基于ANSYS/LS-DYNA的滚刀式甜高粱切割器动力学仿真

甜高粱茎秆切割装置的研究,对于提高其割茬整齐度和糖份利用率均有重要意义。通过分析滚刀式切割器切割原理,基于ANSYS/LS-DYNA软件建立甜高粱茎秆切割装置有限元模型,模态分析结果显示,刀片的固有频率为1 908.7 Hz,能够避免滚刀高速旋转情况下动刀片共振情况的发生。研究甜高粱切割过程中刀片的受力情况与动刀片参数的关系,以整机前进速度、刀片安装角度和滚刀转速为3个因素,以切割力为试验指标,利用正交试验的方法,得出当刀片切割力最小时,刀片安装角度为140°,滚刀转速为1 400 r/min,整机前进速度为4 km/h,为甜高粱茎秆切割装置的研究提供依据。     

籽瓜收获机割台去草秧装置的设计与试验

【目的】为解决籽瓜收获机械去草秧装置清草效果差,瓜籽含杂率高的问题,设计了一种适用于自走式籽瓜联合收获机的去草秧装置.【方法】阐述了该装置的工作原理和组成结构,并对关键部件打草辊、割刀机构、清草辊的工作参数进行设计与分析.【结果】通过对打草辊打断草秧的力学分析,确定打草辊转速为385 r/min;通过对割刀切割草秧的力学和运动学分析,确定了动刀片切割速度为0.6 m/s;通过对清草辊清草状态的力学分析,确定了清草辊转速为405 r/min;当打草辊转速为385 r/min,割刀动刀片切割速度为0.6 m/s,清草辊转速为405 r/min时,收获机瓜籽含杂率为12.31%.【结论】该去草秧装置结构简单、性能稳定,对自走式籽瓜联合收获机去草秧装置的发展有借鉴作用.     

穗茎兼收型玉米联合收割机粉碎装置设计与试验

秸秆粉碎装置是穗茎兼收型玉米联合收割机的关键工作部件，其结构形状与运动参数决定着秸秆粉碎与收获质量。试验利用Solidworks软件完成了粉碎装置各部件与总体装配的三维实体设计，利用有限元分析软件进行分析，检验装置合理性。选取3种刀轴转速对4种形状粉碎刀片进行单因素田间试验，确定了适于穗茎兼收型玉米联合收割机粉碎装置刀片的最佳形状为组合式甩刀、最优转速为800 r/min。     

基于经典力学的油菜直播机旋耕功耗分析与仿真

由湖南农业大学自主研发的2BYD–6型油菜直播机,采用T245型国标旋耕刀,左右弯刀各20把,以阿基米德螺线排布,旋转半径为0.287 5 m。基于经典力学,提出旋耕作业过程中切割土壤体积的计算方法以及其受力平衡方程,计算刀片在作业过程中的切土扭矩和抛土扭矩,建立了旋耕功耗的计算模型,分析了旋耕功耗与直播机运动参数的关系。旋耕功耗模型计算结果表明,旋耕刀作业过程中,水平方向受力随着刀轴转速和直播机前进速度的增大而增加,垂直方向受力变化较小,直播机前进速度分别为0.4、0.5、0.6 m/s时,旋耕功耗与刀轴转速呈线性关系,拟合方程分别为y=–4.481+0.101 6x、y=–4.947+0.109 0x、y=–4.466+0.113 0x。采用EDEM仿真模拟计算油菜直播机旋耕功耗,在前进速度分别为0.4、0.5、0.6 m/s,刀轴转速为100～160 r/min条件下,与功耗模型计算结果的误差为2.51%～6.69%。     

Y型甩刀式秸秆粉碎还田机关键部件的设计与性能试验

新疆是我国的棉花主产区,棉花秸秆是棉花收获后的作物残体。为避免秸秆焚烧造成环境污染,棉花收获后必须把秸秆及时粉碎还田,否则直接影响来年复耕播种。本文针对目前水平旋转式秸秆还田机秸秆粉碎长度不均匀、留茬高度过高的问题,研制了一种Y型甩刀式秸秆粉碎还田机。通过对整机的结构配置、Y型甩刀的加工工艺、排列形式、刀轴转速及动平衡校核等关键技术进行理论分析,确定了其最佳结构及排列形式。通过对影响机具作业性能的主要因素进行正交试验,得出了工作参数的较优组合。经田间测试,当机具前进速度为9 km/h,滚刀转速为2 400 r/min,刀片离地间隙为10 cm时,秸秆粉碎长度合格率为87.5%,留茬平均高度为9.5 cm,完全满足设计需求。该机型对促进棉花秸秆合理有效利用,以及我国可再生能源产业发展起到一定的作用。     

