烟草拔秆机拔秆切蔸装置的设计与试验

针对4YBG–1型烟草拔秆机在南方烟区作业过程中出现烟秆拔取输送不畅、切蔸不稳及操作不便等问题,设计了一种前置挂接在手扶式拖拉机上的拔秆切蔸装置。以HZ07–11烟秆为试材,对影响烟秆拔断率、漏拔率及切蔸率的双排夹持输送链速度、拖拉机前进速度、夹持间隙进行单因素和多因素正交试验。单因素试验结果表明,双排夹持输送链速度为0.8~1.1 m/s,拖拉机前进速度为0.5~0.6 m/s,夹持间隙9~15 mm时,可完成烟秆拔秆切蔸作业。正交试验结果表明,影响烟秆拔断率、漏拔率和切蔸率的因素大小依次为夹持间隙、双排夹持输送链速度、拖拉机前进速度,双排夹持输送链速度为0.8 m/s、拖拉机前进速度为0.6 m/s、夹持间隙为12 mm,是实现拔秆切蔸作业的较优组合,此时烟秆拔断率、漏拔率、切蔸率分别为0、5%、95%。     

棉秆拔秆机拔秆装置的设计与试验

为小型履带自走式棉秆拔秆机设计了拔秆装置。该装置主要由旋转刀辊、输送钉齿、压缩滚筒、清理滚筒等组成,针对南方行距不一的复杂地势,能实现不对行拔取,清理棉秆根部泥土,且不易拔断棉秆。对影响棉秆拔净率和拔断率的主要因素——机具前进速度、刀辊旋转速度、辊刀入土深度进行了单因素和多因素正交试验。结果表明:影响棉秆拔净率和拔断率的因素大小依次是辊刀入土深度、刀辊旋转速度、机具前进速度;当辊刀入土深度为15 cm、刀辊旋转速度为415 r/min、机具前进速度为0.8 m/s时,棉秆拔净率可达95.8%,拔断率仅为9.6%。     

棉秆粉碎与搂膜联合作业机关键部件设计与试验

【目的】针对新疆地区现有残膜回收机具残膜捡拾率低,立杆搂膜机具地膜自卸率低等问题,为有效解决新疆地区棉田残膜污染问题,研制了棉秆粉碎与搂膜联合作业机.【方法】首先对整机结构、工作原理、关键部件设计进行了说明,然后对试验因素运用Box-Benhnken中心组合试验方法,以刀轴转速、弹齿组数、机具前进速度进行试验与响应曲面分析,建立了响应面三维模型,并得出最优试验组合.【结果】当刀轴转速2 200 r/min、弹齿组数为12组、机具前进速度为4 km/h,残膜回收率为91.1%,棉秆粉碎合格率为91.5%;增加地膜自卸机构,卸膜率为96.7%.【结论】机具作业性能可靠,各项指标满足设计标准.     

玉米高地隙自走式喷杆喷雾机的试验研究

【目的】探求一种新型玉米高地隙自走式喷杆喷雾机的施药效果.【方法】以药液附着率为指标,以机具前进速度,动力输出轴转速和种植模式为因素,采用L9(34)正交试验设计,并对各因素的参数进行了优化研究.【结果】药液附着率受机具前进速度影响最大,受动力输出轴转速和种植模式影响较小.各因素对药液附着率影响程度为:机具前进速度>动力输出轴转速>种植模式.【结论】在机具前进速度1km/h,动力输出轴转速1 000r/min,种植模式为(500+500)mm的条件下,机具作业时药液附着率达到68.3%.     

甘蔗立式夹持输送通道剥叶装置设计与试验

【目的】探讨甘蔗立式夹持输送剥叶技术在整秆式收割机中的可行性,解决现有整秆式甘蔗联合收割机甘蔗通道长、作业效率低的问题。【方法】以4ZZX-48型甘蔗收割机为作业平台,在输送通道上设计立式剥叶装置。通过收获试验,分析了夹持输送链轮转速(n1)、剥叶辊筒角度(β)、剥叶辊筒转速(n2)和甘蔗喂入率(q)等因素对甘蔗立式夹持输送剥叶性能的影响。【结果】n1和n2对剥叶性能有显著影响,各因素对剥叶性能的影响依次为n1n2qβ。n1为60 r/min、β为30°、n2为360 r/min、q为7.5 kg/s时,甘蔗叶片剥净率为76.6%,剥叶性能达到最优。曲线回归分析表明,剥叶辊n2/n1与剥净率之间存在着二次多项式关系,n2/n1在5～6之间时,剥净率约77%,达到试验最优值。【结论】基于甘蔗立式夹持输送剥叶技术的收割机具有可行性,本研究结果对研发新型整秆式甘蔗收割机有一定参考价值。     

