科研动态

棉花拔秆清膜旋耕机由新疆昌吉回族自治州农机推广站历时3年自行研发生产出了4M BQ X-1.5(3.0)型棉花拔秆清膜旋耕机,并获得国家专利(专利号:200310125493)。该机主要是针对目前棉花种植过程中棉秆以及残膜的回收而研制的一种先进适用的多用途机具。它除了具有一般旋耕机的旋耕整地功用以外,通过换装传动链条、拔秆刀滚以及搂耙等工作部件可将棉花秸秆连根拔起,不留残茬,同时利用搂耙把拔起的棉秆和翻起的地膜收集成堆。为保证棉秆被连根拔起而不被切断,该机在拔秆刀滚的设计上选用了一定的转速和转向;为防止棉秆拔起后造成机具堵塞,机具…     

棉花拔秆清膜旋耕机研制成功

日前，由新疆昌吉州农机化技术推广站承担的“4MBQX-1．5（3．0）型棉花拔秆清膜旋耕机研制”项目通过验收。该项目经过近两年的研究与试验，成功研制出集棉花拔秆机、残膜清除回收机和旋耕机于一体的4MBQX-1．5（3．0）型棉花拔秆清膜旋耕机，是一种多功能、适用于棉田收获的新型农业机械。该机具先进适用，棉秆拔净率达95％以上，残膜回收率达85％以上，棉秆堆放距离一般在12～15m，具有整机结构简单紧凑、总体设计新颖、工作性能可靠、生产率高、适应性较强等优点，能满足农艺要求，具有较强的推广前景。     

4BC-2拔棉柴机

石家庄农业机械股份有限公司研制生产的4BC-2拔棉柴机可与8.82—13.23kW拖拉机配套使用,采用前铰链悬挂结构。在收获棉花秸秆的同时还能够局部清理土壤中残留的地膜。该机主要由分秆器、拔秆筒、拔棉辊、棉秆输送装置、动力传动系统、棉秆铺放装置、机架、悬挂系统和行走地轮等组成。该机重88kg,作业行数为2行,作业效率为0.26-0.40hm2/h,拔净率>95%。4BC-2拔棉柴机     

4MBQ-1.5型棉花拔秆清膜机存在问题及改进建议

精河县农机推广中心于2005年9月引进昌吉州农牧机械化推广站研制的4MBQ—1.5型棉花拔秆清膜机,进行拔秆清膜作业,完成作业面积53.3hm2。作业同时由农机推广技术人员及驾驶员共同对该机进行田间生产性试验,以验证该机拔秆清摸的性能。试验条件:地平,土壤松软,棉秆高60～70cm,每667m2株数为16000株。1主要技术参数外形尺寸(mm)2460×1510×1000配套动力(kW)14.8～18.5作业幅宽(mm)1500悬挂方式三点全悬挂传动方式后动力输出轴工作效率(hm2/h)0.7回收率(%)棉秆95,残膜852存在问题(1)在棉田没有灌水沟,有较多田埂,土壤较硬的情况下,机器通过性…     

4BC—2拔棉柴机

石家庄农业机械股份有限公司研制生产的4BC—2拔棉柴机可与8.82～13.23kW(12～18马力)拖拉机配套使用,采用前铰链悬挂结构。在收获棉花秸秆的同时还能够局部清理土壤中残留的地膜。该机模仿人工拔棉秆原理,巧妙地设计了一套新型结构,减少了劳动强度,实现了拔棉秆的机械作业,代替了长期以来一直延用人工手拔、铲挖的笨重办法。该机主要由分秆器、拔秆筒、拔棉辊、棉秆输送装置、动力传动系统、棉秆铺放装置、机架、悬挂系统和行走地轮等组成,具有原理新颖,结构合理,操作维修方便,拔净率高等特点。主要技术参数:外形尺寸(mm)1100×1200×650…     

4MBQ-1.5型棉花拔秆清膜机改进建议

新疆博州精河县农机推广中心引进昌吉州农牧机械化推广站研制的4MBQ-1.5型棉花拔秆清膜机,从2005年开始进行拔秆清膜田间生产性试验,完成作业面积533.3hm2,以验证该机拔秆清膜的性能。1.拔秆清膜机的主要技术参数外形尺寸2460mm×1510mm×1000mm;配套动力20～25马力;作业幅宽15     

密植棉秆对行起拔铺放机的设计与运动仿真

基于棉花穴播器工作原理,采用逆向工作方法设计了一种适用于密植种植模式的棉秆对行起拔铺放机,可实现对机采棉棉秆的减阻开沟、对行整秆起拔、铺放等作业,且具有分离泥土和整理棉秆的功能;该机一次作业6行,经计算得理论生产率约为1.21～1.26 hm~2/h。运用SolidWorks Motion对拔秆装置进行了运动仿真,分析了在拔秆装置转速一定时(207.69 r/min),机组在不同前进速度下两个相邻拔齿刀端点的运动路径,得出机组的前进速度约为1 600～1 660 mm/s时,可使拔秆装置正常有序工作。该研究为该机组结构优化、物理样机的搭建、优化拔秆装置旋转速度和前进速度的匹配提供参考。     

