步行式甘薯碎蔓还田机刀辊模态分析
一种根茬粉碎还田机的刀部设计
利， 功耗小但这样会减 ； ③小刀具的使用 寿命 ， 增大 时效 果相
反； ④滑切角如 图所示 ， 角度增大则会使切 割阻力增大 ， 碎茬 作用减小 ， 减小到 ０的时候则 除茬人土性差 ， 滑切角为负值时
刀具缠草 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 会使刀辊堵塞弯 曲半径 ， 除茬刀弯 曲处要有合适的
弯 曲半径 ｒ ， 过小将使 刀具 的弯 曲强 度降低 ， 减少 了碎 茬刀的
使刀的受力增加 ， 降低 了刀具 的使用寿命 ， 过小则刀具在工作
的时候 首先在 弯折处 接触 土壤或者根茬容易使 刀辊堵塞 ， 切 割 阻力增大 ； ②正切 面刃角 ， 随着刃角 的减小 ， 刀具将 变得锋
作效率 ， 功耗以及使用寿命等性能。 文章就粉碎部件的刀片结
构 和 刀 片排 列 两 方 面 内 容初 步 探 讨 。
使用寿命 。 ⑤切削宽度， 增 大宽度会减少刀得排数但增大单刀
阻力 ， 沿弯曲处易打断 ， 过小又导致碎茬率低下 。 ⑥刃厚 ， 当刃 厚 大于 ０ ． ６ ａｍ时碎茬性能显著下降 ， ｒ 在疏松 土壤 中尤其严重 ， 所 以刀具应 该 比旋耕 刀的刃 口更 加锋 利一些 ，刃厚控 制在 ０ ． ６ ｍ ｍ以内。⑦ 刀辊半径 ， 还 田机在工作 的时候 ， 在机器前进 速度和除茬深度一定 的前提下 ， 应该尽量选择小转速 ， 大 回转
１ 刀片的结 构
还田机 的刀齿有刚性和弹性两大类 ，刚性 刀又可 以分为 直刀 ， Ｌ形刀 ， 锥爪型 ， Ｔ型 ， Ｙ型等几个类型如图 ｌ 所示 。 直刀 型适用 于小麦 、 水 稻等 比较细软 、 质轻 的秸秆 ， Ｌ型 的适 用于 牧草 、 甜菜等软而脆的作物 ， 锥爪型 的刀片质量大 ， 转动惯量 也 比较大 、 打击性 能好但缺点是其功耗也 比较大 ， 主要适用于 大 中型机具厂。Ｙ型主要适合于玉米 ， 高粱等秸秆 ， 这类秸秆 粗而脆 ， 刚度较好 ， 粉碎主要以打击和切割相结合为主 。Ｔ型 使用于小灌木 。
甘蔗叶粉碎还田机刀辊的可靠性设计
引 言
可靠 性设 计是 几 十年 来发 展起 来 的一 种新 设 计方 法 。 了评价 产 品的可 靠度 ， 定一 些评定 产 为 制 品可 靠性 的数 值指 标 十分 必要 。有 了统一 的 可靠 性尺 度或 评价 产 品可靠 性 的数 值指 标 。就 可 在设
计产 品时 用数 学 方 法来 预 测 和 计 算 其 可靠 性 ， 对
ＦＵ ｅ— ａ ＩＭ ｉ ｇ Ｘｕ ｇ ｏ ，Ｌ ｎ
（． ａｎｎＵ ｉ ｒｉ ， ａｚｏ ７ ７ ７ Ｃ ｉａ １ Ｈ ｉａ ｎ ｅｓｙ Ｄ ｎｈｕ５ ３ ， ｈｎ ； ｖ ｔ １ ２ Ａ ｒ ｕｔｒｌ ｃ ｉｅ ｓｔｔ ｏ ｈｎｓ ｃｄ ｍ ｆ ｒｐｃｌ ｇ ｃｌ ｒｌ ｃ ｎｅ ， ｈ ｎｉ ｇ５ ４ ９ ，Ｃ ｉａ ． ｇｉ ｌ ａ Ｍａｈｎｒ Ｉ ｔｕ ｆ ｉ ｅＡ ａｅ ｙｏ ｏ ｉ ｒ ｕｔ ａ Ｓ ｉ ｃ ｓ Ｚ ａｊ ｎ ２ ０ １ ｈｎ ） ｃ ｕ ｙｎ ｉ ｅ Ｃ ｅ Ｔ ａＡｉ ｕ ｅ ａ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｒｅｉｂ ｌ ｙ ｄ ｓｇ ｓ ａ ｐ ｉ ｌｄ ｓｇ ｔ ｏ ｆａ ｓ ｓ ｉ ｇ ｔ ｅ ｐ ｏ ｕ ｔ ，ｏ ｈ ｒ ｍｉ ｆｃ ｕ ｈ ｎ ｕ ｌ ｙ ａ ｄ ｌ ｅ ｌ ｉ ｔ ｅ ｉｎ ｉ ｎ ｏ ｔ ａ ｉ ｍａ ｅ ｉ ｎ ｍｅｈ ｄ ｏ ｓ ｅ ｓ ｈ ｒ ｄ ｃｓ ｎ ｔ ｅ ｐ ｅ ｓ ｏ ｒ ｓ ｉ ｇ ｑ ａｉ ｎ ｉ ｎ ｅ ｔ ｆ ｃ ｃ ｅｆｒｔ ｅ ｓ ｓ ｉ ｇｆ ｌ ｃ ｉ ｅ Ｉ ｈ ｓ ａ ｅ ，ＭＡＴ ＡＢ ｓ ｆ ａ ｅｉ ｕ ｅ ｏ ｒ ｌ ｂ ｌ ｙ ｏ ｔ ｚ ｔ ｎ ｄ ｓｇ ｆ ｅｄ ｍａ ｈ ｎ ｙ ｌ ｍａ ｈ ｎ ｅ ｄ ｍａ ｈ ｎ ． ｎ ｔ ｉ ｐ ｒ ｏ ｈ ｉ ｐ Ｌ ｏｔ ｒ ｓ ｄ ｔ ｄ ｅ ｉ ｉ ｔ ｐ ｉ ａｉ ｅ ｉｎ ｏ ｌ ｃ ｉ ｅ ｗ ｓ ｏ ａ ｉ ｍｉ ｏ ｉ ｆ ｋ ｉ ｒｎ ｉ ｇ ｒ ｉ ，ｉ ｒ ｄ ｃ ｓ ｔ ｅ ｗ ｉｈ ｆｔ ｅ ｍａ ｈ ｎ ｎ ａ ｅ ｔｒａｓ ａ ｄ ｐ ｏ ｅ ｓｎ ｏ ｔ ，ａｓ ｋ ｓ ａ ｃ ｒ ｉ ｏ ｔ ｎ ｆ ｇ ｄ ｎ ｏｌ ｔ ｅ ｕ ｅ ｈ ｅ ｇ ｔｏ ｈ ｃ ｉ ｅ ａ ｄ ｓ ｖ ｓ ｍａｅ ｌ ｎ ｒ ｃ ｓｉ ｇ ｃ ｓｓ ｌｏ ｍａ ｅ ｅ ｔ ｎ ｃ ｓ ｅ ｉ ｓ ｉ ａ ａ ｖ ｎ ａ ｅｔ ｒｍｏｅｔ ｅ ｐ ｐ ｌｒｚ ｔ ｎ ａ ｄ ａ ｐ ｉａｉ ｎｏ ｃ ｉ ｅ ． ｄ ａ ｔｇ ｐ ｏ ｔ ｏ ｕ ａ ａ ｉ ｎ ｐ ｌ ｔ ｆ Ｏ ｈ ｉ ｏ ｃ ｏ ｍａ ｈ ｎ ｒ ｙ Ｋｅ ｗｏ ｄ ：ｋ ｉ ｌ；ＭＡＴ ＡＢ；ｒ ｌ ｂ ｌ ｙ ｐ ｉ ｚ ｄ ｄ ｓｇ ｙ ｒ ｓ ｎｆ ｒ ｌ ｅｏ Ｌ ｅｉ ｉ ｔ ；ｏ ｔ ａ ｉ ｍｉｅ ｅ ｉｎ
甘蔗叶粉碎还田机刀辊的可靠性设计_付雪高
收 稿 日 期 ：2009－12－28 基 金 项 目 ：农 业 科 技 成 果 转 化 资 金 项 目 （2007326158）； 农 业 科 技 跨 越 计 划 项 目 （2009）；海 南 省 自 然 科 学 基 金 项 目 （808202）； 中 国 热 带 农 业 科 学 院 科 技 基 金 项 目 （Rky09）。 作者简介：付雪高（1983－ ），男，江西省临川人，海南大学硕士研究 生；研究方向：农业机械设计。 通 信 作 者 ：李 明 （1964－ ），男 ，广 东 省 化 州 市 人 ，副 研 究 员 ，主 要 研 究方向：热带农业机械。
g1（X）＝Rx－R0≥0
（11）
式 中 Rx— ——模 糊 可 靠 度 函 数 ；R0— ——设 计 所 要
求的模糊可靠度。
（2） 抗扭强度约束条件
g2（x）＝
16Mmax πD3（1－α4）
－［τ］≤0
（12）
式中 Mmax— ——刀辊的最大扭矩，kN·m；［τ］— ——许
用剪切应力，MPa；α— ——内径与外径的比值 d ／ D。
采用哪种隶属函数，需通过模糊统计的方法确
定。 如采用逐级估量法，然后估计其分布参数。 刀
辊处于模糊状态是一模糊随机事件， 其隶属函数
选用半梯形分布，数学表达式为
0≤
≤
（x≤－a）
≤
u（x）＝
≤
≤≤1＋
≤ ≤
x a
（－a＜x＜0）
高效农作物秸秆粉碎机械的粉碎过程建模与优化
高效农作物秸秆粉碎机械的粉碎过程建模与优化农作物秸秆是农田农民生产过程中产生的一种废弃物。
随着环保意识的增强和农业的发展，利用秸秆资源成为了现代农业的重要一环。
其中，高效农作物秸秆粉碎机械在农田秸秆资源的回收利用中起到了关键作用。
本文将从粉碎过程建模与优化两个方面进行探讨。
首先，粉碎过程建模是优化粉碎机械性能的重要基础。
对于农作物秸秆的粉碎过程，其实质是将秸秆经过机械粉碎，使其成为适合于后续处理或利用的小颗粒。
通过建立粉碎过程的数学模型，可以深入了解粉碎过程中的关键参数以及它们之间的相互作用关系。
常见的粉碎过程参数包括破碎机械的转速、刀片形状与数量、供料速度等。
通过对这些参数的分析，可以建立起反映粉碎过程中物料颗粒度与各参数之间的数学关系模型。
其次，优化粉碎机械的设计与参数设定是实现高效农作物秸秆粉碎的关键。
对于粉碎机械的设计，需要综合考虑机械的结构、材料与动力等因素。
机械结构的合理设计能够提高粉碎过程的效率与稳定性；适当选择材料能够降低机械的磨损与维修频率；合理配置动力系统能够确保机械的输出功率与转速。
此外，粉碎机械的参数设定也十分重要。
通过对粉碎过程的建模分析，可以得到优化的参数范围。
