王蓮中，胡靖明

（甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院 甘肅 蘭州 730074）

在使用種子加工機械的過程中，時常會有轉(zhuǎn)子不平衡、潤滑不順暢、振動不穩(wěn)定、噪音大等故障的產(chǎn)生。通常情況下，設(shè)備故障的出現(xiàn)是因為生產(chǎn)作業(yè)發(fā)生中斷或難以正常進行，喪失或降低設(shè)計功能，經(jīng)短時間調(diào)整或修理，當(dāng)設(shè)備停止后也可以恢復(fù)正常運行[1]。種子加工時包衣、丸?；⒏稍?、清選等處理技術(shù)，指種子收獲后到播種前實施的。經(jīng)加工之后，可將受病蟲害影響、成熟的、破碎的種子去除，達到水分適當(dāng)，防霉防凍，改善其物理及生物特性，提升種子的整齊度，便于機械化播種。除此之外，加工處理種子，是關(guān)鍵的實現(xiàn)種子產(chǎn)業(yè)及商品化環(huán)節(jié)，同時是必備的實現(xiàn)農(nóng)業(yè)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效技術(shù)。種子的播種質(zhì)量及生物特性，會因不同加工手段的選擇之后產(chǎn)生不同影響，種子加工機械工作性能，關(guān)系到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。

1 種子加工機械設(shè)備現(xiàn)狀及ADAMS仿真技術(shù)

1.1 機械設(shè)備現(xiàn)狀

20世紀(jì)70年代，是我國種子加工機械設(shè)計制造起始階段，經(jīng)過引進、消化、吸收等，如今我國已經(jīng)擁有成套種子加工設(shè)備制造及設(shè)計能力?？傮w上其生產(chǎn)和保有量，已經(jīng)將水弱旱強局面呈現(xiàn)出來。蔬菜、牧草以及玉米、小麥?zhǔn)侵饕a(chǎn)的種子加工機械，還包含水稻。對于我國的種子加工行業(yè)科研和生產(chǎn)而言，盡管近些年發(fā)展較快，可由于起步較晚，與國外種子加工業(yè)發(fā)達國家相比仍然存在較大的差距，此外，還存在關(guān)鍵零件制造工藝不過關(guān)、設(shè)計配套性差等問題[2]。

1.2 ADAMS仿真技術(shù)

ADAMS軟件是美國一家公司開發(fā)的，是機械系統(tǒng)動力學(xué)自動分析的虛擬樣機分析軟件?，F(xiàn)在全世界有數(shù)百家各行各業(yè)主要制造商，ADAMS已經(jīng)被廣泛采用。通過對這一軟件的應(yīng)用，用戶可以創(chuàng)建機械系統(tǒng)幾何模型，是快速、方便、參數(shù)化的。此模型可以是造型逼真的幾何化，經(jīng)從其他CAD軟件傳過來，也可以是軟件中直接建造的。ADAMS軟件創(chuàng)建出的機械系統(tǒng)幾何模型，是完全機械化的，使用的零件庫、約束庫、力庫，以及圖形環(huán)境是交互式的。其求解器選擇的是拉格郎日方程方法，基于多剛體系統(tǒng)動力學(xué)理論，運動、動力、靜力學(xué)分析虛擬機械系統(tǒng)，建立系統(tǒng)動力學(xué)方程，將加速度、反作用力、位移、速度輸出。計算有限元的輸入載荷，預(yù)測機械系統(tǒng)的碰撞檢測、峰值載荷、性能、運動范圍等，可通過ADAMS軟件的仿真實現(xiàn)。DAMS軟件經(jīng)5類模塊組成，包含接口、專業(yè)領(lǐng)域、基本、擴展模塊及工具箱。用戶可快速有效建模、仿真分析特定專業(yè)領(lǐng)域的問題，通過選擇專用模塊之后，同時能夠?qū)崿F(xiàn)對一般的機械系統(tǒng)進行仿真，經(jīng)選擇通用模塊之后有針對性的開展?；旧洗嬖诘倪@些模塊，可以滿足設(shè)計時對軟件的要求，同時涵蓋種子加工機械各個方面。

2 需要注意的ADAMS仿真問題

MECHANISM／PRO接口，指的是ADAMS這一機械系統(tǒng)動力學(xué)仿真分析和PRO、ENGINEER的連接三維實體建模軟件接口模塊，是MDI公司開發(fā)的，在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程中為了防止丟失掉，二者需選擇無縫連接方式。假設(shè)在分析單個零部件的時候，通常情況下，*．SETP、*．SET、*.IGES等格式，是二維實體模型保存的文件形式；Parasolid Xmt-txt這一文件格式，是通用的，基于仿真分析一個機構(gòu)式[3]。