基于虚拟正交试验果园垄面割草机侧刀盘切割性能分析

为解决矮砧密植型果园生草制管理所面临的垄面草体处理困难的问题，通过三维设计软件建立了果园垄面割草机侧盘三维实体模型，并进行前进速度、刀盘转速、刀片数和刃线长度对重割率影响的优化仿真试验，利用动力学分析软件ADAMS得到刀片运动轨迹并计算重割面积，对模型进行四因素三水平虚拟正交试验，利用响应面分析法进行显著性分析。结果表明，最佳取值为前进速度A=2 m·s-1，刀盘转速B=2 500 rad·min-1，刀片数C=2。刃线长度D=55 mm时，重割率最低为16.6%。通过田间试验验证该模型仿真设计满足果园割草机技术要求，研究结果可为果园垄面割草机结构设计和参数优化提供参考。     

双立轴烟秆切割机构的设计与试验

设计了一种适合烟秆切割的双立轴圆盘式切割机构。在自制的烟秆切割试验台上,对切割速度、装置的前进速度、主从切割刀片的径向重叠量等进行了单因素试验和多因素正交试验。单因素试验结果表明,在切割速度350 r/min时,功耗为1 718.8 W,切断率为94.33%;在主从切割刀片的径向重叠量为15 mm时,功耗为1 500.73 W,切断率为95.6%;在装置的前进速度为0.6 m/s时,功耗为1 608.13 W,切断率为96.83%。正交试验结果表明,当切割速度为300 r/min,主从切割刀片的径向重叠量为15 mm,装置前进速度0.6 m/s时,功耗为1 480.26 W,切断率为97.21%。     

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。     

果园有机肥旋切变深施肥机力学分析与试验

果园施肥是果园种植中的一个重要作业环节,现有的果园施肥机械大多都是针对颗粒肥的,只有部分施肥机械可以施有机肥,但施肥深度达不到要求或需要人工覆土,劳动量大。针对这种情况,研究一种果园有机肥旋切变深施肥机;介绍该施肥机的机械组成、工作原理并分析旋切施肥部件作业时的力学性能,建立相关力学方程,进行定性分析;确定前进速度、刀轴转速、施肥深度为主要影响因素,并对其进行试验和优化,得出因素水平的最优参数组合,即前进速度为0. 1 m/s、刀轴转速为250 r/min、施肥深度为20 cm,此时功率为1. 75 k W,土壤和肥料混合均匀性差异系数为20. 31%,碎土率为81. 36%。结果仅对果园有机肥旋切变深施肥机作业提供参考。     

柑橘园仿形割草机切割器的设计与试验

针对山地柑橘园地形地貌复杂、一般刀盘难以作业的问题,设计了一种柑橘园仿形割草机切割器,该切割器采用让刀设计,具有避障功能,可降低障碍物对刀片的损害。通过理论分析和优化设计,建立甩刀对数螺线函数模型。通过台架试验和综合评分法分析得出切割器的最佳组合参数为：刀盘转速为1 900 r/min、刀刃长度为72 mm、刀片数量为4。试验结果显示,与正交试验组中最优值相比,切割器峰值扭矩降低0.38%,一次切割整齐率上升5.43%,所设计的柑橘园仿形割草机切割器满足山地柑橘果园的除草要求。     

我国果园机械化生产现状与发展策略

针对果园机械化水平较低、产业发展滞后问题,以果园土壤耕整、树体管理、病虫害防治、灌溉、果品回收环节为突破口,重点分析围绕上述5个环节相关的果园生产动力机械、开沟施肥机械、植保机械、修剪机械、花果管理机械、枝条粉碎机械、灌溉机械、收获机械国内外使用现状及发展趋势。针对研究现状,分析了我国果园机械化发展中存在的主要问题,并进一步推荐与分析了6.67hm2标准化果园劳动量较大的七大作业环节的机具选型、劳动成本及节约成本效益。研究结果表明:平地果园和丘陵山地果园的综合机械化作业水平分别为:土壤耕整机械25%和5.5%,树体管理20%和8%,病虫防治15%和7.5%,果品收获4%和2%,综合机械化16%和5.75%。当前政府应加大科研投入力度,加强农机与农艺的融合,循序渐进、各环节逐一突破,加强果园机械化技术的推广应用,因地制宜,有选择地发展我国果园机械。     

