免耕播种机新型锯切防堵装置的试验研究

针对免耕播种机作业中的堵塞问题，提出以锯齿圆盘为切刀的防堵装置，利用部分正交多项式试验设计方法，对锯切防堵装置用于玉米秸秆切碎的功率消耗和抛撒效果进行了试验研究，得出了影响功率消耗的主次顺序为秸秆覆盖量、前进速度、动定刀间隙、锯齿圆盘转速和锯齿圆盘离地间隙。试验结果表明：锯切防堵装置结构新颖，功率消耗低，可作为免耕播种机的防堵装置。     

免耕播种机防堵装置的设计

针对在留有秸秆和根茬的地上进行免耕播种时,播种作业过程中开沟器容易遇到缠草堵塞问题,设计了一种新型防堵装置.该装置将防堵圆盘布置在开沟器的侧面,不仅能够切断秸秆和有效清理开沟器的秸秆,而且在开沟器铲柄上挂有秸秆杂草时,通过圆盘刀的转动可以将其打落.试验表明,该装置防堵效果好,动力要求低.同时,确定了防堵装置的主要工作部件-缺口圆盘刀的主要参数.     

免耕播种机弹齿式防堵装置

针对免耕播种机的堵塞问题，设计了免耕播种机弹齿式防堵装置，该装置利用弹齿的非线性变形对开沟器前的秸秆产生短时间压制，防止开沟器缠草，在秸秆覆盖量小于4500kg／hm^2、浮草较多条件下具有较好的通过性。     

小麦免耕播种机驱动链式防堵装置设计

针对我国华北一年两熟地区玉米秸秆覆盖量多,小麦免耕播种易堵塞的问题,提出了驱动拨指链抛茬和刀刃型开沟器切茬相结合的新型防堵原理,设计了免耕播种机驱动链式防堵装置。通过分析防堵装置的运动过程,确定了驱动链、拨指和刀刃型开沟器等关键部件的参数。田间试验表明,驱动链式防堵装置能够有效解决秸秆堵塞问题,保证小麦免耕播种机的通过性。由于及时清除刀刃型开沟器前方的玉米秸秆残茬,开沟阻力降低了12.3%。相比条带旋耕式小麦播种机,驱动链式小麦免耕播种机在保证种肥情况的同时,土壤扰动量减少了66.4%,油耗降低了8.07%,较好地满足了当地的农艺要求。     

少免耕播种机条带型行间侧抛清秸防堵装置研究

针对我国华北平原一年两熟区玉米秸秆覆盖地小麦少免耕播种机作业时存在易堵塞、种床清洁率低等问题,设计了一种条带型行间侧抛清秸防堵装置。对清秸防堵装置工作时秸秆抛撒特性进行理论分析,明确影响清秸效果的关键因素为侧倾刀弯折角、弯折线夹角和回转半径。以作业扭矩、抛土量和种床清洁率为指标,通过离散元仿真并结合旋转正交回归试验,确定了清秸防堵装置较优参数组合为侧倾刀弯折角25°、弯折线夹角30°、回转半径250mm,此时种床清洁率为80.5%、作业扭矩为47.2N·m、抛土率为15.8%。配合清秸防堵装置,分别设计了一沟双行种肥分施开沟器、V型土壤导流板等部件。其中种肥分施开沟器前方装有定刀,可与防堵装置形成动定刀切割,提高了防堵性能;V型土壤导流板夹角为130°,可将抛起的土壤颗粒反弹回种床,增加了回土量。田间播种试验表明,所设计的行间侧抛清秸防堵装置未发生堵〖JP3〗塞和缠草现象,种床清洁率为82.7%,作业扭矩为2982N·m,作业质量稳定,满足少免耕播种作业国标和农艺要求。     

