甘薯起垄整形机犁铧式开沟起垄装置设计与试验

针对现有甘薯起垄整形机起垄效果较差、牵引阻力大等问题,设计了一种甘薯起垄整形机犁铧式开沟起垄装置,并阐述了其主要结构和工作原理。结合甘薯种植模式和垄型结构农艺要求,采用水平直元线法确定了开沟起垄装置犁体曲面的结构参数及其取值范围。运用EDEM离散元仿真软件,建立了犁铧式开沟起垄装置-土壤互作仿真模型。选取开沟犁体曲面安装角、推土角、元线角差值为试验因素,以犁体土壤抛送距离和牵引阻力为评价指标,进行了Box-Behnken中心组合设计试验。仿真试验结果表明,当作业速度为3.33 km/h时,安装角、推土角和元线角差值最优组合为27.19°、38.05°和10.69°。基于优化的最优组合参数进行了田间试验,田间试验结果表明,犁铧式开沟起垄装置垄高稳定性系数为98.53%,垄体土壤紧实度为236kPa,拖拉机作业油耗为11.94L/h,满足甘薯开沟起垄农艺要求,且均优于板式起垄装置作业效果。     

小白菜复式播种机犁旋辊压驳岸型种床起垄装置研究

针对长江中下游地区小白菜直播作业时,因土壤含水率波动大导致播种机后托板起垄种床厢面不平整的问题,提出了适应小白菜生长的犁耕开沟、旋耕碎土和主动辊压式起垄与平整结合的联合耕整作业方案,结合小白菜种床合理构建技术及大田旱作耕整作业要求,设计了一种小白菜复式播种机犁旋辊压驳岸型种床成型装置。根据土壤挤压和垄体曲面成型原理,分析了种床辊压成型的动力学原理,确定了起垄辊的主要结构和工作参数。田间起垄试验表明,整机作业速度为2.0~5.0km/h,作业后垄体的垄高合格率、垄顶宽合格率和垄间距合格率分别为90.00%、93.33%和96.67%;双垄垄顶处的土壤坚实度稳定性系数均不低于92.36%,双垄垄壁处的土壤坚实度稳定性系数均不低于92.53%;垄顶厢面地表粗糙度的最大差值为2.19mm。采用驳岸型种床装置垄播的小白菜单行苗数变异系数及各行苗数一致性变异系数均低于10%,满足小白菜直播农艺要求。     

甘薯起垄覆膜机的设计与试验

我国甘薯栽培方式多为垄作覆膜,该种植方式劳动强度大、生产环节多、机械化程度低,严重制约了甘薯的产业化发展。为此,设计了一种甘薯起垄覆膜机。该机为一垄双行式设计,采用旋耕起垄技术,可显著提高作业效率和起垄质量;起垄后使用压实整形装置提高土垄紧实度,并于垄上开出两条插秧沟;滴灌带通过定位装置平铺于垄上中间位置,无扭曲、折弯现象,方便田间管理,有利于甘薯的生长;使用定穴轮实现膜上定穴,方便种植户插秧;实现多项作业过程一次性完成,包括整地、施肥、起垄、压实整形、铺设滴灌带、覆膜覆土及膜上定穴。田间试验表明:该机无论是起垄质量、覆膜性能,还是定穴效果,均满足甘薯种植的农艺要求。     

1ZL-4型大垄密植起垄整形机的研制

介绍了1ZL-4型大垄密植起垄整形机总体结构及技术参数、性能特点、工作原理和主要工作部件的设计,简述了其使用与调整方法。试验结果表明,该机能满足与大马力拖拉机配套密植起垄整形作业的农艺要求,具有较好的使用价值和推广前景。     

1GZ-60V型山地旋耕起垄机研制与试验

针对甘肃省山旱地的马铃薯种植起垄,设计了1GZ-60V型山地旋耕起垄机。该机具一次可完成旋耕、开沟、起垄、整形、施肥等多项工序。介绍了基本结构、工作原理、主要零部件的设计和技术参数,并进行了试验。通过试验,该机结构合理,机具紧凑,稳定性好,驾驶员易操作,作业质量满足农业生产要求。     

