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【目的】探讨水田高地隙喷雾机轮履复合动力底盘结构可行性,解决现有水田喷雾机陷深大、田间行驶通过性差等问题,满足南方地区水稻种植模式和农艺要求。【方法】对动力底盘的转向及行驶性能进行理论分析,对履带与轮式行走装置的关键部件以及整机传动系统进行设计,应用有限元软件在静态负载工况下对履带梯形支架进行分析,得到满载状态下履带行走装置的载荷分布和薄弱部位,根据分析结果对行走装置进行优化。【结果】确定底盘离地间隙950 mm,履带宽20mm。在静态满载工况下,履带梯形支架所受最大应力发生在轮毂连接处,为128.87MPa;最大位移量发生在承重轮连接处,为1.05 mm;满足强度性能要求。田间试验结果表明:行驶速度1～3 km/h,水田行驶最小转弯半径3 380 mm,前轮陷深115 mm、后履陷深63 mm。【结论】轮履复合动力底盘结构具有可行性,整机工作性能满足水田作业要求,本研究结果对研发新型水田高地隙喷雾机具有一定参考价值。 相似文献
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《甘肃农业大学学报》2018,(6)
【目的】针对高地隙喷雾机重心高、稳定性差的问题,研究分析高地隙喷雾机的翻倾稳定性,探究提高机具翻倾稳定性的方法.【方法】以3WPZ-500型水旱两用高地隙喷雾机为研究对象,利用空间力系平衡原理建立力学模型,得到纵向、横向、合成坡道上极限翻倾角的计算公式;进行了重心位置测量试验和整机翻倾试验,明确重心位置变化对极限翻倾角的作用,同时验证力学模型的正确性.【结果】高地隙喷雾机翻倾稳定性的影响因素为重心坐标(a,e,H)、轴距L、轮距B以及视机型而定的最小单侧支反力F_t,评价指标为纵向极限翻倾角α_1和横向极限翻倾角β_1.纵向、横向极限翻倾角理论值分别为36.5°～41.5°和25.6°～26.8°,测量值分别为32.0°～36.1°和24.6°～25.2°,且变化趋势相同.分别针对重心坐标e、H和轮距B给出提高横向稳定性的措施.【结论】本研究结果可为高地隙机具的设计和改良提供理论依据. 相似文献
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为实现高地隙植保机底盘离地间隙调节和底盘调平控制,以湖南农业大学与宗南重工联合研制的高地隙多功能植保机为平台,设计加装了底盘自动调平系统。系统由STM32主控芯片、倾角传感器、驱动模块、平行四边形升降机构和液压执行机构组成。每个平行四边形升降机构上安装倾角传感器,用于检测底盘的离地间隙;底盘中心位置安装1个水平倾角传感器,用于检测底盘的水平角度。采用Kalman滤波算法处理底盘水平倾角数据,采取基于位置误差控制加角度误差控制的调平控制策略,完成高地隙植保机离地间隙调节和底盘调平的控制。试验证明,滤波算法能有效抑制水平倾角数据的抖动;调平系统能完成植保机离地间隙调节和底盘调平,平均响应时间为0.45 s,静态调平的平均水平误差≤0.25°,最大误差0.45°,均方根误差≤0.27°;动态调平的平均水平误差≤0.64°,最大误差0.81°,均方根误差≤0.34°,满足高地隙植保机作业要求。 相似文献
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为解决现有自走式植保机械难以适应复杂地形作业的问题,本研究设计了一款自走式植保车.针对不同的田间作业环境,车体结构上轮距和底盘离地间隙可调,其中轮距在1.0～1.3 m范围内可调,底盘离地间隙为0.5～1.3 m可调;通过对轮式车辆主要转向方式的对比分析,设计了中部折腰主动转向结构.为验证作业车底盘结构设计的合理性,对植保车底盘进行了有限元分析,得到了底盘在弯曲和扭转2种工况下的应力和位移分布图.植保作业车底盘最大应力为68.692 MPa,最大位移为0.5284 mm,均小于材料的屈服极限.并对底盘进行了模态分析,得到前6阶的固有频率(22.367～81.881 Hz)和振型,同时计算出外部激振频率最大为9.375 Hz,不会与底盘结构产生共振.分析结果表明,底盘结构设计符合工作要求,为自走式植保车底盘系统的研制奠定了基础. 相似文献
