1MLQS—40/70起垄全铺膜联合作业机性能优化试验

为了检验并优化自主研制的1MLQS—40/70起垄全铺膜联合作业机作业性能,以采光面机械破损程度、膜边覆土宽度合格率、膜边覆土厚度合格率、地膜漏覆土程度为作业指标,采用三因素三水平进行正交试验。通过极差分析和方差分析,得出土壤升运器前轴与开沟铲安装轴的纵向间距对各试验指标的影响显著;通过综合平衡法对试验数据进行优化分析,得出最优参数组合为:土壤升运器前轴与开沟铲安装轴的纵向间距为30 mm、土壤升运器线速度与机组作业速度的比值为2.5、起垄开沟铲倾角为25°。验证试验表明:该机采光面机械破损程度1%,膜边覆土宽度合格率95%,覆土厚度合格率95%,地膜漏覆土程度1%。     

旱地小麦全膜覆土播种一体机的研制

旱地小麦全膜覆土播种一体机是针对全膜覆土穴播技术而研制的,该机可一次性完成旋耕、镇压、铺膜、覆土、播种等工序。该机采取旋耕抛土与铲土板相配合的取土方式,保证了充足的土壤来源,设计了输送带链传动的输土装置、外槽轮式覆土装置,实现了膜上均匀覆土和覆土厚度的控制。设计了仿形机构,实现了穴播装置的地面仿形,并对仿形机构进行动力学仿真,分析了仿形机构的仿形效果。通过样机田间试验测定,覆土厚度的平均值为1.074 cm,覆土宽度的平均值为121.283 cm符合农艺要求,覆土的厚度、宽度的变异系数分别为23.37%和0.96%,符合设计要求。通过实验测定,旋耕镇压后的土壤容重和土壤孔隙度符合农艺要求。     

垄畦覆膜种行覆土党参种苗移栽机的设计与试验

针对党参覆膜移栽无机可用的问题,结合西北黄土高原旱区党参垄畦覆膜、种行覆土抗逆栽培模式,设计了一种具有开沟、播苗、起垄、整形、覆膜、种行覆土功能的党参种苗移栽机。对样机关键部件进行了分析与设计,确定了尖角长翼型开沟器、整形镇压、膜上覆土等装置的结构及工作参数,解析了核心部件作业机理。田间试验表明,设计的垄畦覆膜、种行覆土党参种苗移栽机埋苗率为4.1%,露苗率为2.6%,栽植合格率为92.0%,栽植深度合格率为87.5%,膜边覆土厚度合格率为95.9%,膜边覆土宽度合格率为96.3%,生产率约为0.14 hm~2·h~(-1)。田间性能试验指标均达到国家和行业标准要求,试验结果满足设计要求。     

旱塘瓜开沟施肥覆膜覆土复式作业机设计与试验

设计了旱塘瓜开沟施肥覆膜覆土复式作业机，突破了化肥精量深施、开沟入土部件节能降耗、沟底无损覆膜等技术难题，可实现旱塘瓜田的化肥深施、开沟起垄、沟底覆膜、膜上覆土的机械化复式作业。该机由机架、三点悬挂机构、传动机构、开沟起垄机构，施肥机构、覆膜机构等组成，可完成侧条施肥深度10~15 cm，施肥量2.7~4.1 kg·hm^-2精量可调，满足了西北旱塘瓜的化肥深施农艺要求；沟底覆盖的农膜无损伤，且与沟底、沟壁贴合，不仅起到了增温保墒的作用，并有效抑制了杂草生长，使得旱塘瓜全生育期无需施用除草剂；整机功耗＜40 kW。该机具经过田间性能试验验证，当作业地块平整，机具行进速度为匀速0.5 m·s^-1左右时，采光面机械破损程度为41.6 mm·m^-2，膜边覆土厚度27.3 mm，膜边覆土宽度44.6 mm，膜边覆土厚度合格率96.1%，膜边覆土宽度合格率95.6%，地膜纵向拉伸率92.3%，排肥均匀性变异系数5.6%，开沟深度32.5 cm。试验结果表明相关性能指标均已达到国家标准以及农艺要求，能够实现旱塘瓜开沟施肥覆膜覆土机械化作业，适宜推广应用。     

全膜双垄沟播起垄施肥铺膜机的研制

针对全膜双垄沟播种植的农艺要求,研制了一种起垄施肥铺膜机,可完成起垄、施肥、喷药、铺膜和覆土压膜联合作业。用旋耕方式整地起垄,覆土装置实现地膜纵向两边均匀覆土和地膜横向间隔覆土。采用旋耕前喷药和铺膜前施肥的作业方式,保证药效和肥效最大限度地发挥作用。试验表明,垄面光滑,无明显缺陷且覆土后的地膜无机械破膜现象。膜横向覆土距离的平均值为102 cm,纵向覆土厚度和宽度的平均值为5.1 cm和11.4 cm,大垄的垄宽和垄高的平均值分别为69.3 cm和14.9 cm,小垄的垄宽和垄高的平均值为40.5 cm和15.2 cm,满足全膜双垄沟播种植农艺要求。覆土的厚度、宽度的变异系数分别为4.83%和7.52%,大垄宽度、高度的变异系数为1.22%和2.14%,小垄宽度、高度的变异系数为2.26%和1.58%,符合设计要求。     