秸秆分拨引导式玉米免耕防堵机构设计与试验

为解决免耕播种机麦茬地作业的拥堵问题,在拨抛式防堵装置的基础上提出秸秆分拨引导的防堵设计思路,设计了阿基米德螺线型防堵机构。该装置可引导秸秆攀升,实现层叠堆积,缓解秸秆平行拨离苗带时造成的秸秆局部集中,从而实现有效防堵。运用离散元分析软件EDEM 2. 7,建立了秸秆-土壤-防堵机构相互作用的仿真模型,分别对单个目标秸秆和秸秆群体进行运动追踪,验证了分拨引导和层叠堆积理念。对试验样机进行了田间性能试验和作业参数优选试验,结果表明:在播种过程中,阿基米德螺线型防堵机构作业顺畅,未发生中、重度堵塞及晾籽;防堵机构最佳工作参数为前进速度7 km/h、转速600 r/min,此时秸秆清除率最高,为92. 6%。本文设计的防堵机构性能优于前期课题组设计的防堵机构和某商品化防堵机构。     

小麦免耕播种机防堵装置性能对比试验

驱动链式、驱动圆盘式和带状旋耕式3种小麦免耕播种机防堵装置具有不同性能和适应性.通过田间性能对比试验,分析了装有不同防堵装置的小麦免耕播种机通过性、土壤扰动量、单位油耗、返青期小麦苗情和产量.试验结果表明:3种防堵装置在不同秸秆覆盖量的免耕地均能满足通过性要求,但在100%秸秆覆盖量情况下,带状旋耕式防堵装置通过性最好,驱动链式和驱动圆盘式防堵装置存在轻微堵塞;在土壤扰动量、单位油耗、小麦返青期苗情以及产量上,驱动链式防堵装置效果要优于驱动圆盘式防堵装置和带状旋耕式防堵装置.     

主动圆盘防堵式小麦免耕播种机的设计研究

研究设计了一种主动圆盘防堵式小麦免耕播种机.该播种机主要由组合式开沟器、圆盘刀、排种管、施肥管和镇压轮等组成.田间试验表明,该播种机破茬防堵性能好,解决了高覆盖量条件下直接播种小麦时播种机工作经常堵塞的问题.机具一次进地即可完成破茬、开沟施肥、播种、覆土、镇压等作业工序,土壤扰动小,作业质量满足农艺要求.     

免耕播种机防堵装置的设计

针对在留有秸秆和根茬的地上进行免耕播种时,播种作业过程中开沟器容易遇到缠草堵塞问题,设计了一种新型防堵装置。该装置能同时起到切断秸秆和拨开秸秆的作用,从而有效清理播种施肥开沟器前的秸秆,试验表明该装置防堵效果好,动力要求低。本文确定了防堵装置的主要工作部件——缺口圆盘刀的主要参数。所设计结构的优点为不需要大量粉碎根茬,因而动土量少,整机功率消耗小,有利于充分发挥保护性耕作的优势。     

条带式旋切后抛防堵装置设计与试验

针对我国华北平原一年两熟区玉米秸秆覆盖地小麦少免耕播种机易堵塞、动力防堵装置功耗大等问题,设计了一种条带式旋切后抛防堵装置。结合防堵装置工作原理,从秸秆流动、抛撒、防堵装置受力角度分析确定影响防堵性能和功耗的关键因素为:防堵装置与开沟器间距、旋切刀滑切角、刀轴转速;通过离散元模拟仿真与正交试验有限元仿真结合,以秸秆拥堵量和作业功耗为性能评价指标,对防堵单体和开沟器的组合装置进行参数优化,仿真结果表明,旋切刀滑切角为50°、刀轴转速为320 r/min、间距为100 mm时综合作业质量较优,防堵单体及开沟器功耗为2.8 k W,秸秆拥堵量为43根/dm,通过性能良好;对优选方案旋切刀进行有限元校核,其最大应力为1.387×108Pa,满足强度要求。在玉米秸秆覆盖地进行了小麦播种田间试验,结果表明,条带式旋切后抛防堵装置在3种秸秆覆盖量0.8、1.6、2.4 kg/m2和3种前进速度1、1.25、1.5 m/s作业条件下,通过性能均满足免耕施肥播种机国标要求,所设计旋切刀与传统旋耕刀相比,在通过性能基本一致的情况下,功耗减小13.83%,土壤扰动量减小37.5个百分点,沟深稳定性系数提高8.2个百分点。     

