砂壤土条件下马铃薯中耕机关键部件设计与试验

针对砂壤土条件下马铃薯出苗前期中耕机土壤回流严重、垄型一致性差等问题,设计了犁铧式马铃薯中耕机,并阐述了其主要结构及工作原理。对塑型部件培土器的结构参数进行设计分析,根据砂壤土土质特征,对土壤颗粒进行了运动学分析,确定了影响马铃薯中耕作业效果的主要因素。运用EDEM仿真试验,以培土犁与培土器间距及作业速度为试验因素,以回土量与垄型拟合度为评价指标,进行了二次正交旋转试验。对试验结果进行优化分析,当间距为600 mm、作业速度为1.3 m/s时,回土量为12.3%,垄型拟合度为0.024。对优化数据进行了田间试验,结果表明,犁铧式马铃薯中耕机回土量为12.5%,土垄垄型一致性为98.3%,土壤扰动系数为67%,碎土率为94.7%,培土高度为8.4 cm,油耗为14.6 kg/hm2,满足马铃薯中耕培土要求。     

犁铧式马铃薯中耕机培土装置设计与试验

针对砂壤土条件下马铃薯中耕机作业效率低、培土效果不佳等问题,设计了一种犁铧式马铃薯中耕机。阐述了该机整体结构及工作原理,阐明了犁体曲面成形原理,采用水平元线法并结合马铃薯中耕作业要求以及动力学分析确定了影响培土犁作业效果的犁体结构参数及其取值范围。基于EDEM离散元仿真技术,建立了部件-土壤仿真模型,以培土高度、土壤破碎率为试验指标,以导曲线上端切线夹角、初始元线角、元线角差值为试验因素,进行了二次正交旋转回归仿真试验。在仿真试验基础上进行了田间试验,结果表明,所设计的犁铧式马铃薯中耕机碎土率为94.7%、培土高度为8.4cm、作业深度为13.6cm,根深稳定性系数为92.1%,油耗为14.6kg/hm2,明显优于锄铲式马铃薯中耕机的作业效率及作业效果,满足马铃薯中耕机作业要求。     

液压调节行距马铃薯中耕培土机设计研究

由于各地马铃薯种植习惯和马铃薯种植机械的限制,马铃薯的垄距不尽相同,土壤性质也有较大的差异。马铃薯的中耕作业设备调节行距装置仅限于机械调节方式,操作不灵活且影响中耕效率。为此,研制了一种液压调节机组行距的中耕机,以适用于不同垄距的马铃薯中耕培土作业。该中耕机液压调节装置可同时调整松土铲和培土器组成的机组,培土器也可根据土壤性质无级调节培土幅度。经过在胶州马铃薯种植田地的中耕培土试验,结果表明:液压调节行距马铃薯中耕机实用性强,中耕伤苗率较低,培土垄型符合要求,可为以后的马铃薯中耕设备液压调控、智能集成提供理论依据。     

1ZL5型马铃薯中耕机的设计与试验

针对马铃薯垄作栽培种植中肥量需求量大、土壤疏松程度高等要求,研究设计了1ZL5型马铃薯中耕机。通过对整机结构和工作原理的阐述以及对开沟铲和覆土铧工作断面参数的理论分析,获得了机具关键部件的具体结构参数。同时,对整机的作业性能进行了田间试验,结果表明:设计的马铃薯中耕机各项试验指标均满足马铃薯中耕要求,能够一次性完成松土、除草、筑垄等作业,还兼有蓄水、保墒的作用。该研究为马铃薯中耕机的研发提供了参考。     

