棉秆起拔力的影响因素与试验研究

为了探讨棉秆直径、土壤条件(土壤含水率与土壤坚实度)、棉秆起拔角度对棉秆起拔力的影响,设计了一种简易棉秆起拔力测量装置并在田间对棉秆进行了起拔阻力测试试验。以棉秆直径、土壤条件为影响因素对棉秆起拔力分别进行单因素试验分析,并在单因素试验的基础上,采用二因素三水平正交试验方法,研究分析了棉秆起拔角度、土壤环境条件对棉秆起拔力的影响。试验结果表明:棉秆起拔力随着棉秆直径的增大而增大,并呈正线性相关关系;棉秆起拔角度、土壤条件对棉秆起拔力影响显著,主次顺序为棉秆起拔角度、土壤条件;试验条件下最佳起拔角度为30°,最佳土壤条件为土壤含水率16.8%、土壤坚实度330kPa。该研究为棉秆收获机械的设计及其作业时间提供了参考,有利于减少功率消耗及提高棉花秸秆的收获效率。     

皮带夹持式拔棉秆装置设计与试验

为提高棉秆起拔率,实现棉秆的整株拔取,设计了一种皮带夹持式拔棉秆装置,主要由前悬挂装置、分禾器、起拔输送装置以及液压系统构成。机具关键部位为起拔输送装置,作业时通过皮带夹持将棉秆拔出,随后输送皮带将拔起的棉秆输送至机具一侧,并有序地铺放在地表上。在单因素试验基础上,以前进速度、主动轮转速、拔秆高度为影响因素,以棉秆拔断率和漏拔率为试验指标,开展三因素三水平正交试验。试验结果表明：较优工作参数组合为主动轮转速250r/min、拔秆高度80mm、前进速度2km/h,在此工作参数组合下,棉秆拔断率为3.83%,棉秆漏拔率为5.93%,满足拔秆作业要求。研究结果可为后续棉秆收获机的研究提供参考。     

多辊式棉秆收获台的研究与试验

棉花秸秆是重要的可再生生物质能源,其收获技术的滞后严重制约了棉秆的资源化利用。针对棉花种植行距不一致,以及棉秆收获机作业中常出现的适用范围小、拔断率高、功率消耗大等问题,创新研制了多辊式棉秆收获台。同时,介绍了收获台的工作原理以及关键部件的设计分析,对主要性能指标进行了田间试验。试验结果表明:各项指标达到了设计要求。     

自走式棉秆联合收获机实现一体化作业

中国农业机械化科学研究院自主研发了白走式棉秆联合收获机,该机实现了棉秆直接收割、切碎、集箱、自卸等一体化作业,将棉秆的传统收获环节浓缩成整株拔取铺条、捡拾联合收获两个环节,提高了作业效率。降低了劳动强度,从而大大降低了成本,为棉秆资源规模化工业利用提供了原料收集技术装备支撑。     

基于响应曲面法的移动式棉秆拔取力测试装置设计及试验研究

针对目前我国棉秆资源利用率低下,棉秆回收机械急需深入发展等问题,设计一种移动式棉秆拔取力学参数性能测定装置。以起拔阻力F作为响应指标,基于响应曲面分析法,利用Design Expert软件设计三因素三水平试验,选取起拔角度、机具前进速度、土壤含水率为影响因素,建立响应面三维模型,得出:棉秆起拔角度、土壤含水率、前进速度的p-vaule分别为0.001 6、0.006 4、0.002 3都小于0.05。各试验因素对棉秆起拔力影响显著顺序为起拔角度前进速度土壤含水率。大田试验结果表明棉秆测力装置最佳的起拔条件:前进速度为1.0 m/s,土壤含水率17.86%,棉秆起拔角度30.03°,平均起拔力为343.764 N,误差小于5%,该装置为棉花秸秆收获机械的研究提供依据及实验参考。     

棉秆联合收获机关键部件设计与试验

为解决棉秆机械化收获中漏拔率高、拔净率低的问题,研制一种集棉秆拔除、打捆于一体的不对行棉秆联合收获机。采用由拔秆辊、清理辊和强制输送辊组成的三辊式拔棉秆台,突破棉秆拔除难的瓶颈问题;采用底板有漏土孔的链板输送装置,通过孔沿翘起的方式增加棉秆在输送过程中的震动,有效地减少棉秆压捆中的泥土含量;采用先切段再打捆的方式,解决棉秆在进入打捆装置前输送不畅的问题。本文着重对棉秆拔取过程和V形齿板进行分析,建立推拔棉秆的力学模型,推导出影响棉秆拔除的相关因素及影响方式。通过田间拔棉秆试验表明:该机具能够一次性完成棉秆的拔除、输送、清土、切段、打捆等工序,并且拔净率达70%以上。     

