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Estudio sobre el mecanismo antifricción de la biomimética de hojas de caña-texturizadas microscópicamente en árboles frutales

Autores: Sun, Jianfeng; Li, Bo; Xing, Kaifeng; Liu, Zhu; Yang, Zhou

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2020

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Acceso abierto

Artículo científico
2020

Estudio sobre el mecanismo antifricción de la biomimética de hojas de caña-texturizadas microscópicamente en árboles frutales


Categoría

Ciencias Agrícolas y Biológicas

Subcategoría

Agronomía y Ciencia de los Cultivos

Palabras clave

Poda de árboles frutales
Podadora
Tecnología de grabado láser
Modelo de cálculo de fuerza de corte
Mecanismo de desgaste
Podadora texturizada

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 29

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La poda de árboles frutales es una parte importante de la gestión de huertos. En este documento, se estudió la fuerza y el desgaste del podador en el proceso de poda con un podador de casco convexo biomimético de hoja de caña. El podador fue formado mediante tecnología de grabado láser. Se analizó la influencia de la potencia láser y la velocidad de escaneo en el dimensionamiento geométrico de la microtextura. Se construyó un modelo de cálculo de la fuerza de corte para obtener la carga de presión positiva durante el proceso de poda, mientras que la precisión del modelo fue verificada en la prueba estática de corte por presión, y se analizó el mecanismo de desgaste en la prueba de desgaste. Se simuló el proceso real de poda para comparar las áreas desgastadas de los podadores texturizados y no texturizados y el número de cortes en condiciones de desgaste fijo, para demostrar las características de reducción del desgaste del podador microtexturizado. Los resultados muestran que: los parámetros de formación óptimos son 70 W 1.6 mm/s (ramas de 10 mm de diámetro), 80 W 2.4 mm/s (ramas de 15 mm de diámetro) y 80 W 1.6 mm/s (ramas de 20 mm de diámetro), y el espaciado del casco convexo es de 300 m. La potencia láser afecta la profundidad y el ancho de la textura, mientras que la velocidad de escaneo afecta la profundidad de la textura. La presión positiva en el podador es proporcional al módulo de elasticidad, momento de inercia, profundidad de corte y ángulo biselado, mientras que es inversamente proporcional a la distancia desde el punto fijo de la cuchilla hasta la presión positiva. La prueba de desgaste muestra que el rendimiento anti-desgaste del podador texturizado no es evidente con una carga de 300 g, mientras que el rendimiento anti-desgaste del podador texturizado es significativo con cargas de 1000 g y 2000 g. El mecanismo de desgaste cambia de desgaste abrasivo en la etapa inicial a un desgaste más complejo oxidativo y adhesivo. La prueba de corte real muestra que el podador texturizado se desgasta menos que el podador no texturizado y entra en el corte estable más rápidamente.

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