旱地小麦全膜覆土穴播联合机覆土作业性能试验

为进一步提高旱地小麦全膜覆土穴播联合机覆土作业性能,以作业机前进速度、刮板式土壤升运器线速度和刮板式土壤升运器倾角为自变量,平均覆土合格率为响应值,依照Box-Behnken试验设计原理,采用三因素三水平响应面分析方法,建立各试验因素与平均覆土合格率之间的数学模型,并对各因素及其交互作用进行分析。试验结果表明:三个因素对平均覆土合格率影响的主次顺序为作业机前进速度、刮板式土壤升运器倾角和刮板式土壤升运器线速度,联合机最佳工作参数为:作业机前进速度0.55 m·s~(-1)、刮板式土壤升运器线速度1.00 m·s~(-1)、刮板式土壤升运器倾角40°。验证试验结果表明,联合机平均覆土合格率为98.6%,较优化前的覆土作业性能有明显提升。     

单垄双行马铃薯施肥覆膜播种机工作参数优化

为获得单垄双行马铃薯施肥覆膜播种机的最佳工作参数,通过改变单垄双行马铃薯施肥覆膜播种机播种作业性能指标的4个主要参数:机具前进速度、旋耕刀组刀头线速度、搅龙轴转速和覆土圆盘倾角,以播种合格率、膜上覆土厚度为评价指标进行马铃薯播种试验。结合正交试验,应用综合评分法得出了该机具作业时各参数的最优组合:机具前进速度为0.65 m·s~(-1)、旋耕刀组刀头线速度为0.90 m·s~(-1)、搅龙轴转速为950 r·min-1、覆土圆盘倾角为35°。根据该最优组合作业参数进行试验验证,试验结果表明,在此优化试验条件下,作业机播种合格率均值可达92.6%,膜上覆土厚度均值为40.1 mm,符合马铃薯种植机质量评价技术规范要求。     

全膜双垄沟中耕除草培土机的设计与试验

针对我国西北地区全膜双垄沟播栽培模式下,膜边接缝处杂草茂盛,沟底无松土,不易保墒蓄水,且人工除草培土劳动强度大、工作效率低等问题,设计了一种全膜双垄沟中耕除草培土机。该机由电动机提供动力,双犁壁式除草培土铲的铲翼可调,能够满足中耕时不同垄行宽度及不同培土高度的农艺要求,可一次完成松碎土壤、除草、培土等作业工序。田间试验结果表明:垄沟间除草率为97%,伤苗率为1.5%,碎土率为78%,最大覆土厚度为113 mm,各项作业指标均达设计要求,除草培土效果良好。     

膜上移栽机关键部件的设计与试验研究

针对新疆番茄、线辣椒铺膜加滴灌种植模式的要求,研制了一种膜上移栽机,该机一次作业可完成辅助喂苗、栽植器破膜成穴移栽和膜面覆土等工序.设计了移栽机构、间歇喂苗装置和覆土装置等关键部件,并使用该机对番茄钵苗进行生产试验.试验结果表明,膜上移栽机可以较好地适应新疆地区作物移栽需要膜上成穴和膜面覆土的农艺要求,无伤苗和刮破地膜现象；间歇喂苗装置的移栽频率在低于67株/(min·行)的情况下,喂苗准确率较高；移栽株距大于设计株距,影响移栽株距的主要原因是土地表层松土壤的厚度及机具内部各部件之间的摩擦力；移栽频率在55～62株/(min·行)之间时,移栽合格率达到92％以上.     

不同旱作区覆膜方式对小麦产量的影响

采用不同覆膜方式田间小区试验研究了不同旱作区小麦全膜覆土穴播技术的增产效果。结果表明:不同覆膜方式小麦增产幅度和增产量以全膜覆土穴播极显著地高于全膜平铺穴播,全膜平铺穴播显著地高于膜侧沟播;3种覆膜方式小麦较露地条播(对照)平均增产率分别为73.9%、60.3%和33.3%,平均增产量分别为2 457.9、2 007.2、1 045.9 kg·hm-2;不同旱作区全膜覆土穴播小麦增产幅度表现为半干旱偏旱区半干旱区半湿润偏旱区,3个旱作区全膜覆土穴播小麦较露地条播增产率分别为90.2%、73.7%和57.8%;而不同旱作区全膜覆土穴播小麦增产量则表现为半湿润偏旱区半干旱区半干旱偏旱区,3个旱作区全膜覆土穴播小麦较对照增产量分别为2 220.3、2 520.9、2 632.5 kg·hm-2,特别是在年降雨量500~600 mm的旱作区全膜覆土穴播小麦平均产量达到7 183.5 kg·hm-2,最高达到7 405.5 kg·hm-2,创造了该区域旱地小麦的最高产量。     