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【目的】基于复杂农林环境对喷雾机底盘的柔性化和智能化需求,提出了底盘概念设计方案生成和评价方法,为喷雾机底盘概念设计提供方法和理论指导。【方法】在对喷雾机底盘进行功能需求分析的基础上,以功能树形式对底盘进行了功能分解,采用机构综合法对喷雾机底盘分功能原理解进行了创新和综合,并构建底盘形态学矩阵;在集合专家经验的基础上剔除明显不合理的方案解;采用基于模糊数互补判断矩阵的群决策方法进行方案的评价,构建目标规划的数学模型并进行求解,最终确定最佳的设计方案。【结果】获得了喷雾机底盘分功能的多个原理解,其中主要检测功能原理解方案数为25个,主要执行功能原理解方案数为19 683个,经过筛选和综合评定,获得喷雾机底盘整体可行的概念设计方案有3种,经过专家评判,构造模糊区间数互补判断矩阵,通过求解得其排序权重分别为0.27,0.46,0.27,最终确定方案2为最佳方案,即以柴油机作为原动机为液压泵提供动力,驱动车轮马达完成四轮驱动及两轮转向功能;驱动液压缸完成底盘轮距、地隙调整和喷雾系统升降功能;驱动液压马达经圆柱齿轮和圆锥齿轮机构完成底盘工作台旋转功能;借助GPS和电子罗盘完成检测功能。【结论】借助功能原理分析和机构综合法可快速有效生成喷雾机底盘概念设计方案,基于模糊互补判断矩阵的群决策方法可有效消除个人主观偏好对概念设计方案评价结果的影响,这些方法可为喷雾机底盘乃至其他机械产品的概念设计提供理论指导。 相似文献
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[目的]解决自走式水田高地隙喷杆喷雾机喷雾不均匀的问题。[方法]以10 m喷杆为试验对象,搭建喷杆喷雾试验平台,研究喷雾压力、喷雾高度、喷雾喷幅宽度对喷雾均匀性的影响。[结果]喷头压力为0.30 MPa,流量变异系数最小值为5.292 5%,喷雾流量稳定性最高;喷杆距作物水平高度0.5 m时,变异系数最小值为2.543 010 1%,喷雾均匀性最好;喷雾压力增加,喷幅宽度呈一定程度的正相关。喷雾压力0.30 MPa,喷雾高度0.5 m时,喷幅宽度为10.502 1 m,相对其他喷雾压力情况下,喷幅变异系数最小值为0.280 2%,喷雾喷幅最为稳定。[结论]该研究结果可为自走式水田高地隙喷杆喷雾机的进一步研究提供一定的参考。 相似文献
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【目的】研究粗糙结构面在剪切过程中发生大规模破坏时的裂隙变形及渗流变化规律,为岩体裂隙应力-渗流耦合研究提供参考。【方法】对完全和非完全咬合状态下的规则齿结构岩面,采用常法向应力作用下的剪切-渗流耦合试验,测定法向应力为1.91 MPa、水压为0.6 MPa时结构面剪切强度及剪切位移的变化,并在完全咬合的基础上改变水压分别为0.4,0.6和0.8 MPa,测定剪切过程中流量的变化。【结果】裂隙结构面咬合状态对剪切强度变化曲线以及法向位移变化曲线有较大影响,基于此推导出一种更接近试验结果的辐向流立方定理公式。结构面破坏之前水流的非完全轴对称性流动、水流漩涡以及粗糙度和接触面积等因素使得计算结果与试验结果之间有较大差异,流量的计算结果与试验结果差值(ΔQ)最大达41.5cm3/s,此外ΔQ会随机械隙宽的增加而增大。当水压从0.4MPa增大到0.6和0.8MPa时,ΔQ分别增加5和8.2cm3/s,渗透系数分别降低0.27和0.47cm/s,机械隙宽与水力隙宽的比值分别增加0.04和0.06。【结论】裂隙结构面在复杂应力条件下的抗剪强度和变形与结构面咬合状态密切相关,结构面破坏形态、水流形态以及水压对裂隙渗流规律影响较大。 相似文献
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《江苏农业科学》2017,(18)
针对YTK850喷杆喷雾机前悬架上摆臂在多次作业后易出现疲劳失效的问题,通过建立喷杆喷雾机前悬架上摆臂的力学模型,计算出上摆臂在不平路面、转向、制动工况下的受力情况,得到理论的载荷数据,基于Workbench软件建立上摆臂的有限元模型,得到3种典型工况下的应力。结果表明,上摆臂的最大应力点出现在不平路面工况时减震器下安装支座与右前侧圆管连接处,应力最大值为130.12 MPa,变形量最大值为0.29 mm;利用试验得到的载荷数据,对前悬架上摆臂在不平路面工况下进行疲劳寿命分析,得到前悬架上摆臂疲劳寿命和安全系数分别为0.36年和1.79;通过对上摆臂进行优化,确定圆管外径为33 mm时,最大应力减小至94.17 MPa,最大变形量减小至0.098 mm,寿命提高到0.51年,安全系数提高到2.50,为喷杆喷雾机悬架系统的合理设计提供一定理论依据。 相似文献