例如，控制转速与供料速度可以使得粉碎过程中物料的颗粒度分布更加均匀；优化刀片的形状与数量可以提高机械对秸秆的破碎效率。
针对高效农作物秸秆粉碎机械的粉碎过程建模与优化，可以采用多种方法进行研究。
一种常见的方法是基于实验的试错法。
通过调整机械的参数，不断进行试验与观察，获取关键指标的数据，并运用统计学方法建立模型。
另一种方法是基于计算机模拟的仿真法。
通过建立粉碎机械的数学模型，在计算机上进行仿真实验，得到各种参数的变化趋势以及最优取值范围。
这样可以减少实际试验的成本与时间，并且对系统的动态特性有更为全面的了解。
在高效农作物秸秆粉碎机械的研发与应用中，还需要考虑一些现实中的问题和挑战。
首先，针对不同作物的秸秆特点与颗粒度要求，需要开发多种不同参数配置的粉碎机械。
甘薯中心采用切蔓机械化进行田间收获
种室采用切蔓机机械化进行田间收获
发布单位:[徐州甘薯研究中心育种室] 发布时间:[2005-11-2 22:12:33]
用小四轮驱动的切蔓机正在工作，工作效率为每小时3-4亩，可将80%以上的藤蔓切碎，切蔓效果依赖甘薯垄的质量。
在收获前及时切蔓可节约大量的劳动力，尤其适合大面积商品薯种植。
甘薯藤蔓还田可将大部分矿质营养返还田间，改善土壤结构。
徐州甘薯研究中心育种室采用切蔓机处理茎叶
甘薯中心育种室今年的试验与良种繁殖面积达到150亩，将于十月下旬中期开始收获，收获前先行将藤蔓粉碎，然后略加清理，采用机械挖掘甘薯。
甘薯藤蔓一般每亩有2吨以上，大面积种植时难以收集利用，清理工作又十分繁重，机械化粉碎藤蔓可节约大量的劳动力，粉碎的茎叶可回田作肥料，一举两得。
设计推广专门甘薯切蔓机将有利于甘薯的大面积高效栽培。
甘薯中心育种室今年的试验与良种繁殖面积达到150亩，将于十月下旬中期开始收获，收获前先行将藤蔓粉碎，然后略加清理，采用机械挖掘甘薯。
甘薯藤蔓一般每亩有2吨以上，大面积种植时难以收集利用，清理工作又十分繁重，机械化粉碎藤蔓可节约大量的劳动力，粉碎的茎叶可回田作肥料，一举两得。
设计推广专门甘薯切蔓机将有利于甘薯的大面积高效栽培。
新购进的28马力潍拖小四轮拖拉机正在收获。
新型收获犁配备了大马力的拖拉机使得工作效率大幅度提高，在试验田每小时可作业4亩，损伤率与漏收率均比人工刨收大幅度减少。
尤其适合沙壤土大面积种植。
覆土式秸秆粉碎还田机的设计与分析
r/min
所以喂入装置的线速度为：
r/min
nDn,
,、
心= 1 ，
⑴
m/s
其 中 ：&一 喂 入 装 置 的 线 速 度 ;D— 喂人装置
kg
压 辊 的 直 径 — 喂入装置的转速.
秸杆粉碎刀组由6 把相同的脱水粉碎刀组成，所以脱水粉碎刀每秒对秸秆的切削次数为：
L Kn
(2)
其中：i 一脱水粉碎刀每秒对秸杆的切削次数;欠一脱水粉碎刀数—粉碎刀具的转速.
为 实 现 香 蕉 秸 秆 的 有 效 还 田 ，国 内 外 已 经 研 发 出 多 种 秸 杆 粉 碎 还 田 机 械 .但 是 现 有 国 外 大 型 农 机 公 司 的 秸 杆 粉 碎 还 田 机 普 遍 存 在 配 套 动 力 和 工 作 幅 宽 较 大 的 特 点 ，它 们 适 用 于 开 阔 地 区 的 大 范 闱 作 业 ，而 且 主 要 是 针 对 玉 米 、小 麦 、水稻及棉秆等作物秸杆的粉碎，不适用于大部分植蕉区域的香蕉秸杆粉碎作 业 .当 前 ，我国在香蕉秸杆粉碎还田领域的研究尚处于起步阶段，其 中 ，甘声豹等11设计了一种喂人式立 轴甩刀香蕉秸秆粉碎还田机，一 次田间作业可完成香蕉秸杆铲断、喂 入 、粉碎和抛洒还田的连续作业.朱 德 荣 等 2研发了一 种 能 将 香 蕉 假 茎 、叶 、根茬同时粉碎并还田的机具，降低了进地次数,提高了作业效 率 .李 毅 31、王俊霖 ' 公 菲 5等人分别研制了切碎组合式、组合圆盘式，液压式的香蕉秸杆粉碎机，这些香 蕉秸秆粉碎机具从不同方面提高了工作效率，它们在特定的工作环境具有出色的作业效果，尽管如此，它 们在秸秆综合粉碎作业的适应性等方面还可作进一步地改善.