黏重土壤精旋起垄一体机设计与试验

针对西南丘陵山区土壤黏重、耕作与起垄阻力大的问题,为改善表层土壤结构,设计了一款精旋起垄一体机,主要由深旋装置、碎土装置、成垄部件等组成,可实现旋耕、碎土、起垄等联合作业.深旋装置采用双螺旋线方式交替安装旋耕刀,间隔为60 mm,旋耕刀轴转速为260 r·min-1;碎土装置中以刀盘为中心对称安装,每侧安装3把碎土刀,...     

基于EDEM的油菜播种机仿真试验研究

为提高油菜播种质量,探索最佳螺旋窝眼轮式排种器工作参数组合,运用EDEM技术对不同排种轮转速、窝眼轮型孔圆角直径、窝眼轮型孔排列螺旋升角进行仿真分析,确定了排种轮转速、窝眼轮型孔圆角直径及窝眼轮型孔排列螺旋升角与排种性能的关系。仿真结果表明:排种器转速30 r·min~(-1)、窝眼轮型孔圆角直径3mm、螺旋升角59.31°时,合格指数在93.7%以上,漏播指数为1.3%,重播指数为5%;随转速的增加,合格指数呈线性下降趋势,漏播指数、重播指数、变异系数均一定程度有所上升。经方差分析,得综合指数影响显著性顺序依次为排种轮转速、窝眼轮型孔圆角直径大小及窝眼轮型孔排列螺旋升角。仿真与田间试验拟合度高,表明采用离散元法分析油菜播种作业是可行的。     

秸秆还田残膜回收一体机设计与试验

为提高新疆棉田残膜回收机械化水平,解决机具残膜回收率低、含杂率高等问题,研究设计一种秸秆还田残膜回收一体机。根据新疆棉花的种植模式和田间作业要求对整机的关键零部件进行设计,确定了甩刀型粉碎刀、绞龙转速为1 500 r·min^-1、捡膜滚筒回转半径为245 mm、脱模板回转半径为278.5 mm等零部件参数。选取机具行进速度、捡膜齿入土深度、输出轴转速为影响因素,以残膜回收率、含杂率为试验指标,设计三因素三水平正交试验并进行测试,确定了最优参数组合：机具前进速度7 km·h^-1、捡膜齿入土深度25 mm,输出轴转速760 r·min^-1。根据最优参数进行试验验证,结果表明：在最优参数组合下,残膜回收率的均值为85.03%,含杂率的均值为15.88%,其与理论值对比误差均小于3%,模型可靠。该研究成果可以满足残膜回收机田间作业要求。     

喷洒式肉苁蓉接种机设计与试验

针对肉苁蓉产业化发展对机械播种装备的需求，以提高肉苁蓉接种效率、降低劳动强度，实现肉苁蓉机械化、规模化种植为目的，研制了一种基于液体施种的肉苁蓉接种机。对样机关键部件进行了分析与设计，确定了链式开沟、接种、覆土等装置的结构及工作参数，解析了核心部件作业机理，并进行了初步试验。结果表明，当拖拉机行走速度为340 m·h^-1、动力输出轴转速为540 r·min^-1、喷种泵压力0.2 MPa时，测得开沟深度为50 cm、开沟宽度为30 cm时，喷种覆盖面宽度4 cm，可满足肉苁蓉的播种农艺要求，且开沟、接种效果良好，覆土平整，能够实现机械化接种。     

立式棉秆粉碎还田机设计与试验

针对现有秸秆粉碎还田机工作效率低、留茬较高、与现有农艺不匹配等问题,结合新疆棉花种植模式和秸秆粉碎还田的要求,研制了一种立式棉秆粉碎还田机,主要由机架、切割装置、动力传动装置等组成。为明确该作业机的性能,提高作业质量,利用Fluent进行流体分析,结果表明,所设计的折线形1机架、粉碎刀为三组、粉碎刀与地面之间的夹角为3°时有利于棉秆的粉碎。确定机具前进速度、动力输出轴转速和刀尖离地间隙为试验因素,以秸秆长度合格率、留茬平均高度为评价指标,根据二次回归正交组合试验原理,进行田间试验。利用Design-Expert V8.0.6.1软件对试验结果进行响应曲面分析,得出该机具最佳作业参数为:机具前进速度3.5 m·s^-1、大刀盘转速1 200 r·min^-1、小刀盘转速1 380 r·min^-1、刀尖离地间隙70 mm。通过田间试验验证,秸秆长度合格率为92.24%、留茬平均高度为74.63 mm,与预测值误差为0.58%和3.71%,参数优化结果可靠。