丘陵山地马铃薯中耕施肥机设计与试验研究

目前,绝大多数马铃薯机械多以大型为主,中耕施肥机械成本高,维修保养难,作业效率高等。丘陵山地的耕地地块较小,大型中耕施肥机行走、调头、转运不方便,因此不能适应小地块的马铃薯中耕作业。通过经验总结法深入了解马铃薯种植要求、特别是中耕培土和施肥有关情况,利用模型法建立中耕施肥机三维模型,并对其进行模态分析和试验研究。试验结果表明该中耕施肥机高速工作时垄性饱满度平均值在75.6%,耕深稳定性为78.0%,低速工作时垄性饱满度平均值在85.1%,比高速作业情况高9.5%,耕深稳定性为84.4%,比高速作业情况高6.4%,但均满足作业实际要求。且该机器设计结构紧凑,刀片在工作时未发生共振现象,刀片设计合理;整机适用于云南黏重土壤特性,能一次完成中耕过程中所需松土、施肥、培土及筑垄功能农艺作业需求。     

GF-360型马铃薯动力中耕机工作部件的研究设计

针对目前国内马铃薯中耕机械,大多存在的碎土效果不理想、易缠绕堵塞的特点,设计了一种GF-360型马铃薯动力中耕机,该机为马铃薯整地和中耕两用机械,中耕作业时能够一次性完成垄间松土、碎土、除草及培土。对中耕机的传动路线、运动参数和碎土刀的排列进行分析,也为马铃薯中耕机的设计改进与优化提供了参考。     

3Z-1.6型垄作马铃薯中耕机设计与试验

根据马铃薯垄作栽培种植要求,研发了3Z-1.6型垄作马铃薯中耕机。利用实体设计软件CAXA及有限元分析软件Fempro进行了计算机辅助设计,确定了马铃薯中耕机的总体结构以及各工作部件参数。田间试验证明,该机具起垄行距一致性变异系数3.4%,沟底覆土厚度5.2 cm,入土行程0.9 m,达到了设计要求,已经小面积推广应用。      

驱动式马铃薯中耕机的设计与仿真分析

针对我国传统中耕机械存在的碎土效果不理想、易缠绕堵塞的特点,设计了一种驱动式马铃薯中耕机。该机能够一次性完成垄间松土、碎土、除草及培土等作业。对中耕机旋转单体中的碎土刀进行受力、刀的排列等分析,并通过ANSYS软件对旋转单体进行运动仿真。仿真结果总变形和等效应力验证了旋转单体的可靠性,证明了该机具可以实现深松、碎土等工作过程。机具结构设计合理,为中国北方等粘重土壤地区的中耕作业提供了技术支持,也为马铃薯中耕机的设计改进与优化提供了理论支撑和技术参考。     

轻简型马铃薯中耕机的研制与实验

正四川丘区马铃薯种植区地块小、土壤黏重,长期缺乏先进实用的中耕技术及机具,导致垄高较低、降墒慢,不仅限制了马铃薯膨大,还易出现青头和病害腐烂等问题。为解决此类问题,适应四川马铃薯种植"双行垄作,垄距1 m"的农艺要求,四川省农业机械研究设计院研制了一种轻简型马铃薯中耕机。该机具主要由悬挂机构、机架、耕深调整机构、传动机构和培土机构等部分组成,配套动力为29.4 kW的拖拉机,机组前进速度为0.56～0.83 m/s,作业     

圆盘式甘蔗中耕施肥培土机设计

圆盘式甘蔗中耕施肥培土机工作部件具有较强的入土、翻土和碎土能力,切草能力强,对垄形适应能力强。本文通过对宽行距中耕施肥培土机的分析,按照农艺要求设计了整机和圆盘耙。田间试验表明:机组作业效率0.58~0.7 hm~2/h;开沟施肥深度平均为19.6 cm,培土厚度平均11.2 cm,开沟深度稳定系数89.6%,碎土程度88.5%;排肥器对颗粒肥无架空和断条现象;未见甘蔗苗有明显损伤,达到设计要求。     