夹持辊式棉秆拔取装置设计与试验

针对现有棉秆收获机械拔断率、漏拔率高,作业时需对行等问题,设计了一种夹持辊式棉秆拔取装置。该装置主要由棉秆拔取机构、棉秆输送机构组成,通过对棉秆拔取机构作业过程进行运动学与动力学分析确定了各零部件的结构参数与工作参数。为了验证棉秆拔取装置工作的可靠性与作业性能,以机具前进速度、上拔秆辊转速、机具前进速度与拨秆轮线速度比值(简称速比)作为试验因素,棉秆拔断率、漏拔率为试验指标进行了三因素三水平二次回归响应面试验,建立了回归模型,分析了各因素对棉秆拔取装置作业性能的影响,并进行了参数优化与试验验证。试验结果表明：影响棉秆拔断率的因素主次顺序为上拔秆辊转速、机具前进速度、速比;影响棉秆漏拔率的因素主次顺序为速比、机具前进速度、上拔秆辊转速。优化后的工作参数为：机具前进速度0.60 m/s、上拔秆辊转速46 r/min、速比0.50,以此参数组合进行田间试验,得到棉秆拔断率为3.68%,漏拔率为5.19%,与理论优化值相对误差不超过5%,研究结果可为棉秆拔取装置的设计提供参考。     

棉秆拔取力测试装置正交优化分析研究

针对目前我国棉秆资源利用率低下、棉秆回收机械急需深入发展研究等问题,设计了一种移动式棉秆拔取力学参数性能测定装置。在静置状态以土壤含水率、起拔角度和起拔线速度为影响因素,利用Design Expert软件设计三因素三水平试验,结果表明:棉秆起拔角度、土壤含水率、起拔线速度的P-vaule分别为0.00539、0.01949、0.02759,均小于0.05。极差分析表明:棉秆的影响因素由大到小的次序为起拔角度、土壤含水率、起拔线速度。大田试验结果表明:棉秆测力装置最佳的起拔条件为线速度119.2mm/s、土壤含水率25.3%、棉秆的起拔角度30°,此时平均起拔力为363N。该装置可为棉花秸秆收获机械的研究提供依据及试验参考。     

棉秆起拔力关键因素的研究与试验

棉秆起拔力的研究为设计棉花拔秆收获机械提供了一个重要参数依据。对棉秆起拔力的影响因素主要有棉秆直径、土壤含水率及起拔角度等因素。试验地点在新疆库尔勒尉犁县的试验田中进行,棉秆品种为新陆早45号,以棉秆直径和土壤含水率为影响因素进行单因素试验。分别在土壤含水率为25.3%、21.2%、15.8%,起拔角度为30°、45°、60°,起拔线速度为114.9、153.4、192.1mm/s条件下,进行三因素的试验组合。试验结果表明:随棉秆直径变大,棉秆起拔力呈上升趋势。组合试验结果显示:起拔角度对棉秆起拔力影响最为显著,土壤含水率比棉秆的起拔线速度影响显著;试验范围内的最佳起拔角度为30°,最佳含水率为25.3%,最佳起拔线速度为192.1mm/s。试验研究结果可以为棉秆机械收获机构的设计提供参考,也可作为棉秆力学研究的试验装置。     

棉秆拔除相关技术研究现状

棉秆拔除是棉秆收获的关键技术和首道工序,研究棉秆拔除技术对棉秆资源化利用具有重要意义。棉秆拔除效果与棉秆、土壤的物理特性参数以及拔秆机构的结构形式、工作参数密切相关。当前缺乏合适的棉秆拔除机械,制约了棉秆资源的收集和利用。本文从棉秆力学特性、棉秆拉拔阻力以及拔秆机构三个方面对现有棉秆拔除相关技术研究现状进行梳理分析,并对其发展前景和研究方向进行展望,建议开展系统性研究,为棉秆拔除机构的设计与应用提供理论依据。     

4AC-90型棉秆收获机

山西省运城市盐湖区龙泰机械厂生产出4MG-90型棉秆收获机。该机在收获棉秆的同时，可除掉覆盖的地膜及杂草，还可用以地表的浅耕作业。该机采用后置式联接，刀片错位螺旋排列，比普通的秸桔收获机省力20％-30％。该机具在工作时，既可顺着作业，也可以沿任意方向作业。该机收获行数2行，工作幅宽900mm，拔净率≥95％，工作效率0．2-0．3hm^2／h，配套动力8．8～13．2kW轮拖，整机重量110kg。     