拨轮式膜秆分离机的设计

在棉田的残膜回收过程中,棉秆容易跟残膜发生缠绕,对残膜回收率造成一定影响。因此,棉秆的清理对残膜回收工作的顺利进行非常重要。本文设计一种膜秆分离机构,该机构主要由提辊、拨秆轮、抛秆轮等部分组成。工作时,提辊如图旋切将棉秆从根部铲断,同时将地膜翻出地表便于残膜回收,棉秆在拨秆轮和抛秆轮的共同作用下被抛送至机架后方的拖斗中,达到膜秆分离的作业效果。该机构可以完成膜秆分离任务,为残膜的高效回收创造条件。     

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。     

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。     

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。     

膜秆混合物剪切特性试验

针对机收膜秆混合物因存在“打结”现象无法使用传统方法进行分离回收再利用及地膜棉秆剪切特性相差较大等问题,选用二次回归正交旋转组合试验设计方法探究膜秆混合物剪切特性,并利用万能材料试验机(INSTRON 8801)和单刀剪切刀具对膜秆混合物样品进行剪切试验。通过剪切试验研究棉秆主干部位、地膜包裹层数和加载速度对膜秆混合物剪切强度的影响,结果表明:棉秆主干部位和地膜包裹层数两因素对膜秆混合物剪切强度的影响较为显著;在交互作用中,只有棉秆主干部位与地膜包裹层数的交互作用影响较为显著;当取样部位为棉秆主干底部,地膜包裹层数为8层时,剪切强度达到最大值,为4.25MPa。由方差分析可知:本研究建立的回归模型可靠,具有统计意义,可为膜秆混合物剪切设备的研制提供理论依据。     

4BC-2拔棉柴机

石家庄农业机械股份有限公司研制生产的4BC-2拔棉柴机可与8．82～13．23kW（12～18马力）拖拉机配套使用。采用前铰链悬挂结构。在收获棉花秸秆的同时还能够局部清理土壤中残留的地膜。该机模仿人工拔棉秆原理，巧妙地设计了一套新型结构，减少了劳动强度，实现了拔棉秆的机械作业，代替了长期以来一直延用人工手拔、铲挖的笨重办法。     

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。     

棉花拔秆机械的引进试验与改进

我省海涂棉花种植的农艺特征是:套播、畦窄、沟深、行窄、适度密植。棉花生长株高茎粗、根系发达、枝叶繁茂。棉秆收获期集中在10月下旬至11月上旬,对未开棉蕾拔后还要日晒吐絮,收取残余花絮。拔秆工序历来依靠人工完成,在棉花生产整个过程中属于劳动强度大、工作效率低、费用支出多的作业项目。从1996年起,我们开展了棉花拔秆机械的试验改进与     

齿盘式拔棉秆机的仿真设计与运动分析

以市场上现有的齿盘式拔棉秆机为基础,采用SolidWorks三维设计软件设计了棉花秸秆拔秆机,建立仿真模型,结合COSMOS/Motion、COSMOS/Work和Simulation对所设计的拔棉秆机进行了机构运动分析,模拟了拖拉机前进与拔取部件旋转复合运动的余摆线轨迹,分析了单个点的运动轨迹分量,力图为齿盘式拔棉秆...     

一种夹持链式新疆棉秆起拔机的设计

棉秆的回收利用对于棉花产业发展至关重要。本文针对新疆棉花（66+10）cm的宽窄行种植模式，设计了一种夹持链式新疆棉秆起拔机。该机具采用波浪齿状的夹持链条对棉秆进行夹持起拔，并辅以拨秆轮和导向板来收获棉秆。通过对起拔机主要部件的受力计算，并运用Simulation对起拔机关键部件进行静力学仿真分析，得到了主要部件的应力、应变分析图。结果显示：起拔链条的最大应力为341.6 MPa，低于材料屈服强度极限；最大形变位移为0.34 mm，符合材料强度要求。本文提供了一种新颖的棉秆起拔机设计方案，可为新疆棉花收获机械研发提供理论依据和技术支撑。     

我国棉秆机械收获技术现状分析及对策研究

棉秆是一种重要的潜在农业生物质资源,其在农畜业、工业、能源、环保等领域有着十分广泛的用途。棉秆人工收获劳动强度大且生产率低,进行棉秆机械化收获相关技术研究,将为棉秆资源的综合利用提供条件。本文分析棉秆力学特性研究现状,提出后续研究中应对棉秆剪切、压缩过程中的变形规律进行综合分析,同时考虑实际拔秆作业中多个作用力的耦合机制;分析起拔收获阻力研究中尚存在的问题,为获取棉秆起拔阻力参数及其综合影响因素,需进一步开展多因素试验、仿真研究;针对目前棉秆机械收获技术的特点,将现有棉秆收获机分为对行式和不对行式两大类,分析两种类型收获机的收获原理、作业特点及各自存在的问题,得出从节能降耗、绿色发展的需求出发,应加强基于对行起拔技术的棉秆联合收获机的研发,并结合不同地区棉花种植特点,提出因地制宜开发适用棉秆收获装备的对策。     

两种拔秆机构功耗及拔秆效果对比分析

文分析了两种拔秆机构的功率及阻力消耗,为设计拔棉秆机提供参考。试验表明:铲刀拔秆机构阻力消耗小,但在实际生产重易挂棉秆,产生壅土现象;提辊拔秆相对铲刀机构阻力消耗大,但工作平稳可靠。     

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。