图 2 T .作流程图
甘薯收获机挖掘铲的有限元分析
甘薯收获机挖掘铲的有限元分析
甘薯是一种非常重要的农作物，而甘薯的收获非常重要，因为收获的方式会对甘薯的
品质和数量产生影响。
目前，甘薯收获的主要方式是人力和机械化，其中机械化收获主要
依靠甘薯收获机。
甘薯收获机挖掘铲是机械化收获的重要组成部分，因此需要进行有限元分析以确定其
受力情况以及优化其设计。
本文以一款甘薯收获机挖掘铲为例，开展了有限元分析并得出
如下结论。
首先，对挖掘铲的整体结构进行了建模和分析，发现挖掘铲受力主要集中在刀口和刀
齿区域。
为了确保挖掘铲在使用过程中不会出现过大的应力，需要对刀口和刀齿进行进一
步的分析与优化设计。
其次，对刀口的应力进行了分析，结果表明刀口的最大应力集中在刀口顶部和尖部。
为了降低刀口的应力，可以考虑增加刀口厚度或者采用更耐磨的材料。
同时，在使用过程
中要注意控制刀口下沉的深度，以避免过度挖掘导致刀口损坏。
最后，对挖掘铲整体的应力和变形进行了综合分析，结果表明挖掘铲的变形主要集中
在刀口和刀齿附近，而且变形量较小。
同时，挖掘铲的应力也处于较安全的范围内。
因此，该款挖掘铲在合理使用、维护情况下，可以满足甘薯收获的要求。
总之，本文通过有限元分析，深入分析了甘薯收获机挖掘铲的结构、应力和变形情况，并提出了相应的优化建议。
这对于机械化收获甘薯具有参考和指导意义。
甘薯收获机挖掘铲的有限元分析
甘薯收获机挖掘铲的有限元分析甘薯是一种常见的农作物，种植面积广泛，且产量丰富。
在甘薯的种植过程中，甘薯的收获工作是非常重要的环节，而甘薯收获机挖掘铲的设计和性能对于高效、快速地完成甘薯收获工作起着至关重要的作用。
有限元分析是一种有效的工程分析方法，可以通过对结构进行有限元建模和模拟分析，预测和评估甘薯收获机挖掘铲在实际工作中的性能和可靠性。
本文将通过有限元分析的方法，对甘薯收获机挖掘铲进行分析，从而为甘薯收获机的设计和改进提供参考和指导。
有限元分析是一种计算机模拟方法，通过将结构划分为有限个单元，建立数学模型，在考虑受力、变形和材料特性的情况下，进行模拟分析结构的性能和行为。
有限元分析可以模拟结构在外部载荷作用下的应力、应变、变形等物理量，为工程设计提供了重要的参考依据。
在甘薯收获机挖掘铲的分析中，可以通过有限元分析模拟挖掘铲在不同工况下的受力情况，评估其结构强度和稳定性，为优化设计提供理论基础。
接下来，对于甘薯收获机挖掘铲的有限元分析，首先需要进行结构建模。
挖掘铲是甘薯收获机的重要部件，其结构一般包括刀头、刀柄、连接杆等部位。
在建模过程中，需要将挖掘铲的整体结构进行划分，将其分解为有限个单元，并进行网格划分和节点连接，建立结构的有限元模型。
在建模过程中，还需要考虑挖掘铲在实际工作中可能受到的各种力的作用，包括静载、动载、冲击载荷等，以及其对应的边界条件和约束条件，以便进行合理的分析和计算。
有限元分析需要考虑材料的特性。
在甘薯收获机挖掘铲的有限元分析中，需要考虑挖掘铲所采用的材料的力学性能和材料参数。
挖掘铲通常采用高强度合金钢或铸铁等材料制造，这些材料的强度、韧性、断裂韧性等力学性能对于挖掘铲的工作性能至关重要。
有限元分析需要合理选择和考虑材料的本构关系和材料参数，以模拟挖掘铲在实际工作中的受力和变形情况。
接着，有限元分析需要进行边值条件的设定。
在模拟挖掘铲的有限元分析中，需要考虑挖掘铲在实际工作中可能受到的各种边界条件和约束条件。
甘薯收获机挖掘铲的有限元分析
甘薯收获机挖掘铲的有限元分析【摘要】本文针对甘薯收获机挖掘铲的有限元分析进行研究。
在介绍了研究背景和研究目的。
在首先建立了有限元分析模型，并进行了模型验证，然后分别对应力、变形和疲劳进行了分析。
在结论部分对研究结果进行了总结，并展望了进一步的研究方向。
本研究旨在通过有限元分析，提供甘薯收获机挖掘铲设计和改进的参考，为提高其工作效率和减少损耗提供技术支持。
【关键词】甘薯收获机, 挖掘铲, 有限元分析, 引言, 研究背景, 研究目的, 正文, 有限元分析模型建立, 模型验证, 应力分析, 变形分析, 疲劳分析, 结论, 结论总结, 进一步研究展望1. 引言1.1 研究背景甘薯是一种重要的粮食作物，在全球范围内被广泛种植。
随着农业机械化水平的不断提高，甘薯收获机挖掘铲的研究和发展变得越来越重要。
甘薯收获机挖掘铲作为甘薯收获机的重要部件，对甘薯的收获效率和质量起着至关重要的作用。
对甘薯收获机挖掘铲的性能进行研究和优化具有重要的意义。
本研究旨在通过有限元分析方法，建立甘薯收获机挖掘铲的模型，对其进行应力分析、变形分析和疲劳分析，从而全面了解挖掘铲的工作性能，为其设计和优化提供理论基础和参考。
这对于提高甘薯收获机整体性能和工作效率具有重要意义。
1.2 研究目的甘薯是一种重要的粮食作物，在甘薯种植过程中，甘薯收获机挖掘铲是一个非常重要的设备。
研究该设备的有限元分析，可以帮助我们更好地了解其工作原理和性能特点，为其设计和优化提供理论指导和技术支持。
本研究的研究目的主要包括：1.分析甘薯收获机挖掘铲的工作状态，探究其在不同工况下的应力分布情况及变形程度，为设备的结构设计提供参考依据。
2.探讨甘薯收获机挖掘铲在长时间工作后可能出现的疲劳破坏情况，提出相应的改进措施，延长设备的使用寿命。
通过对甘薯收获机挖掘铲的有限元分析研究，我们可以更全面地了解设备的工作特性和性能指标，为其在生产实践中的应用提供技术支持和保障。
研究结果还可为类似设备的设计和改进提供借鉴和参考，推动相关领域的发展和进步。
甘薯秧茎切碎还田机的设计与试验
甘薯秧茎切碎还田机的设计与试验
何玉静;杨星钊;孙卫平;夏阳;王万章
【期刊名称】《河南农业大学学报》
【年(卷),期】2009(043)006
【摘要】4UJH-850型秧茎切碎还田机由机架总成、上连杆总成、上下悬挂连接板、齿轮箱总成、切削粉碎主轴总成、限深轮总成和传动机构组成.它和轮式拖拉机配套作业,用于垄作薯类秧茎的粉碎还田.一次完成秧茎的收割、粉碎、还田等项作业.该机的切碎刀轴总成和限深轮的仿形功能使该机具能够适应垄作甘薯的种植特点.田间试验结果表明,4UJH-850型秧茎切碎还田机在作业过程中性能稳定,可靠性高,性能测试试验结果符合设计要求.