前置式皮带夹持输送棉秆起拔机设计与试验

为解决棉秆起拔机拔断率高、起拔后铺放散乱的问题,基于带夹原理设计了一种前置式皮带夹持输送棉秆起拔机。该机关键部件为起拔输送机构,作业时通过皮带将棉秆夹持拔出,随后将其输送至机具一侧,有序铺放到地面上。首先分析棉秆起拔过程中产生漏拔及拔断的原因,其次进行拔秆机理理论分析,确定影响拔秆效果的主要因素及其取值范围。在棉花高度为750mm、根部直径为10mm、棉秆含水率为25%~35%的试验地进行正交试验,进一步研究各影响因素对棉秆起拔效果的影响。试验结果表明,优化后的参数组合为机具前进速度2.27km/h、张紧量71.26mm、主动轮转速244.98r/min,此时棉秆拔断率为3.53%,棉秆漏拔率为5.09%。验证试验表明,在参数组合为机具前进速度2km/h、张紧量70mm、主动轮转速250r/min条件下,棉秆拔断率为3.67%,棉秆漏拔率为5.32%,与优化值相对误差均小于5%,证明样机设计合理,满足棉秆整株起拔的作业要求。     

4MB-6型密植棉秆对行铲拔铺放机改进设计

针对原4MB-6型密植棉秆对行铲拔铺放机田间性能试验中存在的减阻装置壅土严重、对行铲切装置处棉秆堆积、拔秆铺放辊拔秆不连续及有效性差等问题，对该机具进行了改进设计；为进一步提高该机具的作业性能，对其核心工作部件的作业机理进行了分析；对行铲切装置采用原地放垡间隔作业技术，当铲切深度约为115mm时，在1幅宽膜内（2050mm），其底部虚实作业比例为1∶242，地表虚实作业比例为1∶0.59，该比例从地面到底部呈连续递减趋势，有利于降低作业功耗；在铲切作业过程中，在梯形框架带刃口的侧板部分和铲切板的挤压、剪切作用下，棉茬周围土壤被剪切和弯曲破坏、土壤-棉根系复合体产生失效被原位抬升于土壤上层，对其余土壤的扰动较小；齿型推拔辊采用反向推拔作业原理，有利于棉秆导入V形刀齿并进行有效夹持，由于其所起拔的棉秆已被铲切抬升，且入土深度（0~10mm）小，因此进一步减小了整机作业功耗。田间试验表明，改进后的机具整机作业性能稳定，对行铲切装置工作流畅，实现了棉秆对行铲切及原位抬升作业目标，齿型推拔辊能有效抓取棉秆，并进行切向甩抛使得整株棉秆根茬土壤分离、铺放于田间，拔净率为90.87%~91.42%，达到了整秆铲拔的设计要求（拔净率90%以上），是新疆棉区棉秆资源机械化收获的适用设备。     

自走式密植棉秆整株收获机的设计与仿真分析

本文设计了一种自走式密植棉秆整株收获机,可实现对棉秆田间根侧切土减阻、铲拔、捡拾输送及收集作业。利用Solidworks软件对自走式密植棉秆整株收获机进行三维建模,并对关键作业部件进行静力学仿真分析。静力学分析结果表明,铲拔刀的最大等效应力为158.94MPa,最大总变形为0.093mm,受力后的等效应力与总变形均低于所选材料的承受极限,材料选用安全可靠,符合设计要求。分析结果为该机进一步优化设计提供理论参考,同时可为大田作物秸秆收获机械研究和发展提供新思路。     

棉花拔秆清膜旋耕机

棉秆的收获和地膜的清除是一项劳动强度大、工时消耗多,季节性强的作业工序。大部分棉秆一般采用直接粉碎还田的办法来处理,而地膜又需使用残膜回收机进行清除。新疆昌吉州农牧机械化技术推广站研制的4MBQX-1.5型棉花拔秆清膜旋耕机,通过了田间试验考核,适应当地农艺要求,并可用以推广的新产品。该机采用滚刀式起拔器,作为棉花拔秆清膜旋耕机的重要工作部件,工作可靠,不受株距、行距的限制,可连续作业,不留棉秆残根,同时能把地膜栽培时留下的地膜揭出地面,实现一个部件两种作用。带齿滚轮拨禾轮与滚刀起拔器配套工作,起到棉秆起拔后的输送…     

