免耕播种机用新型刀的研究与应用

针对免耕播种机秸秆壅堵、种床秸秆过多、土壤扰动量大等问题,研究设计了一种新型刀片。试验表明,采用该刀片后,秸秆壅堵现象消失;种床土壤被破碎,秸秆和杂草留于地表,并被拨上小垄;土壤扰动量仅为21.9%,使免耕播种技术得到很好实现。     

一年两熟区玉米覆盖地小麦免耕播种机设计与试验

针对中国华北平原小麦-玉米一年两熟地区,玉米收获后秸秆覆盖量大,免耕播种冬小麦易产生堵塞等问题,设计了2BMDF-12型小麦免耕播种机,提出了动力驱动粉碎刀轴与双圆盘播种镇压单体联合防堵机构,并进行了田间播种性能试验。试验结果表明,破茬尖角开沟器前的动力驱动粉碎刀轴解决了铲柄堵塞问题,紧随其后的双圆盘播种单体解决了相邻两组播种机构的壅堵问题,通过性良好,播种深度变异系数分别为19.8%、21.3%,提高了播种质量;一次作业可同时完成秸秆粉碎、开沟、施肥、播种、镇压等多道工序,作业费用降低了50%左右;作业时刀轴上甩刀不入土,动土量为20%,土壤扰动小。     

小麦带状浅旋免耕施肥播种技术

玉米地收获后,大量秸秆还田覆盖,对后茬作物小麦播种时的机械作业会造成秸秆壅堵现象。为了解决此问题,2014年引进亚澳2BMG-4/6（180）型和2BMG-4/7（200）型小麦带状免耕施肥播种机进行试验示范与推广,实验证明此机械在秸秆还田量较大的情况下均能实现顺利播种。在岐山县6个乡镇20个村推广免耕播种机具350台,取得了显著成效。     

2BSFML-7型碎草免耕播种机的研制

2BSFML-7型碎草免耕播种机,是存固定道保护性耕作配套机具2BFML-5型免耕播种机的基础上,由甘肃省张掖市农机研究所改进开发的保护性耕作机具。该机具可一次性完成秸秆切碎、分层施肥、播种镇压、垄沟修复等工序。主要解决了保护性耕作中平作、垄作转换,播种单体仿形、秸秆壅堵等保护性耕作的技术难题。     

普通小型播种机改装后可用于免耕播种

为解决播种时因割茬高度限制、秸秆堆积壅堵,致使播种机具通过性弱、播种效果差的问题,安徽省宿州市埇桥区一名长期从事农机维修的能手,把普通播种机改装成为2BMH-7秸秆还田免耕播种机(已获专利并与当地农具公司合作生产)。经播种试验,无论小麦割茬高低,均可一次性完成灭茬、贴茬播种大豆(玉米)、镇压等工序,且不产生壅堵。     

分体式小麦免耕播种机的设计

针对我国北方一年两熟地区夏玉米秸秆覆盖地,秸秆覆盖量比较大,免耕播种冬小麦容易发生堵塞等问题,设计开发了分体式小麦免耕播种机.该机采用条带旋耕与单圆盘播种镇压单体联合防堵机构.该机一次完成施肥、秸秆粉碎、碎土镇压、开沟播种、镇压等作业.该播种机主要由施肥旋耕系统、连杆连接系统和播种系统组成.田间试验结果表明:在夏玉米秸秆覆盖下小麦免耕播种,对土壤扰动量在25%～30%左右,作业质量符合农艺要求;机具结构设计合理,为中国北方一年两熟地区夏玉米秸秆覆盖地表直播小麦提供了技术支持.     

小麦―玉米连作体系的玉米免耕精量播种机设计

根据黄淮海小麦―玉米连作高产区的种植特点,针对小麦收获后秸秆覆盖的地表进行玉米播种时的麦草壅堵、播深不稳定、漏播率、晾种率高等问题,研发2BYJ―4A型玉米免耕精量播种机。该机可一次完成苗带清整、开沟、施肥、精量播种、覆土镇压等工序。设计苗带清整及防堵装置,创造播种条件并保证机具通过性;采用四杆仿形机构,保证播深一致性;采用勺轮式排种器,实现精量播种,保证空穴率小于2%;设计一体式施肥播种开沟器,实现播种和施肥分层实施。田间试验表明,该播种机作业性能达到设计要求。     

