摘要：为提升菠萝机械化种植能力,在分析研究现有果蔬移栽技术及菠萝种植技术的基础上,设计2ZBL-90双行菠萝种植机,能一次完成菠萝苗的施肥、旋耕、起垄、覆膜、移栽等作业工序。通过实验室测量统计分析菠萝苗形态参数,优化设计施肥关键部件以及旋耕起垄和移栽部件。试验结果表明:菠萝苗标准化后长度15~30 cm,直径10~15 cm,苗型锥角21°~30°;螺旋叶片直径100 mm、螺距60 mm、转速控制在15 r/min为宜;2ZBL-90双行菠萝种植机种植株距及深度符合种植需求,合格率均在95%以上,种苗直立状态良好,可达到种植要求。

摘要：为填补国内木薯剥皮机械领域的空白,用机器代替手工工作,解决手工劳动强度高、效率低等问题。设计一种"夹紧式"木薯去皮机,它不仅保证木薯去皮过程的稳定性,而且防止木薯在削皮时被设备损坏。设计夹持辊旋转轴的长度为300 mm,夹持辊的长度为120 mm,最大工作载荷56 N。选定的轴材料是45号钢,通过计算轴的弯扭强度要求为10.4 MPa,该材料满足强度要求。利用ANSYS对夹紧机构进行静力分析和模态分析,得出夹紧辊的最大总变形为2.3×10-3 mm,最大应力、应变为0.95 MPa、4.72×10-6,最大处能量变化为5.6×10-4 MJ。验证此结构设计合理安全。

摘要：为确定椰糠在离散元模拟过程中合理的仿真参数,本文基于离散元法Hertz-Mindlin(no slip)接触模型在仿真软件EDEM 2018中建立椰糠颗粒模型并生成颗粒工厂,通过测量比对物理试验和仿真试验椰糠堆积角的方法对其仿真参数进行标定。首先通过物理试验测得椰糠堆积角、堆积密度等本征参数,利用EDEM 2018内嵌GEMM数据库以及相关文献,综合分析得到椰糠待标定因素的高低水平;然后进行Plackett-Burman试验设计筛选出对椰糠堆积角影响显著的因素依次为:椰糠-椰糠静摩擦系数、椰糠-椰糠滚动摩擦系数和椰糠剪切模量;再进行Box-Behnken试验设计建立堆积角与3个显著性影响因素的回归模型,运用Design expert软件优化功能,以堆积角物理试验45.69°为目标,对回归方程寻优求解,得到显著性影响因素最佳组合:椰糠剪切模量为1.44 MPa,椰糠-椰糠静摩擦系数为1.11,椰糠-椰糠滚动摩擦系数为0.15;最后通过试验验证表明此组合参数可用于椰糠物料的离散元仿真,能为椰糠输送、混合等机械装备的设计研发提供理论参考。

摘要：针对目前夏威夷果脱皮装置存在需先分级后脱皮、多是半自动、果径要求一致、效率低、合格率低、破损率高等缺点,研制一种螺旋对辊挤压式自适应脱皮装置。采集885个夏威夷果样本,测取带皮及脱皮果实三个方向上的果径,统计检验证实三径在0.05水平上均服从正态分布且相互之间在<0.0001水平上均显著相关,带皮果实圆度均值为0.9753-1.0486,确认夏威夷果的外观为球形。以实测的果径及分布为依据,脱皮装置设计成螺旋对辊弹性压块结构,采用球形果实模型对夏威夷果进行受力分析,获得脱皮装置的参数设计约束和受力平衡方程,设计脱皮辊的直径为76 mm、螺距为75 mm、有效长度为1100 mm、转速为400 r/min和间隙为4-12 mm,以及弹簧刚度为2.71 N/mm。性能试验表明,脱皮合格率均值达97.73%,脱皮破损率均值达1.13%,生产率均值达495.54 kg/h且与设计值高度吻合,生产率对作业质量的影响在0.05水平上不显著。综上,所研制脱皮装置的结构选型及参数设计合理有效,适合带皮果径24.21-38.97 mm的夏威夷果连续自动喂料的脱皮作业。