免耕播种机新型防堵装置的研究

介绍了一种用于免耕覆盖播种机的带状粉碎防堵装置,该装置利用粉碎开道和定向抛草的原理,在秸秆切碎的同时完成播种,解决了高覆盖量条件下直接播种玉米时播种机工作经常堵塞的问题,本文介绍了该播种机的整体结构、带状粉碎防堵装置的设计及田间试验情况。     

星形齿刀防堵式小麦免耕播种机设计与试验

我国北方的一年两熟种植区,经常玉米地播种小麦,但由于收获后田间玉米秸秆残渣量大、根茬粗且韧性强,容易导致小麦免耕播种机通过性能差,极易出现堵塞。为此,设计了一种星形齿刀主动锯切防堵式小麦免耕播种机。同时,描述了该机的总体设计方案及星形齿刀式锯切防堵装置、锐角短翼型开沟器和双圆盘开沟播种器等关键部件的结构,并确定了主要结构参数。田间试验证明:该防堵装置不仅可以很好地切断玉米秸秆,还能及时预防堵塞,以保证小麦免耕播种机的田间通过性。该机具的研制丰富了我国北方一年两熟区免耕播种机具的多样性,对免耕播种技术的推广具有积极意义。     

大垄玉米原茬地免耕播种机防堵装置设计与优化试验

为解决北方寒区玉米机收秸秆粉碎覆盖大垄原茬地免耕播种时易发生堵塞及地温回升较慢的问题,设计了一种大垄玉米原茬地免耕播种机的防堵装置。通过理论分析,设计了防堵装置关键部件,初步得到了该装置的结构和作业参数。应用三因素三水平正交试验方法和模糊综合评价分析法,以机组作业速度、清秸刀齿总成转速、清秸刀齿总成回转轴垂直面与机具前进方向的夹角为试验因素,以根茬清除率、秸秆清除率、防堵装置当量功耗为评价指标,对影响防堵装置性能的结构与作业参数进行了试验与优化研究。结果表明:在试验条件和试验因素水平范围内,影响多目标函数的参数优化组合为机组作业速度5.4 km/h、清秸刀齿总成转速440 r/min、清秸刀齿总成回转轴垂直面与机具前进方向的夹角20°,此时,根茬清除率为93.94%,秸秆清除率为95.39%,防堵装置当量功耗为4.36 k W,土壤扰动量为31.9%。     

条带对行主动式玉米免耕播种防堵装置设计与试验

针对我国黄淮海地区小麦秸秆覆盖地玉米免耕播种机高速作业时开沟器易堵塞、播种质量差等问题,基于旋耕防堵理论设计一种浅旋条带对行主动式防堵装置。根据黄淮海地区小麦玉米种植模式中小麦苗带状况,对防堵装置的刀型排布结构和刀轴转速进行设计;从秸秆流动、抛撒轨迹和受力角度进行分析,确定防堵装置结构参数设计的合理性,并对影响其性能的关键因素进行土槽试验;选取刀轴间距、刀轴转速和机具前进速度为影响因素,以秸秆清秸率和动土率为性能评价指标,进行离散元模拟仿真和多因素正交试验,对影响作业性能刀轴间距和防堵装置工作参数进行优化。仿真试验结果表明,在刀轴转速为800r/min、刀轴间距为70mm、机具前进速度为7km/h时,综合作业质量最优;对优化结果进行玉米播种田间试验,在秸秆覆盖量为1.02kg/m2,前进速度为8km/h时,秸秆清秸率为91.85%,沟深稳定性为86.67%,动土率为26.47%,可满足高速作业要求。     