【总页数】3页(P639-641)
【作者】何玉静;杨星钊;孙卫平;夏阳;王万章
【作者单位】河南农业大学机电工程学院,河南郑州450002;许昌职业技术学院,河南许昌461000;河南盈科交通工程公司,河南郑州450052;河南农业大学机电工程学院,河南郑州450002;河南农业大学机电工程学院,河南郑州450002
【正文语种】中文
【中图分类】S225
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成;刘林林;张将
3.收获期马铃薯茎秧切割及杀秧刀片设计与试验 [J], 李晓军;孙伟;张涛;王虎存;张旦主
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履带式小型甘薯秧蔓处理机的设计
履带式小型甘薯秧蔓处理机的设计蔡玉虎;吕钊钦【摘要】甘薯收获前去除秧蔓工作,国内多采用人工去蔓,劳动强度大、成本高、效率低,严重影响了甘薯的收获.针对这一问题,根据甘薯农艺要求和种植模式,设计了一种履带式小型甘薯秧蔓处理机.为此,介绍了履带式小型甘薯秧蔓处理机的总体结构及关键部件如粉碎刀具、拨禾机构及挑秧杆的设计原理,采用履带式底盘提高了设备跨沟过埂的能力,采用立式滚筒凸轮式拨禾机构,能有效解决甘薯秧蔓缠绕的问题.同时,运用Adams软件对粉碎刀具和立式滚筒拨禾机构进行动力学仿真.【期刊名称】《农机化研究》【年(卷),期】2018(040)003【总页数】5页(P104-108)【关键词】甘薯秧蔓;粉碎刀具;履带底盘;凸轮机构;Adams仿真【作者】蔡玉虎;吕钊钦【作者单位】山东农业大学机械与电子工程学院,山东泰安 271018;山东农业大学机械与电子工程学院,山东泰安 271018【正文语种】中文【中图分类】S225.20 引言甘薯是重要的粮食、饲料、工业原料及新型的能源用料，是世界粮食生产的底线作物和极具竞争力的优势能源作物，也是优质的抗癌保健食品，是欠发达地区的主要经济收入之一，生产意义重大[2-4]。
我国是世界甘薯生产大国，目前我国甘薯的种植面积和总产量均居世界首位。
根据FAO统计资料，2013年我国甘薯收获面积356万hm2，甘薯总产量7 763万t，分别约占世界总产量43%和75%[1]。
我国虽然是甘薯生产大国，但其机械化生产技术却十分落后，作业机具的专用化、高效化、系列化程度还较低，区域发展不平衡，严重制约了产业的发展。
甘薯是劳动密集型土下作物，其生产环节主要包括：育苗、起垄、剪苗、移栽、灌溉、中耕、施药及收获等环节。
收获包括：割蔓、挖掘、捡拾、清选及收集等。
在国内，割蔓环节主要采用人工割蔓，劳动强度大、成本高、效率低，严重影响了农民种植积极性，因此研发适用的甘薯秧蔓处理机具有非常重要的意义。
棉秆粉碎还田机刀辊的研究
棉秆粉碎还田机刀辊的研究陈艳;王春耀;陈发;刘跃;闵磊;张佳喜【摘要】应用Solidworks/COSMOS分析软件,对棉秆粉碎还田机的核心工作部件刀辊进行运动分析,得出甩刀的运动轨迹、速度、加速度和轴端载荷的规律;讨论了甩刀分布对漏割的影响;并通过有限元分析对辊轴和甩刀进行了模态与强度分析.由此验证了机具结构及相关部件参数设计的合理性,为机具的设计提供了理论依据.【期刊名称】《农机化研究》【年(卷),期】2009(031)008【总页数】3页(P36-38)【关键词】棉秆粉碎机;刀辊;运动分析;模态分析;强度分析【作者】陈艳;王春耀;陈发;刘跃;闵磊;张佳喜【作者单位】新疆大学,机械工程学院,乌鲁木齐,830008;新疆大学,机械工程学院,乌鲁木齐,830008;新疆农业科学院,农业机械化研究所,乌鲁木齐,830091;新疆农业科学院,农业机械化研究所,乌鲁木齐,830091;新疆大学,机械工程学院,乌鲁木齐,830008;新疆农业科学院,农业机械化研究所,乌鲁木齐,830091【正文语种】中文【中图分类】S226.7+10 引言棉秆粉碎还田机是一种利用刀辊带动甩刀旋转所产生的抛力和风力进行棉秆粉碎回收的机具,其核心工作部件为刀辊，模型如图1所示。
棉秆粉碎机在切割棉秆过程中，刀辊高速旋转，因此刀辊的运动学规律对刀辊的设计至关重要。
本文应用Solidworks/COSMOS对两种不同甩刀排列方式的刀辊运动进行比较分析，并应用ANSYS进行刀辊的模态分析及刀具的强度分析，为设计提供了必要的理论依据。
图1 刀辊模型Fig.1 Equal view of uneven knife axis1 刀辊的排列合理的甩刀排列方式不仅使还田机粉碎质量提高, 而且还使机具的平衡性能提高。
甩刀的排列必须遵循的原则[1]：一是在不产生漏割的前提下, 甩刀轴向间距越大越好, 径向相邻两甩刀夹角应尽量大些, 以免干扰和阻塞；二是甩刀轴向分布应均匀, 径向呈等角分布, 以使机具空载旋转时刀辊负荷均匀，且甩刀产生的离心力小。
甘薯收获与秧蔓回收联合作业机的设计与仿真
甘薯收获与秧蔓回收联合作业机的设计与仿真我国是甘薯种植面积最大的国家。
近些年,甘薯种植户渴望早日实现机械化生产,现有甘薯收获机械主要参考马铃薯收获机械,缺乏针对性。