烟草田间起垄机作业适应性研究

对开沟式和盒式的1WG-6.3型自走式小型起垄机进行田间试验,并对其作业效益、作业效率及作业效果等指标进行测量及性能分析对比。结果表明:盒式起垄机每公顷平均油耗较低,作业效率较高,稳定性好,起垄效果较好,能满足烤烟种植起垄效果的农艺要求;开沟式起垄机能满足烤烟种植垄底宽、垄高的农艺要求,但不能满足烤烟种植垄基宽的农艺要求,且每公顷平均油耗较高,作业效率较低,稳定性较差,垄形一般。因此,盒式起垄机更能适应烟草田间起垄作业。     

三角链半杯勺式丘陵山区马铃薯精密播种机设计与试验

针对中国丘陵山区地形复杂、马铃薯机械化水平偏低、种植规模较小等问题,设计了一种可实现施肥、播种、开沟起垄、整形镇压一体化作业的三角链半杯勺式马铃薯精密播种机。将传统的链勺式马铃薯播种机的"上下"2个链轮的传动改为3个链轮的"三角形排列"的传动模式,增加了水平清种区,依靠重力清种,减少种薯的损伤,以及实现单粒精播的要求;将勺式取种装置改为半杯状取种装置,有效增加了取种数量,提高了取种的可靠性;通过分析计算确定了排肥系统、靴式开沟器、排种系统的工作参数,对于丘陵山区土地粘性大造成的起垄高度低、起垄不平整等问题,设计了一套开沟起垄、整形镇压装置。田间试验结果表明,当作业速度1. 9～2. 0 km/h时,粒距合格指数83. 26%,重播指数8. 36%,漏播指数8. 38%,变异系数22. 31%,垄高、垄底宽、垄面宽和垄距的稳定系数均在97%以上,性能指标符合国家标准要求。     

草莓开沟起垄机对比试验

草莓产业已成为北京市都市型现代农业的重要内容,然而草莓生产的大部分环节仍然以人工为主,尤其是起垄环节。针对京郊缺乏草莓专用高效起垄机的问题,开展对比试验,从作业效率、作业效果和作业成本等方面进行分析。试验结果表明,K802P型草莓开沟起垄机所起的土垄高度达33.9 cm,土垄紧实未出现塌陷现象,能够满足京郊草莓的农艺种植要求,相较于传统人工作业,作业效率提高10倍以上。      

起垄全铺膜联合作业机的设计与试验研究

针对全膜双垄沟播技术推广中无配套机械的问题,设计研制了集开沟、起垄、整形、施肥、铺膜、覆土压膜作业为一体的起垄全铺膜联合作业机.介绍了该机的基本结构、工作原理、技术参数和主要工作部件的设计.并进行了相关试验研究,通过试验结果分析,该机结构紧凑,工作性能可靠,作业质量满足农业生产要求.     

马铃薯曲面式播种开沟器仿生设计与试验

针对马铃薯播种开沟器高速作业条件下作业阻力大、回土深度浅、干湿土易混合等问题,基于黄鳍金枪鱼下颚流线型曲线,采用水平直元线法将原有曲线重构为三维曲面,设计一种仿黄鳍金枪鱼下颚曲线的曲面式开沟器。根据马铃薯种植深度的农艺要求,当最大作业深度为150mm时,采用滑切原理确定了最大刃口角为132°,元线角为27°。为探究起土角对开沟器作业性能的影响,以作业阻力为评价指标,进行单因素试验,确定了分土板的起土角为45°。通过分析种薯下落到地表时的相对位移确定上挡土板的长度。干湿土分层仿真试验表明,开沟器作业不扰乱土层顺序。田间多工况对比试验表明,在开沟深度为100、125、150mm,作业速度为3.6、5.4、7.2km/h条件下,曲面式开沟器比芯铧式开沟器、靴式开沟器平均作业阻力减小18.3%、33.4%,平均回土深度增加70.4%、91.7%。田间性能对比试验表明,在开沟深度为150mm,作业速度为7.2km/h条件下,曲面式开沟器比芯铧式开沟器、靴式开沟器种沟中土壤含水率增加3.5%、4.7%,曲面式开沟器能减少干湿土混合,曲面式开沟器比芯铧式开沟器、靴式开沟器种薯横向偏移系数减小9.5%、10.1%,满足马铃薯种植开沟的农艺要求。     