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【目的】探究大片刨花形态对可饰面定向刨花板力学性能的影响,为可饰面定向刨花板的生产原料筛选提供依据。【方法】以杨木大片刨花为试验材料,以刨花板力学性能为考察指标,选择大片刨花长度（70～230 mm）、宽度（10～58 mm）、厚度（0.3～1.1 mm）为影响因素,通过单因素试验研究刨花三维尺寸对所制备可饰面定向刨花板静曲强度(MOR)和内结合强度(IB)的影响,在此基础上运用Box-Behnken响应面法,以可饰面定向刨花板的静曲强度和内结合强度为响应值,以刨花的长（110,150和190 mm）、宽（34,46和58 mm）、厚（0.3,0.5和0.7 mm）3个因素为自变量,设计三因素三水平正交旋转组合试验,对大片刨花三维尺寸组合进行优选。【结果】单因素试验表明,大片刨花三维尺寸对板材的力学性能均有较大影响。大片刨花长度为150和110 mm时,板材的静曲强度、内结合强度分别达到最大值,为17.61和0.63 MPa;大片刨花宽度为46和34 mm时,板材的静曲强度、内结合强度分别达到最大值,为17.05和0.67 MPa;大片刨花厚度为0.5和0.7 mm时,板材的静曲强度、内结合强度分别达到最大值,为24.65和0.62 MPa。三因素三水平正交旋转组合优化试验表明,静曲强度和内结合强度回归模型的拟合系数R2分别为0.991 5和0.944 3,大片刨花长度和厚度对静曲强度的影响分别达极显著水平（P<0.01）和显著水平（P<0.05）,对内结合强度的影响均达到极显著水平（P<0.01）;交互作用分析表明,大片刨花长度与厚度、宽度与厚度的交互作用均对静曲强度有显著影响（P<0.05）,长度与厚度的交互作用对内结合强度有显著影响（P<0.05）。【结论】 最优的大片刨花形态参数为长140 mm、宽40 mm、厚0.5 mm,在该条件下制备的可饰面定向刨花板的静曲强度为20.31MPa,内结合强度为0.49 MPa。 相似文献
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针对丘陵山区地块面积小、农机底盘作业转向难的问题，设计了转向灵活、转弯半径小的摆转转向底盘。底盘由转向装置、浮动装置、液压系统、发动机，前桥、后桥、控制系统、PTO输出等组成，采用水冷系统以及CVT无级变速的汽油发动机与液压系统结合，实现底盘的动力匹配；通过ANSYS Workbench构建摆转转向底盘前桥、后桥、整体机构的力学模型，分析各机构不同状态下的变形参数的变化趋势，并对底盘机构易于损坏的部位进行优化。结果表明：前桥转向机构附近的配件对前桥的变形影响较大，采用5 mm厚度方钢的前桥结构变形量为0.85 mm，优化后的前桥所安装的配件采用模块化分配，使用10 mm以上方钢加工制作，保证前桥变形量稳定控制在0.3~1.0 mm；优化后的底盘后桥最大等效应力为14 MPa，变形量为0.25 mm，分别较优化前降低了33.33%和28.57%，机架的结构稳定性得到改善。通过压力测试仪器对实物平台的测试，底盘在行驶过程中的压力变化曲线平稳，启动和停止阶段所受的压力在可控制的范围内；底盘的行驶直线度、偏驶率均低于1%，且不受底盘载重的影响。 相似文献
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高地隙植保机速度自动控制系统研制 总被引：1，自引：1，他引：0
针对当前高地隙植保机自动化程度不高、作业时行驶速度变化较大影响施药质量等问题,设计具备手动、自动切换功能的速度自动控制系统。以雷沃ARBOS高地隙植保机为研究平台,采用机电一体化控制方法对其变速执行机构、速度控制过程与特性进行分析,采用基于比例微分算法的速度控制方法,实时计算并控制速度执行机构的动作,实现行驶速度的自动调节。田间试验表明,高地隙植保机速度自动控制系统能够按照速度指令控制静液压行走驱动系统的输出,在平均行驶速度为0.21、0.83和0.94 m/s时,最大速度控制误差分别为0.05、0.10和0.10 m/s,满足高地隙植保机行驶速度控制的基本要求。 相似文献
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利用ABAQUS有限元分析软件对自走式谷物联合收割机的后桥进行了静力分析,获得了后桥的应力分布结果,2个套管底面靠近内侧处应力最大,最大应力为130.5 MPa.通过结构优化,将后桥设计为空心,其强度仍然满足要求. 相似文献
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为改善现有油茶果摘果机工作效率低以及需要人工辅助采摘等技术难点，设计了一种基于多连杆机构的油茶果采摘机，通过液压系统驱动执行机构进行往复运动，实现了振动式自动采摘油茶果。本研究首先介绍了基于多连杆机构的油茶果摘果机工作原理，确定了曲柄滑块机构关键部件的结构参数并完成了可调速液压系统设计。然后，开展了油茶果摘果机关键部位加速度和动态应力测试，评估了运动特性及强度指标。结果表明，整机能够正常运转，但是，滑块最大加速度为90 m·s-2，上底盘最大应力为541 MPa，安全系数<1，需要开展优化设计。 相似文献