另外秧蔓的处理多采用人工处理,费事费力,虽然出现几款甘薯秧蔓处理机械,功能比较单一。
在了解国内外现有甘薯生产机械的基础上,研制一款可同时实现甘薯收获和秧蔓回收的复合机械。
主要内容有:(1)总体方案设计。
主要由动力及传动系统、履带底盘、秧蔓回收装置、挖掘机构、分离输送机构和集薯、秧箱等组成,利用Solid Works软件对整机三维建模和虚拟装配。
(2)甘薯秧蔓力学特性试验。
对甘薯秧蔓茎叶和根部分别进行拉伸和剪切试验,得到甘薯茎叶的拉伸负荷和根部的弹性模量,为后续相应部件的设计和仿真提供理论依据。
(3)关键部件的设计。
对圆盘切割器、立式滚筒拨禾机构、挖掘铲进行受力分析,保证其工作强度符合要求,另外对分离输送器、夹持输送链进行运动学分析保证其输送甘薯块茎和秧蔓的效果最好。
在分析的基础上对各部件进行结构设计和三维建模,其中立式滚筒中凸轮的设计采用MATLAB编程提取轮廓曲线上的数据点的方式,保证了凸轮机构的运行精度。
(4)对关键部件的运动学、动力学仿真。
根据设计参数运用Adams软件对圆盘切割器进行运动学仿真,得到了刀片的运动轨迹,保证了不漏切秧蔓主秧茎,设计了正交试验,对圆盘切割器的参数进行优化;利用EDEM离散元仿真分析软件对薯、土分离过程进行仿真,得到最优运动参数,减小了甘薯破损率;利用Adams软件对立式滚筒拨禾机构进行了动力学仿真,得到了拨禾齿的位移、速度、加速度曲线图,验证了机构的设计合理性。
(5)对主要受力部件挖掘铲进行静力学仿真。
利用ANSYS对挖掘铲进行了静力仿真保证结构设计的合理性和在作业时安全可靠性。
(6)秧蔓回收装置的田间试验。
通过试验对甘薯秧蔓除净率、伤薯率、留茬高度、生产率等指标进行考察,验证圆盘切割器和夹持输送链的性能。
甘薯收获机挖掘铲的有限元分析
甘薯收获机挖掘铲的有限元分析随着科技的不断发展，农业机械化水平不断提高，甘薯收获机的应用越来越广泛。
甘薯收获机在甘薯的收获和清洗等方面，能够大大提高工作效率和质量，减少人工耗时和体力损耗，为农民带来实实在在的经济效益。
而甘薯收获机的挖掘铲是其核心部件之一，其结构设计的合理性和稳定性非常重要。
本文将运用有限元分析方法，对甘薯收获机挖掘铲进行分析。
1. 有限元模型的建立甘薯收获机挖掘铲是一种典型的机械结构，其复杂度与负载条件决定了需要对其进行有限元分析。
根据实际情况，建立甘薯收获机挖掘铲CAD模型，并转化为STL文件导入Abaqus软件中，进行有限元分析。
首先，进行静态力学分析，将挖掘铲放在水平地面上，施加一个1N的等静力载荷到其顶部，假设其材料为钢材。
其次，进行动态力学分析，外加一个10N的冲击载荷，用于模拟挖掘铲在工作时对土地的打击。
最后，进行模态分析，并得出挖掘铲的主要振动模态和相应的频率。
2. 结果分析通过有限元分析，可以得出甘薯收获机挖掘铲受力情况如图1所示。
可以看出，挖掘铲的最大应力集中在刀口和侧板的连接处。
在该区域，最大应力为329.7MPa，超过了素材的屈服极限；其次是均布应力，最大值为22.2MPa，不超过素材的弹性极限。
挖掘铲材料的承载能力足以满足实际需求。
甘薯收获机挖掘铲在工作时，受到的冲击力较大，需要对其进行动态力学分析。
通过有限元分析，可以得出挖掘铲在不同时间段的变形如图2所示。
图2 甘薯收获机挖掘铲在不同时刻的变形情况可以看出，在挖掘铲接触土地面的刀口处，变形最为明显。
在开始冲击时，刀口产生了明显的弯曲，但随着时间的推移，变形逐渐减小。
整个挖掘铲的变形主要为弯曲形变，这符合实际情况。
通过模态分析，可以得出挖掘铲的前3个振动模态和相应的频率。
如图3所示。
可以看出，挖掘铲有3个主要的振动模态，其频率分别为272.1Hz、288.6Hz和301.2Hz。
在实际应用中，应注意避免挖掘铲在这些频率附近进行工作，避免机器共振，影响工作效率和安全性。
红薯秧茎破碎还田机的研制
红薯秧茎破碎还田机的研制杜宏伟【期刊名称】《农机化研究》【年(卷),期】2015(000)011【摘要】针对红薯秧茎的蔓生性及北方红薯种植模式，研制了适合于垄作红薯秧茎破碎还田机。
该机主要由挑秧机构、秧茎破碎装置、刀轴总成、碎秧输送装置和地轮总成等组成。
该机由轮式拖拉机牵引，可一次完成秧茎的收割、粉碎、还田等项作业。
工作时，动力通过万向节从拖拉机的动力输出轴传出，经过锥齿轮减速器变向增速后，动力分成两路，分别传给秧茎破碎装置、碎秧输送装置和嫩秧切断装置。
随着拖拉机前进，秧茎先被挑秧机构挑起，然后被机器前部高悬的旋转圆盘刀切断，高速旋转的破碎刀轴产生负压将切断的秧茎及剩余主干上的薯叶吸进破碎刀轴和护罩间破碎，碎秧落入碎秧输送装置的输送带，被均匀输送抛撒至垄沟。