草莓开沟起垄机对比试验与分析

草莓产业已成为北京都市型现代农业的重要内容,然而草莓生产的大部分环节仍然以人工为主,尤其是起垄环节。本研究针对京郊缺乏草莓专用高效起垄机的问题,开展对比试验,从作业效率、作业效果和作业成本等方面测试3台不同类型的起垄机。试验表明：3台机器中,日本生产的K802P型草莓开沟起垄机所起的土垄高度达33.9cm,且土垄紧实未出现塌陷现象,能够满足京郊草莓的农艺种植要求,相较于传统人工作业,作业效率提高10倍以上,生产成本减少300元以上。     

秸秆深还开沟合垄施肥机设计与试验

机械化秸秆深埋还田集秸秆深埋、化肥深施技术于一体,对构建土壤水库、肥库、碳库和提高玉米产量具有重要作用,为彻底解决玉米秸秆焚烧造成的环境污染提供了重要的技术支撑。为此,对深耕合垄施肥机进行了设计和试验。该机可实现深开沟、化肥深施及起垄整垄联合作业,配合玉米联合收获机作业可实现秸秆深埋还田。田间试验结果表明:该机开沟参数和起垄参数符合秸秆深埋还田农艺要求;当开沟深度在30~40cm时,该机作业阻力在25~30k N变化,还应进一步优化工作部件结构以减小作业阻力。种植试验结果表明:机械化秸秆深埋还田种植玉米每公顷增产率为10.59%,增产效果显著。     

1MLQS―40/70起垄全铺膜联合作业机的改进设计

改进设计了1MLQS―40/70起垄全铺膜联合作业机,解决了在土壤含水率较大时作业故障率高的问题。分析和确定了改进后开沟器的结构参数、土壤升运装置的工作速度。改进设计后的机具能一次性完成开沟、起垄、整形、铺膜、覆土、压膜等多项作业,生产效率高、工作可靠、故障率低。     

大豆垄上双行免耕播种机锯齿式开沟器设计与试验

在玉米-大豆轮作免耕种植模式下,针对玉米根土结合体较大且垄向分布不均匀,阻碍大豆垄上双行播种开沟器垄向运动,导致播种深度均匀性和行距一致性较差等问题,设计了一种锯齿式大豆垄上双行播种开沟器。在阐述锯齿式大豆垄上双行播种开沟器结构和工作原理的基础上,对前刀曲线进行了设计,推导出前刀曲线方程;分析了侧刃切割根系力学模型,确定侧刃为锯齿形;对玉米根土结合体进行农艺学测量,确定了锯齿形侧刃的关键参数;根据大豆播种的农艺要求,明确了开沟器主体内导种管以交错形式布置,同时确定了锯齿式开沟器的入土隙角为5°。离散元仿真试验结果表明:锯齿式开沟器能有效切断玉米根系且有较优的工作稳定性,进而验证了设计的合理性。在机组前进速度7 km/h、开沟深度50 mm条件下,以根系切断率为主要指标进行田间性能试验,结果表明:锯齿形侧刃有较强的锯切能力,平均根系切断率达97.25%。与双圆盘开沟器进行田间对比试验,结果表明:锯齿式开沟器比双圆盘开沟器开沟深度变异系数降低43.33%、种子横向距离变异系数降低60.81%。仿真试验和田间试验均表明锯齿式开沟器满足免耕大豆垄上双行播种农艺要求。     

雪茄烟叶可调式苗床起垄铺膜机设计与试验

针对我国雪茄烟叶种植苗床整理阶段工序繁琐、农艺要求高、工作量大、效率低且缺乏专用机具,现有其他作物的苗床整理机具主要适用沙壤土的作业环境且多采用被动起垄,在我国雪茄烟叶种植区域偏黏性土质工况下起垄效果差的问题,结合雪茄烟叶根系生长特点与苗床农艺要求,设计了雪茄烟叶可调式苗床起垄铺膜机,可实现旋耕、深施肥、起垄、铺膜和膜边覆土的一体化作业。根据起垄成形原理及垄形要求,确定了旋耕集土作业参数,对整形镇压辊进行了结构设计及力学分析,阐述了苗床高度调节原理,匹配了机具前进速度、旋耕集土起垄装置转速与整形镇压辊转速之间的速度关系,并结合地膜破损条件和膜边覆土影响因素,分析确定了压边轮和覆土圆盘的结构及工作参数。田间试验表明,作业后垄体的平均垄高为277.4 mm、垄基宽为701.8 mm、垄距为1 230.2 mm、垄沟宽为514.4 mm,垄高、垄基宽、垄距及垄沟宽的稳定性系数均大于94%;两种工况下的平均膜边覆土宽度分别为71.7、75.6 mm,稳定性系数分别为88.87%、87.00%,各项试验指标均满足雪茄烟叶种植要求。     