摘要：为研发优质高效的王草收获机械和加工机械,采用响应面试验设计和统计分析,从根径、取样高度2个维度上研究了收获期王草茎秆拉伸与剪切的强度问题,同时考察了茎秆含水率与观测截面的长径、短径、圆度对强度的影响。结果表明,在根径20~30 mm、取样高度10~200 cm、含水率72.53%~90.65%、长径15.20~30.40 mm、短径13.90~27.65 mm、圆度1.0144~1.2428范围内时,王草植株的节间抗拉强度、节间抗剪强度和茎节抗剪强度处于3.2456~28.9373MPa范围内。茎秆含水率在72.53%~90.65%之间变化时,对上述3个强度指标的影响在0.005水平上显著。根径、取样高度、长径、圆度等对3个强度指标的影响0.05水平上均不显著。含水率与根径、取样高度、长径、短径、圆度等在0.05水平上均线性无关。综上,相近生长期的王草植株,虽然其根径、取样高度、长径及圆度不同,但对茎秆强度无显著影响,茎秆强度的差异主要取决于茎秆内部组织结构的不同,含水率是独立影响茎秆强度的重要因子。

摘要：针对于木薯收获机械的特点,采用SolidWorks软件对其切割装置进行结构设计,将模型导入ADAMS软件中进行运动仿真。仿真结果表明:切割器最大位移为1 190mm,最大切割速度为30.008mm/s,切断一根茎秆需用时0.253s,证明所设计切割装置的运动状态与物理样机相符,满足设计要求,并且得到了木薯茎秆在切割装置作用下的一系列运动曲线;对木薯茎秆进行试验台切割试验,试验结果表明:木薯茎秆切割主要断裂形式为一刀切割、重割和切割后碰裂,其中漏割碰撞断裂的统计频数小于3%;经过初步分析,影响木薯茎秆切割质量的主要因素为切割器的结构参数和工作参数,为木薯收获机械切割装置的研制提供一定的理论依据。

摘要：为优化改进螺旋式排肥器在热带果园中的施肥效果,在试验统计获得肥料颗粒物理及相关力学仿真参数的基础上建立了颗粒肥料的EDEM模型,并通过对其与螺旋式排肥器数字化模型耦合进行排肥过程仿真分析。通过随机选取料箱左、中和右侧的单个肥料颗粒,获得了不同位置的仿真运动轨迹、速度与受力变化曲线图。数据分析结果表明:不同转速下的排肥螺旋单圈排肥量变异系数均小于2%;螺旋叶片直径对排肥量影响显著(P<0.05),呈线性负相关;螺距和排肥轴转速对排肥量影响极显著(P<0.01),呈线性正相关。建立的螺旋式排肥器模型结构合理,排肥过程稳定性与均匀性较好,可为螺旋式排肥器的优化设计提供参考。

摘要：针对现有澳洲坚果去皮机局限于先分级后去皮,以及存在的多是半自动、果径一致性要求苛刻、效率低、去皮率及去皮破损率高等缺点,研制了一种基于双螺旋自适应挤压式新型去皮机,并对其脱皮装置进行了深入研究。通过前期的力学试验获得实际的澳洲坚果带皮果物理参数,并从匀速阶段的澳洲坚果、脱皮辊、压送器三者之间的受力分析中得出澳洲坚果在脱皮装置内的受力情况。根据试验获取得的果径三维尺寸、果实圆度计算出澳洲坚果的受力范围,从而推出脱皮装置的主要参数,最终设计两辊参数为长度1200mm、直径76mm、转速400r/min、间隙12mm。试验结果表明:去皮机作业平稳,脱皮合格率达98.2%,脱皮破损率1.3%,壳皮分离且不混杂,平均作业效率500kg/h,作业能耗2.2kW/h,各项技术指标均满足设计要求。

摘要：木薯茎秆力学特性参数在木薯收获、木薯茎杆粉碎还田等机械的设计过程中具有一定参考意义。采用物理试验方法,对华南205木薯茎秆的压缩、剪切、弯曲力学特性参数进行了测定与分析,结果表明,木薯茎秆为各向异性材料,木薯收获季节含水率为68.86%时,木薯茎秆轴向压缩强度均值为1.51MPa,径向压缩强度均值为0.76MPa;木薯茎秆轴向剪切强度均值为0.32MPa,径向剪切强度均值为2.23MPa;径向抗弯强度均值为5.94MPa。