薯垄仿形马铃薯杀秧机的研制

通过对我国北方垄作马铃薯薯垄垄形以及薯秧生长特点的调查,设计了薯垄仿形马铃薯杀秧机。该机主要由机架总成、悬挂装置、传动系统、薯垄仿形刀轴总成和仿形地轮总成等部分组成。针对国内北方垄作马铃薯垄形特点,机具的薯垄仿形刀轴采用直垂、双L和旋耕形3种切断粉碎刀,并配合仿形地轮总成,能够适应国内北方垄作马铃薯的种植特点,将薯秧切断粉碎,并将碎秧抛撒在地面和垄沟内（主要在垄沟内）还田。该机作业过程中性能稳定、可靠性高,性能测试试验结果符合设计要求,可大大节省劳动力,提高生产效率。     

马铃薯杀秧机设计优化与试验

马铃薯收获前的杀秧作业对提高马铃薯品质及收获效率有显著的促进作用,现有机型存在打碎长度合格率差、带薯率高、土壤在护罩上粘着严重等问题,为此,设计一种新型马铃薯杀秧机。对其关键部件进行结构设计,并分析了甩刀排列方式对杀秧性能的影响。以机具作业速度、甩刀刀辊转速、垄上刀距垄台高度为试验因素,以打碎长度合格率、留茬高度、带薯率为试验指标进行田间试验。结果表明:护罩开长孔结构减少了土壤的粘着;机器作业速度为4.5~6.0 km/h、甩刀刀辊转速为1 500~1 600 r/min、垄上刀距垄台高度为50~52 mm时,试验指标打碎长度合格率为94.7%~95.5%、留茬高度为56.0~59.9 mm、带薯率为0.15%~0.23%,杀秧机杀秧效果较好,满足马铃薯杀秧机作业质量要求且机具作业稳定。     

全自动红薯杀秧机的设计与试验——基于Design-Expert8.0.6

红薯收获前的杀秧作业不仅可以提高收获效率,还能够提升红薯的品质。然而,目前我国所使用的各种红薯杀秧机普遍存在着带薯率高、打碎长度合格率差、土壤在护罩上黏着严重的问题,严重影响了红薯的产量与品质。为此,以现有的红薯杀秧机技术为基础,进行创新研发,解决以上几种问题。主要介绍了新型红薯杀秧机的各关键部位的设计,并通过机具作业速度、甩刀刀辊转速、垄上刀距垄台高度3种因素对新型红薯杀秧机的工作效果进行试验。结果表明:新型红薯杀秧机可以有效降低土壤黏着问题,当作业速度为4.5～6.0km/h、甩刀刀辊转速为1500～1600r/min、垄上刀距垄台高度为50～52mm时,实际打碎长度合格率在94.7%～95.5%之间,留茬高度在56.0～59.9mm之间,带薯率降低至0.15%～0.23%,符合红薯杀秧机的实际作业要求。     

四行马铃薯杀秧机的设计

马铃薯收获前的杀秧工作是马铃薯高质量收获的重要环节,对提高马铃薯品质和收获效率具有很大的促进作用,而现有机型对于马铃薯杀秧效果并不理想,存在打碎长度合格率差、带薯率高、土壤在护罩上粘着严重等问题。为此,研究设计了一种新型高效的四行马铃薯杀秧机,通过理论分析确定了结构参数。田间试验结果表明:当作业速度为4.7km/h、甩刀轴转速为1 350r/min、垄上刀距垄台距离51mm时,试验指标打碎长度合格率为92.7%。此时杀秧机杀秧效果最好,满足马铃薯杀秧机作业质量要求。该研究为马铃薯杀秧过程存在的问题提供了解决方案,也为马铃薯杀秧机进一步的研究提供了参考。     

马铃薯杀秧机的优化设计与分析

马铃薯收获前的杀秧处理对后期的收获效率及马铃薯品质有着非常显著的影响。为此,针对当前马铃薯杀秧机存在作业效率低、留茬高度不均匀及带薯率高等问题,设计了一款新型高效的马铃薯杀秧机。本机可根据不同地块、不同马铃薯品种的需要调节留茬高度,提高了后续收获的流畅性;刀具采用甩刀的形式并在杀秧轴上呈仿垄形分布,极大降低了带薯率及伤薯率。同时,对关键部件进行了有限元分析,结果表明:所设计的部件均满足强度要求。对样机进行了田间试验,试验结果表明:杀秧效率明显提高,留茬高度均匀,带薯率显著降低,均满足马铃薯的杀秧作业要求。本研究对提高马铃薯杀秧机的作业效率及后续收获效率、更好地适用于马铃薯的大规模收获具有重要意义。     

