甘蔗叶粉碎还田机关键部件研究

摘要

甘蔗是我国南方地区重要的经济作物,不仅甘蔗茎杆可制糖和作为能源替代品,而且甘蔗叶富含丰富的微量元素,可改变土壤性质。但目前对蔗叶的综合利用却并不乐观,传统的处理方法是焚烧,白白浪费了资源。本文针对中国热带农业科学院农业机械研究所研制的1GYF-150型甘蔗叶粉碎还田机的关键零部件进行相关分析和影响机具性能的相关因素进行正交试验分析,其主要内容有以下几点:
　　 (1)通过介绍当今虚拟样机设计常用的几种软件,综述分析各软件的功能及其优缺点。本文用proe软件绘制了甘蔗叶粉碎还田机主要零部件的三维图。
　　 (2)分析了甘蔗叶粉碎还田机的工作原理,综述分析了直刀型、锤爪型、Y型、T型、L型及其改进型等几种甩刀的特点。从甩刀结构参数设计、甩刀速度、刀具排列、甩刀耐磨性、刀辊的平衡性和甩刀运动分析等方面来分析甩刀对甘蔗叶粉碎还田机性能的影响。
　　 (3)利用MATLAB软件中的优化工具箱丰富的功能对甘蔗叶粉碎还田机刀辊进行可靠性设计及分析,在保证机具性能不受影响的前提下,刀辊的质量减少了27.1％。
　　 (4)分析了螺栓产生松动的原因,通过通用有限元软件ANSYS对螺栓松动过程中受力进行仿真分析,得出甘蔗叶粉碎还田机中的螺栓在机具刚工作一段时间螺栓的受力最大。
　　 (5)通过田间试验,对影响甘蔗叶粉碎还田机的主要因素进行正交试验,得出影响捡拾性能主要因素依次为甩刀离地沟间隙、甩刀线速度、机具行驶速度,影响粉碎性能的主要因素依次为甩刀线速度、甩刀离地沟间隙、定刀间距、机具行驶速度。

目录

文摘

英文文摘

第一章 序言

1.1 选题依据

1.2 研究的目的和意义

1.2.1 甘蔗种植情况

1.2.2 甘蔗叶的综合利用途径主要有:

1.2.3 甘蔗叶还田技术

1.2.4 甘蔗叶粉碎还田生态效应经济分析

1.3 国内外的研究现状

1.3.1 甘蔗叶粉碎还田机的国外发展现状

1.3.2 国内甘蔗叶粉碎还田机现状

1.3.3 甘蔗叶粉碎还田机存在的问题和发展趋势

1.4 本章小结

第二章 甘蔗叶粉碎还田机部件虚拟设计

2.1 pro/engineer软件介绍

2.1.1.1 Pro/engineer常用模块介绍

2.1.1.2 Pro/engineer功能模块介绍

2.1.1.3 Pro/engineer数据管理模块

2.2 甘蔗叶粉碎还田机及主要零件虚拟设计图

2.3 本章小结

第三章 甘蔗叶粉碎还田机甩刀及集叶器的研究

3.1 甘蔗叶粉碎还田机的工作原理

3.2 甘蔗叶粉碎还田机甩刀形状种类

3.2.1 直刀型

3.2.2 锤爪型

3.2.3 Y型甩刀

3.2.4 T型甩刀

3.2.5 L型及其改进型刀

3.2.6 鞭式刀具

3.3 甘蔗叶粉碎还田机甩刀结构参数设计

3.3.1 甘蔗叶粉碎还田机甩刀速度

3.3.2 刀具数量与排列

3.3.3 甘蔗叶粉碎还田机甩刀耐磨性

3.3.4 甘蔗叶粉碎还田机刀辊的平衡研究

3.3.5 甩刀工作参数

3.3.6 刀片运动轨迹的性能特征分析

3.3.7 甩刀的加速度

3.4 集叶器

3.5 本章小结

第四章 甘蔗叶粉碎还田机刀辊的优化设计

4.1 MATLAB软件介绍

4.1.1 MATLAB产生的历史背景

4.1.2 MATLAB软件的优势

4.1.3 MATLAB软件优化工具箱简介

4.2 甘蔗叶粉碎还田机刀辊的可靠性优化设计

4.2.1 刀辊的模糊可靠度函数

4.2.2 刀辊模糊可靠性优化设计的数学模型

4.2.3 刀辊优化设计的MATLAB程序

4.3 本章小结

第五章 甘蔗叶粉碎还田机螺栓的数值模拟分析

5.1 数值模拟方法概述

5.2 有限元软件ansys简介

5.2.1 有限元法的起源、特点和基本过程

5.2.2 ANSYS软件的主要功能介绍

5.3 甘蔗叶粉碎还田机螺栓松动机理

5.3.1 振动下螺栓的动力模型

5.3.2 螺栓中的松动力矩

5.3.3 螺栓松动的原因

5.3.4 螺栓自松过程

5.4 螺栓松动有限元分析

5.4.1 螺栓松动有限元分析求解步骤

5.4.2 螺栓有限元分析APDL程序

5.5 本章小结

第六章 甘蔗叶粉碎还田机影响因素及田间试验研究

6.1 影响甘蔗叶粉碎还田机性能指标

6.2 甘蔗叶还田机的工作参数

6.3 甘蔗叶粉碎还田机田间试验

6.3.1 试验目的

6.3.2 实验仪器和条件

6.3.3 实验方案

6.3.4 单因素影响对比试验与结果分析

6.3.5 多因素试验

6.4 改进后机具主要性能指标测定结果

6.5 结论

6.6 本章小结

第七章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