果园机械化生产技术研究进展

近年来，随着果园种植规模的不断扩大，传统果园生产技术普遍存在水果栽培方式与机械化作业不配套，农艺与农机结合不完善，呈现各自发展态势上升，标准化技术短缺、人工成本增高、劳动力不足等突出问题，严重制约我国水果产业的经济效益。目前，我国果园大部分环节仍采用人工作业的方式，制造技术落后、机械化程度较低已成为制约我国果园现代化发展的主要因素，传统的人工作业已无法满足现代果园的发展需求，果园机械化问题亟待解决，而生产作业机械化已发展成为支撑现代水果产业提质增效的重要保障，更是推动产业科技进步的重要根源。对国内外水果生产管理及各个作业环节的机械化现状进行分析总结，重点围绕果园土壤与植被管理、病虫害防治、冠层花果管理、水果采收及智能信息管控等技术进行综述，展望了水果生产机械化技术的研究方向，提出未来果园机械化生产技术将逐渐向智能化、标准化、精准化方向发展，为全面提高我国果园机械化生产水平提出发展思路和对策。     

皖北地区规模化果园生草技术探析

果园生草技术是一项现代果园土壤管理技术,有众多优点,在规模化果园生产中具有重要的推广应用价值和广阔的应用前景。基于更好地推广这项技术,解决当前阻碍这项技术推广的技术难题,在总结前人研究结论的基础上,以黑麦草、鼠茅草、苜蓿草、白三叶、柔毛野豌豆为试材,采用调查、观察、测量和比对分析方法,分别从播种技术、播后肥水管理技术、杂草防控技术和刈割覆草技术四个方面探索了规模化果园生草技术,得出了适用于皖北地区规模化果园的生草技术,同时发现了仍存续的问题并提出了合理建议。研究结论为生草技术在皖北地区规模化果园的推广应用提供了科学参考价值。     

紫花苕子在上杭县山地果园引种试验总结

上杭县常年果树种植面积保持在0.67万公顷以上,并以丘陵山地为主,红壤淋溶特性明显,土壤普遍瘠薄,培肥果园地力提高果树产量和品质尤为重要。为丰富山地果园绿肥品种,通过引种观察及播种密度试验,结果显示,光叶紫花苕子在上杭县山地种植表现为生长适应性良好,综合生物学性状好,具有较强的耐寒性、耐瘠性及抑制杂草的能力,具有较好的地力培肥、抑草保墒效果,11月至次年1月均可播种,可维持果园春季至7月底无需清除杂草措施,盛花期每667m2鲜草产量1800kg以上,每667m2播种量4-5kg较为适中。     

自然生草和蚯蚓对渭北旱塬苹果园土壤特性及苹果品质的影响

为了提高渭北旱塬苹果园的土壤水分,降低土壤容重,提高果实产量及品质,本研究以果园清耕为对照,探讨自然生草(繁缕和牛繁缕群落)、清耕+蚯蚓和自然生草+蚯蚓处理对果园土壤水分、土壤容重和苹果产量及品质等的影响.结果表明:自然生草和自然生草+蚯蚓处理在苹果开花坐果期、幼果膨大期、花芽分化期、果实采前膨大期和落叶期分别提高0～...     

桃园生草研究进展

桃园生草是一种先进的桃园土壤管理模式.介绍了桃园生草的意义及生草方式,综述了桃园生草对土壤、微域气候、桃树生长发育、病虫草害的影响,总结了桃园生草存在的主要问题.桃园生草可以提高土壤肥力,改善土壤物理性状,平缓土壤温度变化,增加土壤微生物种类和数量,提高土壤酶活性,改善微域气候,提高果实品质,减轻病虫草害的发生.     