滴灌区宽窄行玉米免耕播种带秸秆清理装置设计与试验

针对在滴灌区进行玉米免耕播种作业时,窄行内铺设的滴灌带与秸秆残茬易缠绕形成壅堵、影响播种机具通过性和作业质量等问题,提出适用于滴灌区宽窄行玉米免耕播种带的秸秆清理方法。设计了播种带秸秆残茬分区清理装置,该装置通过纵向错位布置拨草机构对播种带秸秆进行清理,对清理装置作业过程和秸秆抛撒轨迹进行了分析,确定了关键影响因素及参数取值范围;运用EDEM离散元仿真技术,以机具作业速度、入土深度和纵向间距为试验因素,以播种带秸秆清理率为评价指标进行了回归正交仿真试验,建立了响应面数学模型,并进行了参数优化和田间验证试验。结果表明,影响播种带秸秆清理率因素显著性由大到小依次为机具作业速度、纵向间距和入土深度;当作业速度为9km/h、纵向间距为1100mm、入土深度为45mm时,装置作业通过性良好,播种带秸秆残茬清理率均值为87.61%,比模型优化理论值低1.8个百分点,播种带清理宽度为508.0~540.4mm,满足滴灌区玉米免耕播种的农艺要求。     

秸秆粉碎覆盖玉米免耕施肥播种机零部件设计

我国北方一年两熟地区秸秆覆盖较多,玉米免耕施肥播种时容易堵塞,播种质量不稳定,且在秸秆粉碎后的全覆盖的地表播种后容易发生出苗不全、苗生长不壮的问题。为此,设计了一种秸秆粉碎覆盖玉米免耕施肥播种机。该机与66kW拖拉机配套,采用三点悬挂作业,一次性完成秸秆粉碎还田、开沟施肥、播种、镇压等多道作业工序,可解决作业防堵问题,确保播种质量,提高作业效率。     

2BMF-4型秸秆全粉碎玉米免耕播种机的研制

针对目前玉米播种后地表秸秆残留量大以及现有玉米免耕播种机在作业过程中存在的秸秆拥堵、播种均匀性差等问题,采用计算机辅助设计的方法,研究并设计了一种新型秸秆全粉碎玉米免耕播种机.该机可一次性完成秸秆粉碎、施肥、播种、覆土镇压等多项作业,缩短了工序间隔,有利于抗旱保墒,减少拖拉机进地次数,减轻对土壤的压实,减少能源消耗,降低作业成本.为此,从整机作业方案出发,阐述了该机的技术性能、结构特点和工作原理,并对试验结果进行了分析,总结了作业性能.     

高茬黏重稻茬田油菜直播埋茬防堵深施肥复合装置研究

针对长江中下游稻油轮作区油菜直播作业时,因土壤黏重板结,地表前茬水稻留茬高、留存秸秆量大,导致旋耕部件易缠绕,秸秆埋覆率低,致使深施肥铲易挂草壅堵,作业厢面拖堆不平,难以实现深施肥作业。本文设计一种适应高茬黏重稻茬田的油菜直播埋茬防堵深施肥复合作业装置,确定埋茬防堵部件深旋弯刀、浅旋弯刀、防堵直刀和深施肥铲的结构参数及刀片和深施肥铲排列安装方式。利用EDEM仿真分析了机具作业后的秸秆埋覆、空间分布及颗粒肥料深施后的分布深度,结果表明：作业速度为2.5 km/h、耕作深度为150 mm、埋茬防堵部件刀辊转速为345 r/min时,秸秆埋覆率为86.53%、施肥深度为83～106 mm。开展了油菜直播机4种田间作业工况验证试验,结果表明：埋茬防堵深施肥复合作业装置田间作业性能良好,实现了肥料深施,秸秆埋覆率为86.69%～90.35%、厢面平整度为16.48～22.65 mm、施肥深度为87.4～109.5 mm、碎土率为81.24%～92.13%。     

