡草机切割器切割性能进行试验研究。利用9Z-6A型盘刀式铡草机切割试验台,以主轴转速、动定刀间隙和秸秆含水率为试验因素,以比功耗为性能指标进行切割性能试验研究。单因素试验结果表明:比功耗随着秸秆含水率的上升而上升,当含水率到达44%左右时,比功耗最大;比功耗随着主轴转速的升高先上升后下降,主轴转速为650 r/min时比功耗最大;比功耗随着动定刀间隙的加先上升后下降,在动定刀间隙为2 mm时,比功耗最高。多因素试验结果表明:试验因素对铡草机切割过程比功耗影响的主次顺序:主轴转速>动定刀间隙>含水率;当动定刀间隙为2 mm,主轴转速为650 r/min,玉米秸秆含增水率为27%时,铡草机切割过程比功耗值最高;得到了铡草机黄贮工作范围内预测比功耗的回归方程。该研究可为切碎器性能改进和实际生产提供依据。 相似文献
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水稻秸秆反旋深埋滑切还田刀优化设计与试验 总被引：1，自引：0，他引：1
针对水稻秸秆深埋还田时,还田刀作业功耗过高和缠草的问题,结合还田机作业过程,分析还田刀功耗过高和缠草的原因,设计了一种反旋深埋滑切还田刀。使用阿基米德螺旋线设计还田刀侧切刃,提高还田刀的滑切性能,计算并验证侧切刃曲线的动态滑切角满足土壤-秸秆滑出还田刀的条件,使用圆弧曲线设计还田刀正切面,以耕宽和正切面安装角为依据确定圆弧半径为60mm。运用离散元仿真软件EDEM进行了反旋深埋滑切还田刀与传统还田刀的仿真对照试验,结果表明反旋深埋滑切还田刀的秸秆还田率、抛土性能与传统还田刀基本一致,作业功耗降低18.19%,选取留茬高度、刀辊转速和机具前进速度为影响因素,选取作业功耗为评价指标进行正交试验设计,确定影响还田机作业功耗的因素从大到小依次为：刀辊转速、机具前进速度、留茬高度。田间试验结果表明：在土壤含水率为20%~30%,地表秸秆覆盖量为336~353g/m2,拖拉机作业速度为低速一挡（1.5km/h）,刀辊转速为250r/min时,秸秆深埋滑切还田刀作业后,平均耕深为18cm左右,秸秆还田率为87.9%~89.7%,地表平整度为2.1~3.7cm,作业指标均满足秸秆还田的农艺要求。 相似文献
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为了解芋头压缩和切削力学特性,以山东小芋头为试验样本,利用TMS-PRO食品物性分析仪对芋头样本进行压缩试验,计算得出芋头失效应变和弹性模量等参数。利用定制刀具,对芋头在不同切削厚度、不同刀具刃角、不同刀具滑切角情况下进行切削试验,测得切削过程中最大切削力,运用SPSS软件分析变化规律。试验得出:所选芋头样本失效应变为0.314,抗压强度为1.490 MPa,弹性模量为4.751 MPa;随着切削厚度增加最大切削力增大,且切削厚度＞3 mm后增长缓慢;随着刀具刃角的增加最大切削力增加;随着刀具滑切角的增加最大切削力显著减小。对交互试验结果的方差分析,得出切削厚度、刀具刃角和滑切角均对芋头的最大切削力有极显著影响,切削厚度和刀具刃角的交互作用具有显著影响,切削厚度和刀具滑切角的交互作用具有极显著影响。试验分析结果可为芋头收获和加工等机械的设计、制造提供理论依据。 相似文献
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为了实现秸秆的综合利用,降低秸秆燃烧对环境的污染,首先需要对秸秆进行切割操作。秸秆的切割力是影响切割装置机械效率的主要因素,因此对切割装置优化设计时需要得到农作物秸秆切割过程使用的最佳切割力。为此,设计了一种新的秸秆切割力的控制系统。该系统采用PLC嵌入式系统对刀片传感器的数据进行采集,采用Dijkstra算法对数据进行处理,将处理结果作为电机控制的条件,调控切割力,并通过反馈调节来控制电机转速,从而降低功耗,提高切割效率。为了验证该系统的有效性和可靠性,通过实验的方式对切割系统进行了测试。测试结果明明:该系统的功耗低,切割时间短,大大提高了农作物秸秆的切割效率,为农作物秸秆的综合利用和生态农业的发展提供了技术支持。 相似文献
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《中国农机化学报》2018,(12)
为改善芦蒿收获过程中茎秆割茬质量,提高切割性能,降低损失率,完善芦蒿有序收获机收获效果。自制切割试验台,在TMS-Pro质构仪上对芦蒿嫩茎进行单因素和多因素正交切割试验,研究切割方式、切割刀片形式、切割倾角、切割速度、切割间隙、切割位置、株数等因素对芦蒿峰值切割力指标的影响。单因素试验结果表明:以锯齿形割刀滑切方式最为省力;峰值切割力与切割速度呈显著二次多项式函数负相关关系;随着切割角度、切割间隙的增大而增大,在12°切割角以及0.5mm切割间隙时,切割力均出现最小值;与离地切割位置呈显著指数函数负相关关系,与株数呈显著指数函数正相关关系。多因素试验结果表明:切割速度对峰值切割力影响最为显著,切割角度次之,切割间隙影响最小,当切割速度200mm/min、切割角度15°、切割间隙0.5mm时为最优方案,峰值切割力最小。通过应变片进行田间试验对比,结果表明:割台试验结果与田间试验结果一致,试验数据误差5.6%。研究结果为切割器的参数优化及芦蒿收获机械装备的研制与改进提供理论依据与技术支持。 相似文献
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在秸秆往复式切割试验台上,以饲用甜高粱为研究对象,以切割速度、喂入速度、秸秆含水率为试验因素,功率消耗与剪切应力作为性能检测指标,按照中心组合响应曲面设计(Central composite design,CCD)试验方案进行试验。结果表明:喂入速度对切割器试验台工作性能有较大影响;切割速度、秸秆含水率均对切割器试验台工作性能影响显著;切割器试验台工作性能的影响因素主次顺序为喂入速度、切割速度、秸秆含水率,最佳性能参数组合为喂入速度5m/s、切割速度0. 95m/s、秸秆含水率为60%。本研究旨在探索秸秆往复式切割器的工作参数与饲用甜高粱收获条件对切割特性的影响,为饲用甜高粱联合收获打捆的研究提供理论依据。 相似文献
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收割机切割器刀片对收割质量有着重要影响：设计中，对刀片滑切角和进刀量的变化分析研究后，指出：回转式切割以斜切为主；外圆刀口曲线的滑切角由内向外逐渐递增，可省力、不甩草；其进刀量由内向外缓慢减小，即切割阻力逐渐变小、工作平稳。所以选择外圆弧刃口刀片比较合理。 相似文献