小型履带自走式拔棉秆机的研制

为减轻棉农的劳动强度,提高拔棉秆的效率,通过对南方地区棉田环境以及拔棉秆农艺要求的分析,设计并制造了一种小型履带自走式拔棉秆机。该拔棉秆机拔秆机构选取前置悬挂式,根据提辊式拔秆原理,反转旋转辊刀将棉秆从棉田中拔出。拔棉秆机的试验结果表明:在拔棉秆机旋转辊刀的转速为415r·min-1,拔棉秆机的前进速度为0.80m·s-1的工况下,生产效率为0.29hm2·h-1,棉秆拔净率为95.2%,拔棉浅耕耕深为12cm左右,此时拔棉秆机漏拔率低,对土壤层破坏较小,方便后续农作物的种植,满足棉田生产农艺的要求;同时该拔棉秆机具有不对行的优势,创新设计了泥土分离和棉杆压缩机构,整机使用功率较低,能较好的适应南方地区小块复杂地势的棉田。     

棉秆切碎还田装置的设计与试验

为南方小面积田块棉秆切碎还田机设计了棉秆切碎还田装置。该装置由切割装置、扶秆装置、除茬装置组成,棉秆由扶秆装置喂入,从上至下依次被切断、除茬。将该装置挂接在土槽试验机上,对影响棉秆切割长度合格率、功耗和除茬率的主要因素,即机具前进速度、锯盘转速和导向槽口宽度进行了单因素试验和回归正交试验。结果表明:影响合格率与除茬率的因素大小依次为机具前进速度、锯盘转速、导向槽口宽度;影响功耗的因素大小依次是锯盘转速、机具前进速度、导向槽口宽度。利用规划求解进行参数优化,在棉杆长度合格率与除茬率分别不低于85%和90%的情况下,锯盘转速为860 r/min,机具前进速度为0.65 m/s,导向槽口宽度为60 mm时,功耗为5.91 k W。     

离心式变量撒肥机的设计与试验

【目的】针对有机肥播撒问题,研究设计了一种离心式变量撒肥机,阐述了该机的结构及工作原理.【方法】对影响撒肥效果的各因素进行了正交试验研究.【结果】当机具前进速度为5.5km/h,链板转速为5r/s,撒肥圆盘转速为540r/min时,得到均匀性变异系数为10.2%,作业幅宽为19.3m,施肥量为1 268.97kg/667m2.【结论】前进速度、圆盘转速及链板转速对有机肥抛撒的均匀性变异系数、幅宽和撒肥量均有影响,撒肥圆盘的转速对作业质量影响极显著,其次为链板转速,最后为机组前进速度.     

自走式不对行棉秆联合收获打捆机的设计与试验

针对棉秆收获效率低、压捆密度小等问题,设计一次进地可实现棉秆拔除、输送、切断、压缩和打捆作业的自走式不对行棉秆联合收获打捆机。该机具采用安装有V型齿板的不对行拔秆辊和清理辊配合作业,实现棉秆的不对行整株拔除作业,有利于提高棉秆的收获效率和拔净率;采用滚筒式铡切装置将棉秆长度切断成(20±5) cm,实现棉秆先切断后压缩打捆作业,有利于提高棉秆的压捆密度。根据棉秆的特性和收获要求,确定关键部件的参数并进行仿真,结果显示,设计的关键部件满足棉秆收获性能要求。田间试验表明:棉秆的不对行拔除、切断、压缩和打捆联合作业性能良好,满足棉秆机械化收获要求;棉秆切断长度合格率为95.24%,压捆密度为159.3 kg/m~3;当不对行拔秆辊旋转速度为390 r/min,不对行拔秆辊入土深度3 cm,机具行进速度1.2 m/s时,棉秆拔净率为97.83%,作业效率0.98 hm~2/h。     

4HQ-150型花生起拔收获机的设计与试验

【目的】针对经济作物花生人工收获劳动强度大、生产成本高等突出问题,设计了4HQ-150型花生起拔收获机.【方法】采用后悬挂式结构对该机进行设计,主要由挖掘装置、输送装置、集条装置等部分组成,配套动力为55.2kW拖拉机,对影响花生收获效率的各主要因素进行了正交试验研究.【结果】当机具前进速度为3km/h,挖掘深度为125mm,输送链轮转速为90r/min时,生产率为0.6hm2/h,花生收获损失率为2.7%.【结论】该机作业性能良好,节省了劳动力,提高了工作效率和收获质量,各项性能指标均符合花生收获机作业质量(NY/T 502-2016)检测标准,能够满足花生收获实际生产要求.     