甘薯秧蔓回收机仿垄切割粉碎抛送装置设计与试验

针对甘薯秧蔓垄沟匍匐生长不易全部机械回收的难题,设计了一种甘薯秧蔓回收机,并对关键部件仿垄刀辊机构和风机抛送装置进行了设计计算,该机可一次性完成甘薯秧蔓切割、粉碎、抛送和回收作业。以刀辊转速、离地间隙、风机转速为试验因素,甘薯秧蔓粉碎合格率、含土率、回收率为试验指标,采用响应面分析方法,建立了试验因素与试验指标之间的回归模型,分析了试验因素对试验指标的影响。试验结果表明：最优工作参数组合为刀辊转速2070r/min、离地间隙16mm、风机转速890r/min,秧蔓粉碎合格率均值为93.10%、含土率均值为8.56%、回收率均值为91.19%,研究结果满足甘薯秧蔓回收机的使用要求。     

南方冬种马铃薯杀秧机的设计

根据南方冬种马铃薯机械化收获的农艺要求,仿照马铃薯播种机所形成的垄形,设计一种适合于南方冬种马铃薯的杀秧除草设备。利用Solid Work设计传动系统、刀辊和刀具,并对刀具进行有限元受力分析。受力仿真分析及刀辊动平衡试验结果表明,马铃薯杀秧机能够满足设计的要求。     

仿形甘薯杀秧机刀辊的设计与仿真分析

根据甘薯的种植模式和秧茎的物理力学性能,设计一种仿形杀秧机刀辊。确定刀辊结构的总体布局,包括甩刀的排列方式、数量、类型及各部件的材料和结构参数。运用solidworks2013三维建模软件建立仿形刀辊三维模型,利用Ansys软件对甩刀进行强度校核,在满足设计要求的前提下对直甩刀进行结构优化,为甩刀的设计提供参考依据。     

1Q1-95型起垄机刀辊的设计

根据福建省甘薯生产机械起垄作业存在的问题和福建省农业科学院作物研究所科研人员提出的甘薯栽培"小耕宽高垄畦"的垄畦(仿馒头形)农艺要求,对烟叶起垄机刀辊的主要结构和性能参数进行阐述,提出1Q1-95型起垄机刀辊的设计要求,通过加大工作直径、适当缩小起垄刀的轴向间距及加设旋耕刀等方式,优化设计了1Q1-95型起垄机刀辊。该刀辊通过起垄刀和旋耕刀共同对土壤进行切入、碎化和推送,作业后仿馒头形垄畦土块细小、垄形饱满、垄高优良;经田间试验,主要作业性能符合项目任务书或设计要求,实现了甘薯等作物"小耕宽高垄畦"的栽培垄畦(仿馒头形)农艺要求。     

1JHSM―800型甘薯仿形切蔓机的研制

设计了一款甘薯仿形切蔓粉碎还田机,阐述了整机和关键部件结构设计、工作原理及技术参数;创新设计了三种结构,有效解决了刀轴易磨损、刀辊易缠绕、垄沟秧蔓难切断等问题。试验考核表明,该机作业顺畅、性能稳定,秧蔓粉碎长度为86mm,留茬平均长度为50mm。     

甘薯机械控旺技术研究与装备设计试验

为解决甘薯生长中期由于高温多雨、日照不足等因素,造成甘薯秧蔓长势过旺,茎叶旺长滋生茎节根,大量消耗养分,严重影响块根膨大,从而影响甘薯产量的问题。本文通过采用旋转割刀切割秧蔓顶尖、圆盘刀碾压切割垄沟秧蔓等方法,设计了可进行秧蔓端部定向切割并对垄沟内秧蔓枝叶进行清理的定向打顶、清垄装置,并对其进行了试验。试验结果表明：旋转割刀可有效切割垄顶、垄侧向上旺长的茎叶顶尖,碾压式圆盘刀可有效碾压切割垄沟纵横交错的秧蔓茎秆,同时将秧蔓滋生出的茎节根拉断,作业效果符合控旺技术要求。由此,机械手段可有效解决甘薯秧蔓长势过旺的问题,从而避免了药物控旺对甘薯品质的影响,为解决劳动力短缺问题、促进甘薯绿色生产提供了技术装备支撑。     

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。     

滑切去顶式甜菜打缨机的设计与试验

甜菜的打缨切顶是甜菜收获过程的重要组成部分,直接影响甜菜的收获质量,且切顶准确性的提高对于甜菜收获质量及收获效率有较大的促进作用。我国现有机型存在切顶效果不佳、打秧效果不好,以及作业效果比较单一等问题。针对上述问题,设计了一款新型的甜菜打缨机,在保证了甜菜打缨切顶质量的同时,又可以调整刀组之间的距离,提高了该机型的适应能力。该机打秧刀采用两种材质的刀配合作业,使打秧效果更好,且降低对甜菜的损害率;后部安装仿形切顶机构,改变传统的仿形方式,采用平行四杆仿形机构和滑切去顶的方式,使切顶效果更佳。该机型的设计为解决存在的问题提供了比较合适的方案,为进一步的研究奠定了基础。     

小型小麦断根机的设计

根据冬小麦栽培的农艺要求,设计了小型小麦断根机.分析了断根机的工作原理,设计了断根铲和仿形机构等.新型仿形机构保证了断根深度的一致性.试验结果表明：小麦断根平均深度为10.6 cm.3种断根方式均使小麦产量增加,机械断根比不断根增产9.96%～11.41%,锄铲与刀片组合断根效果最好.     