免耕播种机开沟器防堵结构的改进

分析了免耕播种机开沟器几种防堵装置的使用情况,介绍了免耕播种机开沟器滑动压杆防堵装置的设计。     

免耕播种机星齿凹面盘式清秸防堵装置设计与试验

针对东北地区免耕播种机在玉米秸秆全量粉碎还田作业时,平面爪轮式清秸防堵装置清秸率低、作业性能不稳定,播种机作业质量和工作效率降低等问题,设计一种星齿凹面盘式清秸防堵装置。通过分析作业时秸秆颗粒在凹面清秸盘上的运动规律,确定了影响清秸率的主要结构参数和各参数的取值范围。结合旋转正交试验设计和EDEM离散元仿真技术确定了星齿凹面清秸盘的最优结构参数组合,通过田间对比试验验证了该装置的作业性能。研究结果表明:影响星齿凹面盘式清秸防堵装置作业性能的主要结构参数为清秸盘回转半径、圆盘曲面投影长度和曲率半径。当清秸盘回转半径为152. 5 mm、曲率半径为160 mm和圆盘曲面投影长度为50. 9 mm时,该装置作业性能最佳,苗带清秸率和作业阻力分别为92. 2%和142. 6 N。星齿凹面盘式清秸防堵装置的工作性能优于平面爪轮式防堵装置,作业质量稳定,满足免耕播种作业农艺和技术要求。     

幅宽自动控制清秸防堵装置设计与试验

针对免耕播种机在进行玉米秸秆全量粉碎还田作业时,清秸防堵装置存在清秸幅宽、秸秆抛掷距离不合理和幅宽稳定性差等问题,设计了一种幅宽自动控制的清秸防堵装置。建立清秸幅宽数学模型,确定影响作业幅宽和漏清区域的主要工作参数和各参数的取值范围;运用S型压力传感器和电动直线推杆协同作用设计幅宽自动控制系统;通过正交试验设计和EDEM离散元仿真试验确定清秸盘的最优工作参数组合,并进行田间试验,验证自动控制系统和装置的作业性能。结果表明,影响星齿凹盘式清秸防堵装置作业幅宽和漏清区域的主要工作参数为清秸盘间距、工作偏角和工作倾角,通过仿真试验得到最优参数组合为90 mm、30°和15°;自动控制系统通过监测清秸盘对地压力实时调节其入土深度,从而调控其作业幅宽,可有效提高幅宽稳定性。田间试验表明,该装置苗带清秸率、秸秆横向移动最大距离和幅宽稳定性系数分别为92.3%、40.2 mm和92.1%,满足免耕播种作业农艺和技术要求。     

小麦免耕播种机防堵装置的研究进展——以一年两熟地区为例

一年两熟地区小麦免耕播种机防堵性能,已成为影响免耕播种机生产效率和播种质量的关键因素之一.为此,系统分析了小麦免耕播种机防堵的必要性以及被堵塞的原因,阐述了目前防堵装置的研究现状,探讨了改善防堵性能的几种途径,以提高免耕播种机的播种质量和生产效率,加快一年两熟地区保护性耕作技术的推广应用.     

2BMMD-4型夏棉精量免耕播种机的设计与试验

鉴于黄淮海麦棉轮作区土层深厚和根茬量大、韧性强的特点,以及免耕播种机作业要求,设计了2BMMD-4型棉花精量免耕播种机,能一次实现破茬、开沟、防堵、施肥、播种、覆土及镇压等功能。该机具具有独特的苗带清理及作业防堵、播种深度调节以及作业仿形功能。同时,利用SolidWorks以及ANSYS软件对2BMMD-4型免耕播种机的苗带浅旋装置进行了模态分析。结果表明,该机刀轴在设计转速下对应的频率远小于各阶固有频率,不容易发生共振。田间试验表明,该播种机作业性能达到了设计要求。     

2BF-9型化肥深施播种机的设计

设计了一种适应前茬为大豆、玉米、水稻等作物,进行化肥深施的谷物播种机。该机采用联合作业方式,开沟器为自行开发的锐角开沟器,先施肥、后下种,种肥垂直距离50mm左右。田间试验表明,该机工作性能良好,防堵效果显著,可进行常规播种及硬茬播种。