%Based on sweet potato cropping patterns in northern China , we develop a sweet potato seedling counters-field set .The set consists of pick-up mechanism , cut-off device , crushing device , ground wheel assembly and main frame etc.Attached directly to the tractor′s three-point linkage , it can undertake seedling stem of continuous harvesting , crush-ing, and soil etc.When running, the gear box which is made for turning and increasing speed is driven by PTO ,and then drives cutting system and crushing device individually .With the tractor moving forward , the vines was harvested by the pick-up mechanism and cut off by the rotating disc of the cut-off device , and then crushed by the crushing shaft with the helpof the negative pressure caused by the high speed rotation of the crushing blade shaft .The crushed seedlings fall into the conveyer and 90%sent into the corrugation .【总页数】4页(P113-116)【作者】杜宏伟【作者单位】青岛农业大学机电工程学院，山东青岛 266109; 中国石油大学机电工程学院，山东青岛 266580【正文语种】中文【中图分类】S224.29;TH122【相关文献】1.甘薯秧茎切碎还田机的设计与试验 [J], 何玉静;杨星钊;孙卫平;夏阳;王万章2.XHJ-1500型香蕉假茎还田机研制成功 [J],3.香蕉假茎还田机研制与试验 [J], 张进疆;王斌斌;曹卫东4.一种破碎还田机的研制 [J], 王效岳5.河北广平农民研制全破碎式秸秆还田机 [J],因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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碎机构将藤蔓打碎 还 田，也 有 不 粉 碎 直 接 抛 落 田 间 的（因藤蔓较短），主 要 是 欧 美 大 型 直 收 式 联 合 收 获 机 具 有 此 功 能［７］．我 国 甘 薯 去 蔓 设 备 近 年 来 有 了 较 大 发 展 ，借 鉴 了 部 分 秸 秆 粉 碎 还 田 技 术 ，已 研 发 出 部 分 不 同 动 力 配 套 的 甘 薯 去 蔓 设 备 ．主 要 有 ：郑 州 山 河 生产的４ＵＪＨ８５型甘薯碎蔓机，山东滕 州金 薯王 生 产的４ＵＳＢ１３５０型甘薯碎蔓还田 机，农业 农 村 部 南 京农业机械化 研 究 所 研 发 的 １ＪＨＳＭ９００ 型 甘 薯 碎 蔓机、步行式丘陵用甘薯藤蔓粉碎还田机等 ． ［８－９］
甘 薯 生 产 过 程 中 劳 动 强 度 大 、用 工 多 ，其 中 去 秧 蔓和挖掘收获环节 用 工 最 多，约 占 整 个 生 产 过 程 用 工成 本 的 ４５％［１０］．我 国 是 甘 薯 生 产 大 国，且 一 半 左 右种植在丘陵地区，所 以 丘 陵 用 甘 薯 生 产 装 备 的 研 发对甘薯产业机械 化 发 展 具 有 重 要 作 用．为 了 优 化 步行式丘陵用甘薯 碎 蔓 还 田 机 的 结 构，提 高 机 具 的 粉碎作业效果和工 作 效 率，本 文 采 用 模 态 分 析 方 法
犕狅犱犪犾犪狀犪犾狔狊犻狊犳狅狉犮狌狋狋犲狉狉狅犾犾犲狉狅犳狑犪犾犽犻狀犵狊狑犲犲狋狆狅狋犪狋狅 狏犻狀犲犮狉狌狊犺犻狀犵犪狀犱狉犲犮狔犮犾犻狀犵犿犪犮犺犻狀犲
ＷｕＴｅｎｇ，ＷａｎｇＧｏｎｇｐｕ，ＨｕＬｉａｎｇｌｏｎｇ ，ＰｅｎｇＢａｏｌｉａｎｇ，ＷａｎｇＢｉｎｇ，ＷａｎｇＹｅｍｅｎｇ
（ＮａｎｊｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｆｏｒＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＭｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ ＆ ＲｕｒａｌＡｆｆａｉｒｓ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００１４，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ）
步行式甘薯碎蔓还田机刀辊模态分析
吴 腾，王公仆，胡良龙 ，彭宝良，王 冰，王叶萌