通常情況下對于模型的創(chuàng)建，選擇的是三維設(shè)計軟件，像SOLIDWORKS、PR0／E、UG等，均為專門的參數(shù)化造型軟件，因ADAMS沒有很強的三維設(shè)計功能。之后進行仿真分析，需導(dǎo)入ADAMS中。通常設(shè)置數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的格式，按照仿真要求的不同展開，ADAMS和參數(shù)造型軟件存在較多的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換類型。

在ADAMS中導(dǎo)入經(jīng)三維模型造型軟件或者是自身所創(chuàng)建模型，彼此間仍然存在一定區(qū)別。通常情況下，創(chuàng)建時所給的是steel，系統(tǒng)默認(rèn)為加上材料屬性，各個部件和整機的marker坐標(biāo)點及質(zhì)量重心，經(jīng)系統(tǒng)會自動給出。在ADAMS中，經(jīng)三維實體設(shè)計軟件導(dǎo)入其中，坐標(biāo)點及質(zhì)量信息均不存在，所以創(chuàng)建marker坐標(biāo)點、添加質(zhì)量信息，是在作仿真前第一應(yīng)該做的事情，之后加載載荷、添加約束，并進行仿真分析[4]。

3 基本的ADAMS仿真步驟

基于三維實體設(shè)計基礎(chǔ)之上，呈現(xiàn)出ADAMS／View仿真功能這樣一種技術(shù)。其能夠仿真、優(yōu)化、建模機械系統(tǒng)模型，作為一個強大仿真環(huán)境。一般情況下對于物理模型創(chuàng)建的步驟，于ADAMS／View中對模型創(chuàng)建的步驟是一致的。關(guān)鍵部位小部件模型的創(chuàng)建，對于一個復(fù)雜仿真系統(tǒng)來說，應(yīng)實現(xiàn)二者間的聯(lián)系，并測試及確定它們的運動，通過應(yīng)用簡單的仿真。由此，添加更復(fù)雜的模型，并確保模型正確。進展緩慢是起初的狀態(tài)，但能確保每一子系統(tǒng)工作正常，并于開始下一步之前，真正做好充足的準(zhǔn)備，用于整個系統(tǒng)的仿真。建模及仿真分析的步驟大致上分為以下幾步。一是創(chuàng)建一個機械系統(tǒng)模型，包含柔性連接、作用力、運動件、運動副等在內(nèi)；二是創(chuàng)建所需仿真分析的模型；三是經(jīng)對照物理樣機試驗數(shù)據(jù)和模擬仿真結(jié)果，用于驗證所設(shè)計的方案；四是在實際操作過程中，通過模擬仿真模型動作，用于實現(xiàn)對所建模型的測試[5]；五是針對不同的靈敏度及設(shè)計變量，深化設(shè)計，評估系統(tǒng)模型；六是細(xì)化模型，使得物理樣機試驗數(shù)據(jù)和自身仿真測試數(shù)據(jù)吻合；七是找出最優(yōu)化設(shè)計組合，其是可以獲得最佳性能的，并積極的優(yōu)化設(shè)計方案。

4 結(jié)語

仿真技術(shù)有廣闊的發(fā)展前景及市場，加速了開發(fā)、研制與使用新技術(shù)向產(chǎn)品轉(zhuǎn)化的過程，其是一種全新的現(xiàn)代設(shè)計手法。想要縮短研制周期、降低成本及技術(shù)風(fēng)險、增強企業(yè)競爭力、提高產(chǎn)品質(zhì)量，通過仿真技術(shù)來實現(xiàn)非常關(guān)鍵。目前，相較于工業(yè)和其他方面的應(yīng)用，農(nóng)業(yè)機械化層面的仿真設(shè)計有更廣泛的價值。然而，基于農(nóng)業(yè)機械設(shè)計開發(fā)上，隨著極大程度上推進的農(nóng)業(yè)機械化進程，今后會得到應(yīng)用的幅度會更大，同時帶來極大的推動力，用于增強我國農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品開發(fā)能力。

種子加工機械和其他機械不一樣，其可以在完成工作過程中保證種子的生命特征，同時可以實現(xiàn)種子計量包裝、存儲、分級、干燥、藥物處理等工作，從收獲后到播種前，使其可以健康茁壯地生長。所以對于各工作部件受力及運動情況分析，基于種子加工機械設(shè)計中，可用于實現(xiàn)是否于安全受力范圍內(nèi)進行檢驗，并測算種子的受力情況。仿真軟件ADAMS可以將工作部件及種子間運動和受力情況準(zhǔn)確測出，同時實現(xiàn)對種子加工過程的真實再現(xiàn)?？傊?，在種子加工機械設(shè)計中，仿真技術(shù)前景廣闊。