振动式马铃薯挖掘装置关键部件设计

当前马铃薯收获机的主要挖掘方式为采用固定式挖掘铲实现一维强行破土切削,其普遍存在切削挖掘阻力大、能耗高、铲尖磨损严重等问题,故设计一种振动式马铃薯挖掘装置,采用四杆机构实现水平方向的振动,采用偏心轮机构实现竖直方向的振动。工作时,由拖拉机后输出轴提供动力,经变速箱实现变速和换向后传递给输出轴,输出轴通过链传动带动安装有链轮的主轴旋转,主轴端部安装有偏心轮,通过偏心轮机构的旋转实现竖直方向的振动,另一方面偏心轮通过连杆与四杆机构相连,四杆机构以机架的四个铰接点为转动中心,实现竖直方向的振动挖掘。通过田间试验,验证装置工作性能的稳定性以及可行性,试验结果表明:该机明薯率≥95%,挖净率≥98%,破皮率<3%,能够满足马铃薯的收获要求,可为后续马铃薯收获机械的设计提供一些理论依据。     

喷杆式喷雾机水平折叠喷杆设计与试验

针对喷杆式喷雾机在农作物生长中后期进行施药作业时需加装吊喷杆、分禾器等施药辅助装置,而加装后立式折叠喷杆易产生干涉,甚至无法折叠等问题,设计一种基于3WF-1000型喷杆式喷雾机的宽幅水平折叠喷杆.采用解析法与遗传算法对喷杆水平展开机构及喷杆展开角速度进行优化设计,实现喷杆水平展开与折叠动作的流畅、平稳;提出一种喷杆偏...     

牵引式液态肥喷洒机设计与试验

针对目前国内缺乏专业的液态肥喷洒机,设计了主要由罐体、吸料系统、排料系统和喷洒器等部件组成的牵引式液态肥喷洒机,建立了喷洒作业理论模型,并对真空泵排量、罐体结构、喷嘴喷射速度等关键参数进行了设计与计算.采用仿真软件对喷洒器散射挡板形状、散射挡板朝向、喷嘴形状和喷嘴喷射速度等关键因素进行了仿真分析,结果表明,为达到较好的...     

错位布置深松铲距对土壤扰动和耕作阻力的影响

铲距是深松机的关键布置参数,对深松耕作阻力和土壤扰动效果会产生重要影响。为此,借助田间试验的方法,通过分析错位布置深松铲在不同横向和纵向铲距作业下土壤坑形宽度、土壤垄型高度、土壤扰动面积、耕作阻力及比阻等的差异,研究不同布置铲距对土壤扰动和耕作阻力的影响。试验结果表明:前铲的土壤扰动作用大于后铲,前铲的土壤垄型高度和坑形宽度大于后铲;横向与纵向铲距较小时,土壤易堆积且双铲的土壤扰动作用会发生部分抵消;铲距较大时,双铲协同作用较小且力矩较大;二者均导致土壤的坑形宽度变小,垄形高度和耕作阻力变大,降低耕作效果;当横向铲距和纵向铲距布置分别为35cm和30cm时,垄形高度最低、比阻最小,土壤扰动及耕作阻力的综合效果较好。本研究可为深松铲的优化布局提供一定的参考依据。     

3ZFD-440型玉米大垄双行动力中耕追肥机设计与试验

针对我国玉米大垄双行栽培技术缺少复式中耕联合作业机具的问题,设计适配于118.4～154.4 kW系列拖拉机的3ZFD-440型玉米大垄双行动力中耕追肥机。该机具一次作业可完成垄沟碎土除草、垄底深松、多苗带侧深施肥、垄台培土等多项工作。根据玉米大垄双行中耕作业的农艺要求,通过理论计算和试验分析完成施肥系统、碎土除草部件、导流式培土器的设计。碎土刀选用凿形直刀,回转半径为235 mm,刀片厚度为10 mm,碎土刀入土夹角选择35°,刃口宽度为2 mm,侧刃长度10 mm;采用导流式培土器,基础元线角为32°、导曲线切线与垂直面夹角为30°、导曲线切线与垂直面夹角增量为5°、导曲线半径为248 mm。田间试验结果表明：该机具在作业时能充分发挥大功率拖拉机的动力优势,作业时垄台台顶宽度变异系数为1.64%,垄台深度变异系数为4.34%;导流式培土器性能稳定,作业后垄形规范。碎土率为91.7%;垄沟沟底浮土厚度为4.6 cm;排肥一致性变异系数为3.1%,完全达到设计要求和国家标准。     