（农业农村部 南京农业机械化研究所，江苏 南京 ２１００１４）
摘要：去蔓是甘薯收获的重要环节，介绍了步行式 甘 薯 碎 蔓 还 田 机 的 整 机 建 模．综 合 应 用ＩＮＶＥＮＴＯＲ 与 ＡＮＳＹＳ 软件，对步行式甘薯碎蔓还田机刀辊轴进行３维 建 模、网 格 划 分 和 振 动 有 限 元 分 析，确 定 刀 辊 轴 前 ６ 阶 固 有 频 率， 分 析 每 阶 振 型 特 征 ．刀 辊 轴 的 模 态 分 析 可 为 步 行 式 碎 蔓 还 田 机 关 键 部 件 的 设 计 和 优 化 提 供 参 考 ． 关 键 词 ：甘 薯 ；碎 蔓 还 田 机 ；刀 辊 轴 ；３ 维 建 模 ；模 态 分 析 中 图 分 类 号 ：Ｓ２２５．７＋１ 文 献 标 识 码 ：Ａ 犱狅犻：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９５４２９８．２０１８．０３．００９
第 ３６ 卷 第 ３ 期 ２０１８年 ８月
江 苏 师 范 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ） ＪｏｕｒｎａｌｏｆＪｉａｎｇｓｕＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）
文 章 编 号 ：２０９５４２９８（２０１８）０３００４７０３
Ｖｏｌ．３６，Ｎｏ．ｓｈｉｎｇｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｓｔｅｐｓｉｎｓｗｅｅｔｐｏｔａｔｏｈａｒｖｅｓｔ．Ｔｈｅｗｈｏｌｅｍａｃｈｉｎｅｍｏｄｅｌｉｎｇｏｆｗａｌｋ ｉｎｇｓｗｅｅｔｐｏｔａｔｏｖｉｎｅｃｒｕｓｈｉｎｇａｎｄｒｅｃｙｃｌｉｎｇｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｍｏｄｅｌｉｎｇ，ｍｅｓｈｇｅｎｅｒａｔｉｏｎａｎｄｖｉ ｂｒａｔｉｏｎｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｂｙａｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆＩＮＶＥＮＴＯＲａｎｄ ＡＮＳＹＳ，ｔｈｅｎａｔｕｒａｌｆｒｅｑｕｅｎ ｃｉｅｓｉｎｆｉｒｓｔｓｉｘｐｈａｓｅｓｗｅｒｅｅｎｓｕｒｅｄｉｎｔｈｅｍａｃｈｉｎｅｓｃｕｔｔｅｒｒｏｌｌｅｒａｎｄｔｈｅｍｏｄｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｎｅａｃｈｐｈａｓｅｗｅｒｅａｎ ａｌｙｓｅｄ．Ｔｈｅｃｕｔｔｅｒｒｏｌｌｅｒｓ ｍｏｄａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆｆｅｒｅｄａｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｓｕｐｐｏｒｔｆｏｒｔｈｅｄｅｓｉｇｎａｎｄ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆｔｈｅ ｍａｃｈｉｎｅｓｋｅｙｐａｒｔｓ． 犓犲狔狑狅狉犱狊：ｓｗｅｅｔｐｏｔａｔｏ；ｖｉｎｅｃｒｕｓｈｉｎｇａｎｄｒｅｃｙｃｌｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ；ｃｕｔｔｅｒｒｏｌｌｅｒ；ｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｍｏｄｅｌｉｎｇ；ｍｏｄａｌａ ｎａｌｙｓｉｓ
甘薯是重要的 粮 食 作 物 和 食 品 加 工 原 料，薯 蔓 茎尖可菜用，薯块 亦 是 优 质 的 保 健 食 品，研 究 表 明， 紫甘薯花青素含量较高，具有很好的保健作用 ． ［１－２］ 甘薯一般采用高垄 种 植，垄 作 种 植 有 利 于 增 加 茎 叶 表 面 光 照 面 积，增 加 空 气 流 通，也 有 利 于 甘 薯 生 长［３］．甘薯秧蔓上长有须根，沿着垄沟和垄面蔓 延 生 长 ，可 将 整 个 田 间 全 部 覆 盖 ．此 外 ，秧 蔓 韧 性 较 强 ，一 般在收获期间甘 薯 秧 蔓 的 剪 切 力 可 达 到 １００ Ｎ，这 些 因 素 都 增 加 了 收 获 前 秧 蔓 处 理 的 难 度 ［４］．
国外 甘 薯 秧 蔓 处 理 机 具 研 究 较 早，经 过 较 长 时 间 发 展 ，目 前 技 术 已 成 熟 ．对 收 获 前 的 甘 薯 秧 蔓 的 处 理 方 式 主 要 有 ：直 接 粉 碎 型 ，指 用 秧 蔓 粉 碎 还 田 机 直 接将秧蔓粉碎还田［５］；收集饲用型，采用秧蔓收 获 收 集型碎蔓机，将秧蔓粉碎收集饲化利用［６］；起秧 粉 碎 还田型，是 指 直 接 采 用 收 获 机 将 薯 蔓、薯 块 同 时 收 起，后在机具上将 蔓、块 分 离，再 利 用 机 械 自 带 的 粉