异向双辊式香蕉秸秆粉碎还田机设计与试验

香蕉秸秆含水率高、脆性大、富含纤维素,而现有的香蕉秸秆粉碎还田机粉碎率低、能耗高且茎秆纤维易缠绕粉碎刀辊。针对上述问题,设计一种异向双辊式香蕉秸秆粉碎还田机,介绍该机的总体设计方案,确定粉碎装置、传动系统、限深装置的结构和主要参数。田间试验表明:该机器在田间作业时,当刀辊转速为1 600 r/min,前进速度为12.9 m/s,粉碎刀片长度为124 mm时可达到最优工作状态,此时平均工作效率为0.437 hm^2/h,高于性能指标0.400 hm^2/h;机器平均粉碎合格率为97.09%,大于行业标准94%,达到秸秆粉碎还田的农艺要求。     

纵向双辊式香蕉秸秆粉碎还田机的设计与试验

针对目前香蕉秸秆粉碎还田机仍然存在秸秆纤维缠绕严重、秸秆粉碎不彻底、粉碎刀具变形及损坏等问题,提出纵向刀辊香蕉秸秆粉碎还田方案,设计了一种纵向双辊式香蕉秸秆粉碎还田机,阐述了该机具的总体设计方案,确定了粉碎装置、传动系统等主要部件的设计。田间试验表明,该机具平均工作效率为0.41 hm^2/h,满足0.40 hm^2/h工作效率的性能指标,秸秆粉碎合格率为95.94%,大于秸秆粉碎合格率为94%的性能要求,有效解决了原有机具存在的不足,满足了香蕉秸秆粉碎还田的实际需求。     

沟齿式香蕉假茎粉碎还田机设计与试验

香蕉假茎具有粗大、含水率高、纤维素丰富等特点,而现有的假茎粉碎装备粉碎效果差、适用性不强,且粉碎过程中易产生缠绕现象。为此,设计了一种能将香蕉假茎整株进行一次粉碎完全并直接还田的沟齿式香蕉假茎粉碎还田机,并阐述了该机的总体设计方案,确定了喂入装置、粉碎装置及镇压装置等主要部件的结构参数和工作参数的最优值。田间试验表明:该还田机在工作速度为2.52~3.60km/h、秸秆粉碎刀辊转速为720r/min时,工作效率的平均值为0.43hm~2/h,香蕉秸秆粉碎合格率为96.98%,满足了香蕉假茎粉碎还田的农艺要求。     

正反转倒U型甩刀香蕉茎秆粉碎还田机的设计与试验

针对香蕉秸秆含有又长又韧的纤维,在粉碎还田作业中缠绕机具,造成作业功耗大、效率低、机具易损坏的问题,研制了一种正反转倒U型甩刀香蕉秸秆粉碎还田机,描述了整机技术方案,确定了主要工作部件的结构与参数。该机从解决蕉茎长度入手,采用刀辊正转作业1次,将蕉茎打烂、切短,再反转作业1次的工艺流程作业。试验结果表明:该机配套拖拉机动力58.8～66.15kW,工作幅宽1.08m,纯工作小时生产率0.17hm~2/h,单位面积耗油量56.8 kg/hm~2,香蕉秸秆粉碎率93.1%,作业后土地可立即翻耕播种;与现有同类机型相比,其纯工作小时生产率提高70%,单位面积耗油量降低29%。该研究可为香蕉秸秆粉碎还田机的设计提供参考。     

双定刀滑切防缠式香蕉秸秆粉碎还田机设计与试验

针对我国香蕉秸秆粉碎还田作业过程中香蕉秸秆粉碎质量差,秸秆缠绕堵塞等问题,设计了一种双定刀滑切防缠式香蕉秸秆粉碎还田机。基于滑切定理,解析了粉碎刀随轴转动过程中的动态滑切角和粉碎定刀滑切角的相对作用原理,以等速螺线设计L形粉碎定刀刀刃曲线,确定了粉碎刀结构参数;对香蕉秸秆缠绕粉碎刀辊进行受力分析,设计防缠绕板并确定装配数量与结构参数;以装置前进速度、粉碎刀辊转速、防缠绕板高度为试验因素,以香蕉秸秆粉碎合格率、抛撒不均匀度和香蕉秸秆缠绕数量为评价指标进行三因素三水平正交试验,建立因素与指标的响应面数学模型。试验结果表明,最优参数组合为作业机前进速度1.5 m/s、防缠绕板高度41.6 mm、粉碎刀辊转速1 800 r/min,此时香蕉秸秆粉碎合格率为93.8%,香蕉秸秆缠绕数量为26,香蕉秸秆抛撒不均匀度为12.1%。以最优组合进行田间试验验证,试验结果表明双定刀滑切防缠式香蕉秸秆粉碎还田机整机防缠性能优越,满足设计要求。     