果园开沟施肥覆土机的设计与试验

【目的】针对我国林果施肥劳动强度大、施肥效率低的特点,设计一种果园开沟施肥覆土机,阐述了该设备的结构特点及工作原理.【方法】对影响施肥效果的各因素进行了正交试验.【结果】施肥量受开沟深度影响最大,受挤排肥铰龙转速影响次之,受机具前进速度影响最小;排肥均匀性变异系数受排肥铰龙转速影响最大,受开沟深度影响次之,受机具前进速度最小.【结论】当机具前进速度为1.5km/h,开沟深度为250mm,排肥铰龙转速为60r/min,施肥效果较好.     

残膜捡拾清理压缩机具的设计与试验

【目的】有效解决残膜回收作业中,集条残膜因大风天气产生的二次污染,以及人工作业劳动强度大的问题,设计了一种适用于机械化集条残膜捡拾清理压缩作业机.【方法】首先阐述了该机的结构特点、工作原理以及关键部件设计过程,然后通过正交试验法对影响残膜回收率的各因素进行正交优化试验,并选出最优组合.【结果】试验显示,当机具前进速度为6km/h,捡拾杆齿转速为120r/min,脱膜叶片宽度为200mm时,残膜回收率最高,能达到91.1%.影响残膜回收率的主次因素依次为捡拾滚筒转速、脱膜皮带宽度、机具前进速度.【结论】该机具作业性能稳定可靠,残膜回收率达到设计要求.     

4SZ-3.0型收膜整地联合作业机的设计与试验

针对残膜对耕地造成严重的污染和危害问题,研究开发了一种适用于机械化回收残膜的收膜整地联合作业机,阐述了该机的结构特点及工作原理,并对影响残膜回收率和作业小时生产率的各因素进行了正交优化试验.结果表明:残膜回收率受捡膜滚筒转速影响最大,受机具前进速度和残膜输送叶轮转速影响较小;机具作业小时生产率受机具前进速度影响最大,受残膜输送叶轮转速和捡膜滚筒转速影响较小.当机具前进速度6km/h,捡膜滚筒转速110 r/min,残膜输送叶轮转速200 r/min时,当年残膜回收率为88％,作业小时生产率达到1.2 hm2/h.     

气吸双滚筒式棉花精量排种器的设计与试验

【目的】为提高气吸滚筒式排种器充种性能，降低负压风机能耗，设计了一种气吸双滚筒式排种器。【方法】理论分析排种过程中棉花种子的受力状态，利用Solidworks对排种器进行三维建模，运用流体仿真软件对3.8 mm孔径的滚筒进行内流场模拟，掌握内流场速度及压力变化的规律，对比有无内置滚筒结构对型孔处气体流速的影响。利用Design-expert 13.0软件设计了两因素五水平二次旋转正交组合试验方案，以负压和前进速度为试验因素，建立了漏播率、合格率和重播率等评价指标的响应曲面，进而对工作性能进行评价。【结果】通过优化回归方程得到最佳参数组合，并经台架试验验证。在负压为2.39 kPa、前进速度为4.55 km/h的条件下，排种器播种棉花种子的合格率为91.8%，漏播率为3.3%，重播率为4.9%。【结论】自行设计的排种器可满足棉花种子精量播种的农艺要求，显著降低风机能耗，为机械化播种提供技术性参考。     

棉花秋后残膜回收与茎秆粉碎联合作业机设计

为了治理新疆地区棉花铺膜种植产生大量的残膜污染问题,设计一种棉花秋后残膜回收与茎秆粉碎联合作业机。该机主要由棉秸秆粉碎还田装置、残膜捡拾回收装置和集膜卸膜装置3个部分组成,可以一次完成残膜收膜和棉秆粉碎还田两道工序。介绍4SJ 2.0残膜回收与茎秆粉碎联合作业机的基本结构和工作原理。田间试验表明：当机具作业速度为5.5 km/h,茎秆粉碎甩刀转速为1 700 r/min,残膜捡拾滚筒转速为110 r/min,残膜输送叶轮转速为220 r/min时,作业效果最理想。     

超窄行棉花精量排种器设计与性能试验

【目的】针对目前新疆棉花播种行距大,喷洒脱叶剂受药效果差,导致机械采收采净率偏低的问题,研制了一种播种行距更窄,能实现高度密植的超窄行棉花精量排种器.【方法】对超窄行精量棉花排种器的结构及参数进行理论分析,确定排种器的主要结构与性能参数.以排种器的单粒率、重播率、漏播率为排种性能评价指标,在PSY-1200鸭嘴滚筒式排种器性能实验台上进行排种器转速、负压区相对压力、落种角等运行参数的单因素及正交试验.【结果】经田间测试,当排种器转速为41r/min,负压区相对压力为-4500Pa,落种角为60°时,排种器单粒率为93.5%,重播率为3.8%,漏播率为4.2%,单行株距均匀性变异系数为5.82%,双行行距稳定性变异系数为6.04%.【结论】该排种器最小行距可调至4cm,满足超窄行种植农艺要求且能实现精量播种.     