土壤分流式宽苗带小麦少耕播种机设计与试验

为实现长江中下游农业区宽苗带小麦少耕播种需求,本研究结合区域小麦种植农艺特点,设计一种土壤分流式宽苗带小麦少耕播种机。通过对表土盖种装置结构与抛土运动学分析,设计耕抛刀辊结构参数,得到覆盖种带运动学条件;通过对沟土匀摊装置结构及螺旋叶片作用下土壤受力与速度分析,设计沟土匀摊装置结构参数,明确影响播种深度与其稳定性关键因素为终止螺旋极径、螺距、螺旋叶片转速。以播种深度合格率与播种深度稳定性系数为评价指标,运用离散元仿真结合中心组合正交试验,建立播种深度合格率与播种深度稳定性系数回归方程,确定较优参数组合为终止螺旋极径119 mm、螺距140 mm、螺旋叶片转速98 r/min,此时,播种深度合格率为86.38%、播种深度稳定性系数为78.84%。在稻茬离田与稻茬还田两种模式下田间试验表明,机具作业运行稳定,厢沟质量满足小麦后期生长排水需求,镇压辊滑移率良好,试验过程未出现稻茬、秸秆缠绕堵塞现象;两种模式下播种深度合格率分别为83.12%、80.67%;播种深度稳定性系数分别为74.78%、72.25%,满足长江中下游农业区宽苗带小麦少耕播种标准和农艺要求。     

气流输送式小麦免耕播种机设计和试验

设计了2BMG-24Q型气流输送式小麦免耕播种机,采用高压气流输送种子到各播种行的播种单体导种管,实现精少量排种、破茬开沟和种肥分施,能够免耕播种小麦。试验表明：播种深度合格率为88.3%,施肥深度合格率为85.2%。     

宽苗带小麦免耕施肥播种机设计与试验

针对小麦玉米轮作区,玉米收获后小麦种植时间紧张,播种效率低的问题,采用宽苗带播种模式,搅龙型覆土整平机构,设计一种宽苗带小麦免耕施肥播种机,一次进地可同时完成灭茬、施肥、播种、覆土整平、镇压等工作。对苗带灭茬装置的旋耕刀片排布安装进行设计,确定苗带旋耕灭茬的方式;通过EDEM软件对宽苗带分布器排种过程进行仿真,确定分种板的位置参数;对搅龙覆土整平装置进行力学与运动学分析,确定搅龙叶片的螺旋升角取33°。在玉米小麦两熟区进行试验,结果表明,播种深度,种肥高度差和苗带宽度的合格率分别为93.1%,100%和94%,机具通过性良好,各项指标满足农艺要求。     

免耕播种机侧深分层施肥播种部件设计与试验

为减少追肥机具进地次数、最大限度地提高肥料利用率,针对因秸秆残茬分布不均、侧深施肥导致播种带两侧土壤紧实度不一致而引起免耕播种机横向稳定性差、掉垄的问题,设计了一种可以底肥侧位深施、口肥垂直分施的免耕播种机侧深分层施肥播种部件。以直斜错位双圆盘肥种沟开沟器的圆盘直径、圆盘夹角和圆盘倾角为试验因素,以前进阻力、侧向合力及开沟深度稳定性系数为试验指标,对影响机具横向稳定性和作业质量的参数进行分析和试验。结果表明,当圆盘直径为352 mm、圆盘夹角为14°、圆盘倾角为7.5°时,肥种沟开沟器前进阻力为585.96 N、侧向合力为181.95 N、开沟深度稳定性系数为91.46%。样机性能试验表明,种肥垂直距离合格率为91.7%,种肥侧向距离合格率为92.4%,播种深度变异系数为10.7%,播种横向变异系数为28.4%,满足侧深施肥播种质量要求。     

深松少耕棉花施肥覆膜播种机的设计与试验

针对山东棉花产区的抗旱播种和免耕播种的种植条件,研制了采用≥66.2k W拖拉机提供动力的2MBJ-2型深松少耕棉花施肥覆膜播种机。该播种机采用深耕单轴旋耕犁、可控施肥装置、株距可调式仿形播种装置和一体化覆膜装置,可一次性完成耕整地、灭茬、定量施肥、平整地、精密播种、覆膜和膜上覆土等田间作业。在山东省利津农机专业合作社进行田间试验,结果表明:该播种机作业稳定性高,漏播率1.875%,重播率3.45%,株距合格率94.68%,播深合格率89.5%,作业效率0.53~0.8hm2/h,各项技术指标满足铺膜播种机行业标准的要求。     