2CMF-4型牵引式马铃薯种植机的研制

针对当前马铃薯机生产实际,在研学外国同类先进技术基础上,设计研究开发了集开沟施肥、仿形开沟、播种薯（薯块）、起垄（培土）于一体的大型4行牵引式马铃薯种植机。为更灵活方便地组织生产,通用机架为基础进行各零部件间的变换与组合,实现各种不同作业的要求。为实现播深一致及对种植深度进行精确调整控制,创新设计播种机构单体仿形装置。     

基于扭矩传感器杀秧机伤薯、空转报警装置研制与试验

杀秧作业时,刀辊高速旋转将地面浮土打起影响驾驶员视线,杀秧机在田间遇到地块不平时易伤薯,机手在驾驶室内很难及时发现杀秧机伤薯情况;当机手发现伤薯后,通过拖拉机液压装置调节杀秧机的离地高度,往往会造成离地过高,杀秧机出现空转现象,使薯秧的漏打率增加,影响马铃薯机械化收获效率与质量,增大了仓储成本;在北方大田种植的马铃薯,机械化收获水平较高、收获期较短、霜降来临较早,杀秧不彻底易造成误农时、增大油耗、损伤机车等风险。基于此,设计了一款适用于杀秧机伤薯、空转时的报警装置,通过理论分析与田间验证试验表明：当拖拉机输出轴转速稳定、正常杀秧作业时该装置准确率在95%以上,杀秧高度过低或过高时准确度略低但满足设计要求,该装置可及时提示机手伤薯和空转,间接地减少了伤薯与薯秧漏打情况的发生率,对马铃薯机械化收获效率、质量有更好保障,对种植户的仓储、增收具有十分重要意义。     

垄间套播冬小麦免耕播种机设计与试验

为满足高寒地区冬小麦生长的越冬要求,针对在低矮作物(如大豆等)未成熟时垄间套播冬小麦种植模式的农艺要求,设计了垄间套播冬小麦机械式排种免耕播种机。为了保证冬小麦开沟器不在垄台上伤害农作物,设计了双向平行四杆仿形机构,能同时完成上下、左右仿形。田间试验结果表明:平均播种深度为45.9mm,合格率为86.7%;平均施肥深度为76.45mm;冬小麦出苗速率SE为4.88(株/天)/m,在次年返青期冬小麦的返青率为85.3%,能够满足垄间(垄沟两侧)套播冬小麦的播种要求。     

木薯茎秆粉碎还田机刀片离地间隙控制系统设计与仿真分析

针对木薯茎秆粉碎还田机作业效率低的问题,以木薯茎秆粉碎还田机粉碎刀片离地间隙为研究对象,设计一种基于木薯茎秆粉碎还田机的刀片离地间隙控制系统。为实现木薯茎秆粉碎还田机刀片离地间隙精确控制,设计可安装检测装置的仿形检测机构;在木薯茎秆粉碎还田机地轮支撑杆处加装液压缸,可对木薯茎秆粉碎还田机粉碎刀片离地间隙进行调控;在SolidWorks中建立木薯茎秆粉碎还田机垄面作业模型,并利用ADAMS软件对其进行运动仿真分析,结果表明:仿形检测机构仿形范围为375～500 mm时,此时仿形检测机构具有最优仿形效果,设计合理。粉碎刀片距垄面距离为228 mm,满足最优粉碎刀片离地间隙范围要求。     

旱地全膜双垄沟残膜捡拾机的设计

针对我国西北旱地全膜双垄沟残膜捡拾机仿形能力差、拾净率低的问题,设计了一种旱地全膜双垄沟滚筒式残膜捡拾机。同时,阐述了整机结构及工作原理,并通过机构分析和计算确定了关键部件工作参数,旨在为残膜回收提供一种新的机具。     

胡萝卜收获机根茎分离装置设计与试验

为了提高胡萝卜收获机的作业质量,在统计分析主要胡萝卜品种物理特性参数的基础上,设计了一种由平板式齐平器、水平夹持输送机构、双圆盘式切秧机构和上水平夹持输送机构等组成的根茎分离装置。利用解析作图法对双圆盘式切秧机构进行受力和运动分析,得出了茎秆顺利切割满足的力学关系;结合作业速度分析,确定了圆盘刀的转速范围为312~325 r/min;以胡萝卜收获农艺要求及低能耗为目标,通过理论计算得出了圆盘刀的各关键结构和工作参数。设计了两种结构形式的圆盘刀,选取切净率和肉质根损伤率为试验指标,进行对比田间试验,结果表明:在转速315 r/min时,刃角型普通圆盘刀与锯齿状圆盘刀根茎分离效果近似,切秧率均超过90%,肉质根损伤率低于2%。考虑经济性,采用刃角型普通圆盘刀加装根茎分离装置,进行了整机田间试验,结果表明:在机器前进速度1.34 m/s时,胡萝卜收净率98.3%、切秧率90.6%、肉质根损伤率1.8%、总损失率3.5%,符合胡萝卜收获的技术指标要求。