齿带式残膜捡拾机构的设计与试验

【目的】针对钉齿链板式残膜捡拾机构在土壤坚实度较大条件下,链板与辊筒发生打滑的现象,探索将皮带应用于残膜回收机捡拾机构避免此类问题的可行性,设计了一种新型齿带式残膜回收机的捡拾机构,该机构主要由齿带、齿带辊及刮泥装置组成.【方法】首先对齿带、捡拾钉齿、齿带辊的设计及排布参数进行了说明,然后基于Box-benhnken中心组合试验原理,进行田间试验,研究机具前进速度、钉齿入土深度以及上齿带辊转速对残膜回收效果的影响,并对试验结果进行优化,得出工作参数最优组合.【结果】当机具前进速度为5.5 km/h,钉齿入土深度为30 mm,上齿带辊转速为100 r/min时,残膜回收率为90.3%.【结论】该齿带式残膜捡拾机构可以有效捡拾残膜,符合设计标准,能够满足使用要求.     

梳齿式亚麻蒴果梳刷试验台的设计与试验

【目的】探索解决亚麻(胡麻)脱粒机存在的植株缠绕脱粒滚筒问题的有效方案,提升亚麻(胡麻)的机械化收获水平.【方法】为研究不同工作参数对亚麻(胡麻)机械化收获的影响,设计了梳齿式亚麻(胡麻)蒴果梳刷试验台.阐述该试验台的工作原理与组成结构,对关键零部件偏心摆动机构和梳刷装置进行了结构设计与动力学分析,并进行台架试验.以蓝亚麻(别名宿根亚麻)为试验材料,以蒴果的脱净率和破损率为评价指标,探讨梳刷装置转速、梳齿截面形状、梳齿间隙、导轨输送速度4因素对蒴果的脱净率和破损率的影响,分别进行单因素试验与多因素正交试验研究,获得了梳齿式亚麻(胡麻)蒴果梳刷试验台的最优工作参数,并进行了试验验证.【结果】SAS9.1软件分析表明:梳齿间隙、梳齿截面形状、梳刷装置转速和导轨输送速度4因素对蒴果的脱净率和破损率的影响都极为显著.以蒴果的脱净率较大、破损率较小为目标,得到的较优参数组合为:梳齿间隙为4 mm、梳齿截面形状为菱形、梳刷装置转速为10 r/min和导轨输送速度为0.16 m/s.对优化结果进行试验验证,结果显示脱净率为99.26%,破损率为5.33%.各因素对脱净率的影响由大到小依次为梳齿间隙、梳齿截面形状、梳刷装置转速、导轨输送速度;对破损率的影响由大到小依次为导轨输送速度、梳齿截面形状、梳刷装置转速、梳齿间隙.【结论】蓝亚麻植株经过试验台的梳刷可得到完整蒴果,梳齿式亚麻(胡麻)蒴果梳刷试验台为亚麻(胡麻)脱粒机的创新设计提供了一种可行性方案和研究依据.     

浮压双链夹持式拔棉秆机的研究

研究设计了一种新型的拔棉秆机,该机具的拔棉秆机构为浮动压力双链夹持式,并采用前置式固定盘升降臂挂接,靠前置垂直液压缸升降,变速机构采用同轴正反蜗轮蜗秆,带动链轮作逆向旋转,传动至两链条则作同向运行.棉秆输送通道采用全封闭式,压链装置采用导柱、导套、压头弹簧及固定架组件,采用分段排列压链,并且压力可调整.试验表明,该机械达到了设计要求,能够满足工作需要.     

预破碎沙棘脱果机的设计与试验

【目的】针对中国沙棘枝果速冻后结块,阻塞脱果机和脱果效率低的问题,设计了预破碎沙棘脱果机.【方法】利用三维软件Solidworks和二维软件CAD设计整机结构及主要部件,对主要部件进行理论受力分析;采用正交试验设计,对影响脱果机脱果效率与破损率的因素进行分析,确定最优参数组合,并进行工厂试验验证.【结果】脱果中滚筒筛的转速对脱果率与破损率影响极为显著;打散装置转速与敲击装置转速对脱果率与破损率影响不大.各因素对脱果率与破损率的影响程度依次为:滚筒筛转速敲击装置转速打散装置转速.【结论】预破碎沙棘脱果机的最佳工作参数为:打散装置转速为36r/min、滚筒筛转速为239r/min、敲击轴转速为500r/min.脱果率与破损率分别可达到95%和7%.