2BFJ-24型小麦精量播种变量施肥机设计与试验

为了提高冬小麦播种质量与种肥利用率,降低生产成本,针对中原地区冬小麦适度规模种植种肥同播作业方式粗放、效能低的特点,基于CAN总线通信协议下的车载传感器与PIC控制融合技术,设计了2BFJ-24型小麦精量播种变量施肥机,由播种施肥机械部件、种子漏播监测系统、肥料堵塞监测系统、变量施肥控制系统及车载计算机组成。通过红外光电检测可实时监测排种管种子流量情况,通过检测排肥管下端口内介电常数变化可实时获取肥料下落信号;通过集成GPS模块获取机器田间位置信息,结合预先加载的田块处方图,确定当前位置目标施肥量,并基于压力传感与微机控制解算当前施肥量和流量信息,按照机器前进速度实时调整施肥量;最终实现作业过程漏播、堵塞声光报警与精准施肥目的。田间试验结果表明,整机监控系统能够适应复杂田间环境,漏播监测准确率可达91%,肥料堵塞报警误差小于2%,变量施肥准确率超过96%,具有较好的实用性和经济性。     

《全秸硬茬地洁区播种机》团体标准的制定

全秸硬茬地洁区播种机是集秸秆捡拾粉碎、施肥、播种、秸秆均匀覆盖或秸秆行间集覆等多种功能于一体的一种新型复合作业机具，破解了传统播种设备在“全秸硬茬地”工况下作业时存在的缠绕壅堵、架种和晾种的3大技术难题，此为新技术、新装备，而目前国内外尚无合适的相关技术标准作为产品生产和推广检测依据，亟待起草相关标准，以便相关技术更好地得到推广应用。《全秸硬茬地洁区播种机》团体标准的制定，为生产企业和检测部门提供了生产和检测的依据，也为全秸硬茬地播种技术进一步研究和优化提供了依据和支撑。      

花生穴播器播深自动调节装置设计与试验

针对传统花生播种机穴播器工作过程中播种深度调节过程繁琐的问题,设计一种可根据土壤含水率变化做出相应深度调节的播种装置。通过分析调节过程中推杆机构运动轨迹,明确调节深度与转臂角度变化关系,结合花生播深自动控制系统,使穴播器在机具工作过程中可根据土壤含水率变化实现无级调节。选取土壤含水率范围、设置播种深度、机具前进速度为试验因素,播种深度合格率为试验指标进行田间试验,采用Design expert软件对试验结果进行分析,明确各因素对试验指标影响规律,并得出回归曲线方程。试验结果表明：播种深度控制过程中调节效果良好,土壤含水率范围为14%~17%、设定播种深度为3.5 mm、机具前进速度为4 km/h情况下,播种深度具有很好的一致性。当土壤含水率为15.83%,设定播种深度为3.18 mm,机具前进速度为3.91 km/h时,播种深度合格率为最大值98.19%,符合相关国家标准及花生种植农艺要求,为花生精准播种提供参考。     

小麦宽苗带精量播种施肥机设计与试验

为解决小麦宽苗带播种均匀性差和开沟阻力大的问题,设计了一种窝眼轮式精量排种、内四等分输种管间隔输种的小麦宽苗带精量播种施肥机。对关键部件进行了理论分析,并对旋耕覆土过程进行了离散元仿真研究,在此基础上进行了排种器台架试验和整机田间试验。台架试验结果表明,窝眼轮转速为35r/min时,行内播种均匀性变异系数、各行排量一致性变异系数、种子破碎率分别为9.31%、2.30%和0.38%。田间试验结果表明,窝眼轮式排种器配套内四等分输种管提高了种子在苗带上的分布均匀性,播种均匀性变异系数为11.55%,苗带平均宽度为8.2cm,正转旋耕装置能有效清理苗带、避免秸秆杂草堵塞;利用旋耕抛土原理能够实现对种、肥的分层覆土,播种和施肥平均深度分别为3.2cm和9.4cm,种肥深度垂直间距平均值为6.2cm,变异系数分别为4.15%、2.97%和5.48%,较好地实现了种肥分层,整机设计满足大田播种农艺要求。