香蕉假茎还田机研制与试验

介绍了一种香蕉假茎处理还田机具的研制与试验过程。通过对该机的基本原理、主要部件及关键技术参数的分析、试验和设计,研制出新型的香蕉假茎还田机。研究设计的甩刀式切碎转鼓具有升运茎秆和分离土壤的功能,这一关键技术的突破大大降低了作业能耗,同时破碎茎秆能力和防缠绕性能显著提高,完全适应香蕉生产的农艺要求,满足目前香蕉产区的动力配套。     

双向刮削式香蕉茎秆纤维提取机的设计

针对我国香蕉茎秆纤维机械提取研究不足,现有设备纤维提取率低、含杂率高及能耗较高的现状,基于纤维提取滚筒刮削机制,研究设计了双向刮削式香蕉茎秆纤维提取机。该机采用两个刮取滚筒异向转动的组合刮取方式,实现对香蕉茎秆纤维的提取利用。试验表明:该机的生产效率平均为203.7kg/h,香蕉茎秆纤维提取率平均为89.7%,香蕉茎秆纤维提取的含杂率平均为16.1%,满足了香蕉茎秆纤维提取的农艺需求。     

滚刀刮拉式香蕉茎秆纤维提取机的设计与试验

针对目前我国香蕉茎秆纤维机械提取方法研究匮乏,已有机器工作时刀轮转速高、纤维易缠绕刀轮而断裂的问题,设计了一种新型香蕉茎秆纤维提取机,并对其关键部件的设计进行了理论分析。该机主要由电机传动装置、对辊挤压装置和刮杂装置构成。为确定该机的最优工作参数,利用正交试验研究了刀轮转速(A)、刀片间距(B)、定刀弧长(C)3个因素对纤维含杂率、纤维损失率及生产率的影响。试验结果表明,当刀轮转速为1 200r/min、刀片间距为80mm、定刀弧长为120mm时,该机的综合性能指标达到最优,纤维损失率为9.8%,纤维含杂率为12.4%,生产率为120.9kg/h。该研究对香蕉茎秆纤维提取机的设计具有重要参考意义,可为香蕉产区带来显著的经济效益和环保效益。     

香蕉茎秆/根茬还田工艺研究和机械结构设计

从香蕉茎秆/根茬的生物学特性研究入手,设计了香蕉秸秆的还田处理工艺路线。在此基础上,对还田机械的总体结构、工作原理进行了详细介绍,列出了其主要的性能参数。最后,对粉碎机构的原理、刀具结构和除根/还田机构的破茬原理、刀辊总成、布刀形式进行了研究和设计。本还田技术装备解决了制约香蕉大规模种植面临的秸秆处理难题,具有重大的经济效益和生态效益。     

假茎回收式香蕉茎叶粉碎机的设计

香蕉假茎含有较高的营养成分,若回收利用将是一种巨大的植物资源。目前,国内研制的香蕉秸秆粉碎机大多为假茎粉碎后直接还田,而对其粉碎后回收的机器研究很少。为此,设计了一种假茎回收式香蕉茎叶粉碎机,确定了其总体设计方案及主要部件的结构。该机分为假茎粉碎机构和蕉叶粉碎机构两部分,主要由切稍装置、螺旋扶茎装置、双圆盘式假茎切断装置、升降装置、传送装置、假茎粉碎装置、输送通道、叶片粉碎装置和假茎碎片收集装置等组成,将香蕉假茎粉碎、假茎碎片回收及蕉叶粉碎还田集于一体。该机的设计为香蕉茎叶资源利用设备的研发提供了可行的新型机型,为后续香蕉假茎的深加工利用储备了必要的技术。     