果园生草对苹果园杂草控制、土壤养分及果树营养状况的影响

【目的】研究果园生草对果园杂草防控、土壤养分和果树营养状况的影响,并对3个生草处理进行主成分分析,选出最优果园生草处理,为阿克苏地区生草制果园的土壤管理及种植模式提供理论依据和技术指导。【方法】设对照处理(清耕)、白三叶(Trifolium repens)、黑麦草(Lolium perenne)和油菜(Brassica rapa var. oleifera de Candolle)4个处理,每个处理3次重复,共12个小区。测定2017~2019年牧草和杂草地上生物量、2019年土壤养分及果树叶片营养成分含量;采用主成分分析法,分析及综合评价不同生草制度下的杂草生物量、土壤指标以及果树叶片营养指标因子。【结果】2019年白三叶处理下杂草地上生物量下降幅度最大(59.3%)。油菜处理下土壤有机质(23.90 g/kg)、土壤速效钾(164.37 mg/kg)和碱解氮含量(89.77 mg/kg)最高。与对照处理相比,3个生草处理均可显著(P<0.05)增加苹果园土壤含水量、有机质、速效磷、碱解氮,降低果园土壤容重和pH,显著(P<0.05)增加叶片中的叶绿素、磷、氮、镁、钠。【结论】苹果园生草以种植油菜为最佳。     

自然生草对黄河三角洲梨园土壤养分、 酶活性及果实品质的影响

【目的】探讨多年自然生草对黄河三角洲梨园土壤水溶性总盐、有机质、矿质元素及酶活性等土壤生化性状及果实品质的影响,为中国盐碱地改良及果园生草技术的推广应用提供理论依据和基本资料。【方法】以山东东营黄河三角洲自然生草2年、4年和7年的黄金梨[Pyrus pyrifolia (Burm.f.).cv. Nakai]园土壤及果实为试材,以清耕为对照,分别测定表层（0—20 cm）及亚表层（20—40 cm）土壤水溶性总盐、有机质、矿质元素及酶活性等土壤生化性状及果实品质指标,分析其变化特征。【结果】自然生草不仅显著提高了黄河三角洲梨园0—40 cm不同土层有机质含量,同时有效降低了土壤含盐量;在0—20 cm表土层,自然生草2年的土壤硝态N等主要矿质营养元素含量均极显著低于对照,而自然生草7年的土壤硝态N主要矿质营养元素含量均极显著高于对照,但在20—40 cm亚表层,生草2—7年土壤硝态N等主要矿质营养元素含量均极显著低于对照;自然生草7年梨园的0—20 cm表层土壤脲酶和碱性磷酸酶活性为0.79 mg•g-1和1.25 mg•g-1,分别是对照的3.8倍和1.5倍,而二者在20—40 cm亚表层无显著差异;自然生草4年及7年的果实脆度、可溶性固形物含量、香气总量、总糖含量及糖酸比均明显高于生草2年的各项指标,差异达显著或极显著水平。相关分析表明,在0—20 cm表土层,土壤5种酶活性与N、P、K、Mg及Zn大都极显著正相关;而在20—40 cm亚表层,除过氧化氢酶外, 其它4种酶活性与所有养分间的相关性大都不显著。【结论】自然生草对降低黄河三角洲梨园0—40 cm不同土层土壤含盐量及增加土壤有机质含量均具有明显作用;随着生草年限的增加,自然生草能有效提高参试梨园表层土壤酶活性及土壤矿质营养元素含量,并提升果实鲜食品质。     

枣园生草对土壤养分及果实品质的影响

【目的】研究不同生草对土壤养分及果实品质的影响,为宁夏灵武长枣栽培模式优化提供依据。【方法】于枣园行间种植不同的草种,进行方差分析。【结果】枣园生草提高枣园0~40 cm土层土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷、速效钾的含量枣园种粒黑麦草和白三叶可提高果实VC和类黄酮含量、降低有机酸含量、增强果实硬度;紫花苜蓿处理可明显提高单果重。【结论】枣园生草可提高种植园土壤肥力、改善果实品质,其中黑麦草和白三叶行间生草效果优于其他草种。     

便携式双刀片电动果园采收装置设计

[目的]解决华南丘陵山区水果摘采机械化难度大的问题。[方法]采用计算机模拟设计了一款便携式双刀片电动果园采收机具。首先通过建立力学模型的方式,论证了方案的可行性,排除了一次剪切不成功的情况;其次对机具的硬件选择和电路控制,计算机工作程序等进行了设计。[结果]设计的双刀片机械辅助果园采收机具,由两片切割刀片,两台直流伺服电机、可伸缩支架杆等组成,工作时刀片始终在水果筐范围内移动,不会出现因为刀片移动到筐外而损伤其余未摘水果的情况,可有效降低因采收机具而产生的产量损失。[结论]该设计方案通过切割力分析验证,不存在一次切割不成功的情况;该机具搭栽的直流电机,选用12V／6AH电池,每次可工作10h,可满足山地工作需求。