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针对南方稻田区域稻烟轮作过程中,由于土壤含水率高导致的培土器抛土、输送土能力差,行驶装置驱动易打滑下陷,烟叶生产过程中机械化培土环节与农艺要求不匹配等问题,提出了采用履带底盘螺旋培土机的解决方案,设计了履带底盘螺旋培土机的行驶机构、变速器及螺旋刀盘培土器等基本结构。通过建立螺旋式培土器的运动学与动力学数学模型和对影响螺旋输土的关键指标进行正交试验研究,试验结果表明,当螺旋刀盘半径为130 mm,螺距为110 mm,刀盘入土深度为30 mm,螺旋刀盘转速为260 r/min时,螺旋式培土刀盘输土量符合设计要求。样机田间试验表明,通过合理选择螺旋培土器的基本参数,螺旋培土器能实现烟田清沟、垄侧松土除草和垄顶送土等功能,螺旋式培土器相对于13组对照测试机型更符合烟田培土农艺要求。 相似文献
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针对复杂农林环境下植保喷雾作业对底盘智能化、柔性化等的需求问题,采用双侧液压马达同步回转系统数学模型分析法和外层自抗扰控制,内层PID协调控制的同步控制策略,提出一种液压直驱的概念喷雾机底盘,以离散化形式设计了3阶自抗扰控制器,并对双侧液压马达同步控制问题进行研究。通过SIMULINK仿真和试验台试验,结果表明:1)所制定的自抗扰同步控制策略相比传统的PID控制,系统响应更快速,其上升时间为1.2s,稳定时间3s;2)扰动工况下的双马达同步控制误差更低,其中,在马达2内部参数摄动下,双马达的试验同步误差峰值仅为-0.016rad,同步控制精度高于0.060%,而采用PID控制,双马达同步误差峰值可达-0.850rad,同步控制精度低于2.000%;3)自抗扰同步控制器具有更高的控制精度和扰动误差补偿能力,能满足喷雾机底盘直线行驶需求。该研究可为复杂农林环境下作业的行走机械底盘设计和液压系统同步控制提供理论参考。 相似文献
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针对木质剩余物轨枕复合材料,采用美国标准ASTM D 1037的6循环加速老化试验法对产品进行耐老化性能试验,通过对轨枕复合材料的24h吸水厚度膨胀率的变化、静态弯曲力学性能的变化以及内结合强度变化的分析.结果表明:24h总的吸水厚度膨胀率不超过30%,纵向静曲强度(RMO),弹性模量(EMO)的保留值分别为72.63、5030MPa,横向静曲强度(RMO), 弹性模量(EMO)的保留值分别为39.79、3770MPa,内结合强度保留值为1.02,保留率为38%,均满足ASTM D 1037标准要求. 相似文献
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为提高成型筒的耐磨性,对液压活塞冲压式成型机的成型筒进行优化,设计了内壁粘贴一定厚度氧化铝陶瓷的成型筒,则内壁粘贴陶瓷是否被破坏成为影响成型筒可靠性的关键因素。通过ANSYS workbench仿真分析后得到成型筒原采用材料45号钢和内壁粘贴氧化铝陶瓷的不同变形量是导致失效的主因,提取成型筒锥度、成型筒小端内直径,成型筒高度、成型筒内陶瓷厚度和成型筒45号钢厚度为5个主要因素。通过单因素分析和双因素分析至最后将5个因素排列组合为27组设计点进行分析,综合分析得出,在成型同锥角角度为7°、成型筒小端内直径为45.0 mm、成型筒长为150.0 mm、成型筒内壁陶瓷厚度4.0 mm、成型筒内的45号钢厚度14.0 mm时成型筒的应变最小。 相似文献
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为了解决喷杆喷雾机机架因安全裕度过大而引起质量过重的问题,利用Optistruct软件的尺寸优化模块进行轻量化设计.利用CATIA和Hypermesh软件建立整机有限元模型,通过机架的自由模态分析结果与试验结果的对比,验证了机架模型的准确性并分析了机架的振动频率.在有限元软件中对机架系统进行了静态分析,计算了机架系统在工作情况下的应力分布和变形.结合实际情况,采用离散的设计变量,以安全系数为1.3时材料的最大许用应力和变形量为约束条件,对机架进行轻量化设计.结果显示,经过尺寸优化后,机架在满足强度和刚度的情况下,其质量减少了58.1%,达到了轻量化的目的. 相似文献