棉秆起拔力关键因素的研究及试验

棉秆起拔力是设计棉秆拔秆收获机械的一个重要指标参数。为了研究收获期的棉秆高度、棉秆直径、土壤含水率、土壤坚实度等因素对棉秆起拔力的影响,在新疆农垦科学院的试验田进行了棉秆起拔力的测试试验,采集了其中5块试验田棉秆起拔力、棉秆直径、土壤坚实度、土壤含水率和棉秆高度的数据。试验结果表明:在已测得5块试验田的数据中,第3组棉秆起拔力最大,单株棉秆最大起拔力为821.1 N,平均起拔力为534.49N;第2块试验田的棉秆起拔力最小,单株棉秆最大起拔力为7 2 6.1 N,棉秆平均起拔力为473.62 N。对已获取的5块试验田数据做的回归分析表明:同一块试验田的棉秆起拔力与棉秆直径成正相关关系;土壤含水率越高,起拔力越小;土壤紧实度越大,起拔力越大;棉秆高度与棉秆直径成正比。     

夹持带式棉秆收获机设计与试验

为降低棉秆收获时的拔断率，提出双柔性带裹夹拉拔的收获方式，设计了夹持带式棉秆收获机，该机4个带轮交叉放置，延长了带夹路径与时间，从而避免因棉秆未完全拔出而导致的漏拔。通过正交试验研究带夹部件各因素对棉秆收获效果的影响，建立以漏拔率和拔断率为响应值的多元二次回归模型，并进行了工作参数优化与大田验证试验。结果表明，当带轮1转速为272.3r/min、拉拔角为38.65°、机具前进速度为2.5km/h时，模型得到的漏拔率为1.85%、拔断率为7.72%；验证试验得出：在前进速度2.5km/h、拉拔角40°和带轮1转速270r/min时，漏拔率为6.84%，拔断率为9.98%，与优化值相近，说明所构建的模型合理，夹持带式棉秆收获机满足相关设计要求。     

玉米联合收获机田间作业技术

机械化收获玉米一般多采用联合收获作业技术,国外多采用摘穗并直接脱粒的收获方式,我国现阶段普遍使用的是摘穗并秸秆处理的收获方式。在用玉米收获机普遍为国产机械,有自走式、背负(悬挂)式、牵引式等类型。自走式发展最快,小型的有单行、两行,大中型有三行、四行、五行以上和不对行的;牵引式用得很少。田间作业操作技术有一定差异,这里我们以在用量最大的中型自走式玉米联合收获机为主进行介绍。1.收获作业前的准备玉米收获作业前要做好人员、机器、田间、运输车等4方面的准备。(1)人员的准备。根据多年、多形式作业的实践与调查,从机组(每台收获机)本身来说,实际作业中,一般需     

横卧辊式棉秸秆起拔收获机的设计与试验

针对目前新疆棉区棉秸秆回收存在的问题,设计了一种横卧辊式棉秸秆起拔收获机。该机将横卧辊式棉秸秆起拔装置与辊式圆捆打捆装置相结合,可实现棉秸秆整株起拔和整株回收联合作业,主要由拨禾链耙、传动系统、拔杆装置、输送装置、喂入装置和打捆装置等组成。通过对主要工作部件的设计及实际作业过程中的运动机理分析,确定机具的主要结构和工作参数,并进行田间试验。试验结果表明:在机具作业速度5km/h、棉秸秆起拔角度为30°、拨禾链耙最低线速度2.5m/s、拔秆辊最低转速236r/min的条件下,棉秸秆回收率达到95.43%。该研究结果可为棉秸秆起拔收获机的研制提供参考。     

4UMG-140型拨辊式木薯收获机的设计与试验

针对现有木薯收获机存在问题,基于木薯宽窄双行起垄种植农艺要求,确定收获机工作原理与总体结构,并对挖掘装置、拨辊输送装置、限深装置等关键部件进行讨论与分析,设计了4UMG-140型拨辊式木薯收获机,该机一次作业能够完成木薯块根的挖掘提升、薯土分离输送、平铺地表等工序。作业时,轮式拖拉机跨垄行走在相邻两垄沟中,便于机手操控,收获过程中不压伤木薯块根,实现了垄上木薯有效对行收获。田间试验表明,4UMG-140型拨辊式木薯收获机明薯率为95.2%、损失率为7.6%、生产率为0.35 hm2/h,完全符合木薯宽窄双行起垄种植农艺机收作业要求。