1Q-180型开沟起垄机的试制

针对南方稻田种植油菜面临的高稻茬、黏重以及高含水率土壤导致传统油菜开沟起垄部件缠草、壅泥以及排水沟难以成型且沟型不稳定的问题,为满足油菜垄作栽培技术要求,提出了一种新型旋耕开沟起垄模式,创新配置了旋耕灭茬装置的旋耕弯刀,采用"小前犁+深旋耕+沟垄成型机构"组合,强制性实现纵向推进沟、垄成型,从而研制出了1Q-180型开沟起垄机。该机可以一次性完成旋耕、灭茬、开沟、起垄等多项一体化作业,田间性能试验表明各项评价指标均满足农艺要求。1Q-180型开沟起垄机的研制为推动南方冬闲田油菜机械化的推广应用奠定了坚实的基础。     

马铃薯播种机两段式组合起垄装置设计与试验

起垄有利于增加土壤的透气性及保水能力,是马铃薯种植环节中重要的一环。针对目前马铃薯播种机起垄装置功能单一、效率低、作业效果差等问题,提出一种适用于山东地区的两段式组合起垄装置,通过覆土圆盘和翼面铲的配套作业,同时完成覆土、起垄和整形作业,有利于种薯扎根稳定、生长发达,提高马铃薯播种机的作业效率和质量。通过分析覆土圆盘、翼面铲的作业过程以及土壤的运动过程,对翼面铲的总体尺寸及铲尖、铲面、翼板等主要部件进行参数设计。利用EDEM仿真软件建立土壤与两段式组合起垄装置的联合仿真模型并进行试验,对两段式组合起垄装置的起垄量模拟曲线进行分析,得出装置的作业质量相比仅依靠覆土圆盘作业有显著提升。田间试验表明,当马铃薯播种机前进速度为0.25m/s时,两段式组合起垄装置所起土垄平均高度为251mm,平均垄底宽为698mm,平均垄距为902mm,平均垄体土壤紧实度可达到390.33kPa,作业效果良好,满足山东地区马铃薯起垄农艺要求。     

草莓机械化起垄技术

利用整形管理机的开沟功能，创新发明“一进二退耕作法”，解决了草莓机械化南北向起垄距离短无法掉头的难题，作业效率提高2～3倍。在参考国外机型的基础上，研发出国产YTB-K30型草莓起垄机，试验证明该机起垄作业效果好，满足草莓种植农艺要求，整机质量小、油耗低、操作灵活、价格便宜，解决了昌平区草莓起垄机械化作业难题，有效降低农业生产劳动强度和生产成本，提升草莓生产综合效益。     

甘薯移栽机适应性试验

针对京郊甘薯移栽环节缺乏适用机具的问题,对引进的2CGF-2型甘薯移栽起垄复式作业机开展适应性试验,探究其在京郊甘薯起垄移栽环节的适应性及对人工作业的可替代性。测试表明:2CGF-2型甘薯移栽起垄复式作业机的各项作业指标均能达到标准要求,适宜在京郊甘薯不覆膜种植区域使用。     

2CM-SF型马铃薯播种机设计与试验

针对目前我国丘陵山区马铃薯种植机械化程度低、人工种植成本高和生产率低等问题,设计了2CM-SF型马铃薯播种机。该机由8.82kW的手扶式拖拉机提供动力,能够一次完成马铃薯的开沟、施肥、播种、起垄等作业。为此,主要对组合式施肥开沟装置、排种链装置、覆土起垄装置进行设计分析与优化。田间试验结果表明:2CM-SF型马铃薯播种机重种指数为5.4%、漏种指数为2.3%、种植深度合格率为92%、作业小时生产率约0.04hm^2/h,各项性能指标均达到国家设计标准,对提高西南地区的马铃薯机械化播种水平,增加农民收入具有重要意义。