挤压喂入式香蕉秸秆脱水粉碎机的设计

香蕉秸秆具有含水量高、秸秆粗大的特点,在海南很多农业生产中被当作废弃物处理,出现了浪费资源和污染环境的情况,而采用人工处理往往劳动强度大且粉碎不彻底。为此,基于海南香蕉种植模式,结合香蕉秸秆物理机械特性,提出了一种香蕉秸秆脱水粉碎处理方案,进而研制了挤压喂入式香蕉秸秆脱水粉碎机,通过理论研究及经验分析确定了挤压喂入式香蕉秸秆脱水粉碎机的关键部件结构及运动参数;采用理论建模,建立了喂入装置输送速度与秸秆粉碎装置切削速度之间的曲线模型。该机通过喂入辊挤压破坏香蕉茎秆纤维组织同时将香蕉茎秆匀速送入粉碎装置,秸秆粉碎刀径向垂直切割香蕉秸秆,从而达到粉碎后香蕉秸秆呈等长段状的效果。该机器的成功研制能有效降低热区蕉农的劳动强度,避免了秸秆资源浪费,有效促进香蕉秸秆的全面综合利用,促进了海南热区农业经济的发展。     

Solidworks在抛送式棉秸秆粉碎还田机设计中的应用

随着计算机辅助设计技术的发展,以Solidworks为代表的三维设计软件已广泛应用到农业机械设计中。通过Solidworks软件对抛送式棉秸秆粉碎还田机进行虚拟样机设计,建立整机的三维模型,完成结构及尺寸检查;对动刀辊进行运动仿真,完成动刀辊动平衡检验;对甩刀进行有限元分析,完成甩刀强度校核。由此为抛送式棉秸秆粉碎还田机的设计提供了参考。     

4JX-1.5型秸秆粉碎灭茬机的研制与试验

研制开发了一种4JX-1.5型秸秆粉碎灭茬机,该机集秸秆粉碎与灭茬两种单一功能于一体。通过性能试验和生产试验证明,该机各项技术、性能指标达到设计要求,符合国家相关标准,其作业质量能够满足农艺要求。该机的应用必将促进一年两熟平作旱区保护性耕作技术的发展。     

玉米收获机割台砍劈式茎秆粉碎装置设计与试验

在保证玉米秸秆粉碎长度合格率的前提下,为了增加茎秆的破碎程度、加快秸秆还田后的分解速率,基于玉米茎秆的力学特性,设计了一种可以安装在玉米收获机割台下方的茎秆粉碎装置。通过理论分析得到影响粉碎效果的作业参数和结构参数,选取茎秆粉碎装置的刀轴转速、安装角、刀尖倾角为试验因素,以秸秆粉碎长度合格率和秸秆破碎率作为评价指标,进行了单因素及二次正交旋转组合试验。采用响应曲面法对试验结果进行分析,运用Design-Expert软件的多目标优化算法进行参数优化。结果表明:各因素对秸秆粉碎长度合格率的影响程度由大到小依次为:刀轴转速、刀尖倾角、安装角,各因素对秸秆破碎率的影响程度由大到小依次为:刀轴转速、安装角、刀尖倾角;该装置最优参数组合为:刀轴转速1 090 r/min、安装角41°、刀尖倾角83°。田间验证试验表明,秸秆粉碎长度合格率和秸秆破碎率分别达到90.21%和85.78%,远高于目前甩刀式茎秆粉碎装置的作业效果。     

QP-1800型香蕉茎杆切割破片机的研制

阐述了QP-1800型香蕉茎杆切割破片机的主要结构、工作过程、主要技术参数和试验结果。并分析确定了主要参数、刀具的安装位置和上料时香蕉茎杆的方向。试验结果表明,该机生产率高,切割破开的茎杆可满足刮麻机的工艺要求。     

1JGHY-140型玉米秸秆带状切碎灭茬机的试验研究

针对双轴击切式玉米秸秆还田机破碎秸秆和根茬作业中存在的问题，提出利用秸秆收拢、单轴压切及碎秸秆、碎根茬与切土分离的原理，设计了玉米秸秆带状切碎灭茬机。试验结果表明：机具一次可同时完成秸秆切碎、根茬切碎联合作业；秸秆切碎合格率、根茬切碎合格率均高于国家标准规定的评价指标；实现了秸秆残茬覆盖率可调控性。机具能够满足保护性耕作技术的要求．并通过了部级鉴定。