Deform-X柔性铰链设计与分析

设计了一种Deform-X柔性铰链,利用微积分的思想分析了其等效刚度,推导了Deform-X柔性铰链弯扭耦合等效刚度的理论计算公式。通过一组实例的理论分析和ABAQUS仿真分析,验证了Deform-X柔性铰链等效刚度理论计算公式的正确性。选取外形尺寸相同的X型柔性铰链与Deform-X柔性铰链进行了性能比较分析,在相同转矩作用下,Deform-X柔性铰链弯曲变形转角约为X型柔性铰链的3倍。分别对X型柔性铰链和Deform-X柔性铰链进行了弯曲失效分析,结果表明Deform-X柔性铰链的可使用范围大于X型柔性铰链。设计了基于Deform-X柔性铰链的平面折展四杆机构的实物模型,通过实物测试和仿真分析表明Deform-X柔性铰链能够实现预期变形。最后,对尺寸相同的基于X型柔性铰链的四杆机构和基于Deform-X柔性铰链的四杆机构在相同力矩作用下的变形进行了分析,结果表明基于Deform-X柔性铰链的四杆机构变形更大。     

2TD-S2型中耕除草机作业性能试验

京郊地区甘薯种植中耕环节一直以人工除草为主，为解决人工作业强度大、效率低和成本高的问题，结合北京市密云区甘薯种植模式及农艺要求，开展2TD-S2型中耕除草机作业性能试验。结果表明，此台甘薯中耕除草机可一次性实现垄沟除草、覆土等作业，采用悬挂式作业，能够有效解决田间管理过程中土垄塌陷的问题。在甘薯缓苗期垄沟及垄坡面高度10 cm以内杂草除净率可达80%。若遇草害严重，可多次进行中耕作业以达到灭除草害的作用，该机劳动生产率较人工移栽有大幅度提高，且生产作业成本较低，适宜在京郊进行薯苗移栽作业，可以在实际生产中推广应用。      

不同颜色覆膜对土壤温度、马铃薯生长及产量的影响

通过研究不同颜色覆膜对田间土壤温度、马铃薯生长状况及产量的影响,为云南高原地区马铃薯种植提供科学依据和技术指导。在田间试验中,设置黑色覆膜（BM）、透明覆膜（TM）和不覆膜（NM）3种处理。试验结果表明:马铃薯覆膜相比不覆膜可以提高0～20 cm土层的土壤温度,促使马铃薯提前出苗,且黑色薄膜的增温效果比透明覆膜更加显著;马铃薯株高、干物质量试验结果均表现为覆膜处理大于无膜处理;马铃薯块茎分级数量、马铃薯块茎分级质量、单株块茎产量和小区产量表现为覆膜处理高于不覆膜处理,且黑色覆膜增产效果最为显著。通过试验得出结论:覆膜可以改善土壤温度,提高马铃薯的出苗率和块茎产量。      

不同集雨垄面和垄沟宽度对马铃薯产量和土壤含水量的影响

研究了不同覆膜集雨垄面和垄沟宽度对土壤含水量、产量、商品薯率和产量WUE的影响。试验结果表明,对0~100cm土层土壤含水量的影响是随着集雨垄面宽度的增加而增加;对产量WUE、产量和商品薯率的影响具体表现为M_(50)G_(20)M_(60)G_(10)M_(40)G_(30)CK,随着集雨垄面宽度的增加,影响是先增加,当集雨垄面宽度为50cm,垄沟宽度为20cm时影响最大,而后随着集雨垄面宽度的增加影响逐渐降低。综合分析,初步推出M_(50)G_(20)这种模式集雨效果最好,能最大程度增加经济效益。