耕耘整地复式作业机的研发

针对新疆兵团农业产业结构调整,保护性耕作对大功率拖拉机配套复式作业机具的迫切需要,研发了一种耕作阻力较小、可以一机多用的新型耕耘整地复式作业机具。阐述了国内外机具的发展概况,介绍了耕耘整地复式作业机的研究内容和技术性能指标,进行了效益分析,并对其应用前景进行展望。     

翻转双向超深耕犁的研发

针对当前新疆兵团农业生产对超深耕深翻作业机具的急需,新疆农垦科学院机械装备研究所研发一种耕作阻力较小、可一机多用的新型翻转双向超深耕犁耕作业机具。该机具采用层耕作业形式,能够有效减轻工作阻力,降低能耗,节约作业成本。     

2FQ-5多层施肥机的设计与试验

【目的】研制一种适合秋季耕作精准对行分层施肥技术的配套施肥机,保证秋季施播的肥料能在不同耕深的土壤层中充分融合,提高肥料的利用率,增加作物产量.【方法】对2FQ-5多层施肥机的整机结构和关键部件进行设计,理论分析肥料颗粒在分层施肥器中的受力情况,利用ADAMS仿真软件对肥料颗粒在分层施肥器中的运动情况进行分析.通过田间施肥对照试验,比较不同施肥方式下作物的产量.【结果】肥料颗粒在仿真运动中,脱离螺旋导肥叶片时,偏离x方向角度为65.7°,脱离点速度为372.35mm/s;新施肥技术处理的地块,棉花平均蕾铃脱落率比对照地块低4.15%,增产率达4.63%,投入产出比为1∶5.27.【结论】2FQ-5多层施肥机可实现分层施肥作业,新型施肥技术可使棉花产量大幅提高,对棉花生长具有明显的促进效果.     

残膜捡拾压缩车及其作业工艺设计与试验

为解决残膜回收时捡拾率低、机具集膜箱存储量小、机械化作业过程不连续等问题,研制了一种棉田残膜捡拾压缩车,该机主要由清杂机构、捡膜机构、脱膜输送机构、压缩机构等组成,可同时完成残膜杂质分离、残膜捡拾、脱膜输送和压缩作业.通过对样机关键作业部件的设计,确定了清杂辊、捡膜机构和脱膜输送装置的结构及工作参数,并分析了机具作业过程.样机分别在3种残膜分段回收工艺:搂集—捡压、秸秆还田—搂集—捡压、秸秆还田—捡压中进行试验,田间试验表明,机具作业速度在5~7 km/h,清杂辊转速为240 r/min,捡膜机构转速为90 r/min,脱膜辊转速为1000 r/min时,在回收工艺一搂膜距离≤40 m,回收工艺二搂膜距离≤60 m时,膜堆残膜捡拾率大于80%,清杂率大于78%;在回收工艺三中,棉杆残留根茬高度≤80 mm时,未集堆地表残膜捡拾率达到88.21%,机具缠膜率小于2%,机具可一次性捡拾压缩回收8 hm2田间残膜.     

犁体耕作阻力模型仿真分析与试验研究

为进一步提高犁体耕作性能,分析影响犁体耕作阻力的因素,基于摩尔-库仑土壤剪切理论,建立了包含犁体结构参数、土壤物理特性和犁体工作参数的耕作阻力模型,耕作阻力表达式包含了犁铲尖和犁铧切削土壤阻力、土壤在犁壁上产生的摩擦力和翻垡过程土壤动量变化产生的阻力、犁壁翻垡使土壤势能增加产生的阻力、作用在犁铧和犁壁上的横向力产生的摩擦力、土壤横向运动对犁壁产生的阻力。基于新疆玉米地土壤物理特性,建立了两种高速犁体A和B的耕作阻力方程,在不同耕宽（0.35、0.42 m）、耕深（0.255、0.305 m）和耕速(2.22、2.5、2.78 m·s^-1)作业条件下对耕作阻力进行了理论、仿真和试验研究,分析了犁体耕作阻力的影响因素,结果表明,仿真值与计算值的平均误差为3.37%,试验值与计算值的平均误差为7.18%,试验值与仿真值的平均误差为3.71%。犁体耕作阻力与铧刃角呈非线性增长关系;与耕深呈三次函数增长关系;与耕速呈二次函数增长关系;犁体耕作过程的功率消耗与耕速呈三次函数的增长关系。提出设置合理的安全系数（s_f）,使拖拉机配套功率P_s     

滚杠式红枣分级机的试验方法

总结了测试红枣分级机性能的试验方法,以期为方便准确地测试红枣分级机的各项性能提供参考。     

新疆农田粉土离散元仿真参数标定

【目的】标定新疆地区粉土离散元仿真模型,量化分析农业机械触土部件与土壤的相互作用。【方法】采用EDEM离散元仿真软件,运用斜坡试验标定土壤与触土材料（65 Mn）之间的接触参数,堆积角试验标定土壤与土壤之间的接触参数,以斜坡滚动距离为优化目标进行回归分析。【结果】土壤与65 Mn之间离散元模型参数的一种优化组合为恢复系数0.51,静摩擦系数0.56,动摩擦系数0.08,JKR表面能4.12;以堆积角为优化目标,土壤之间离散元模型参数的一种优化组合为恢复系数0.57,静摩擦系数0.65,动摩擦系数0.23,JKR表面能4.49。滚动距离和堆积角的误差分别为6.05%、1.28%。【结论】在建立的仿真模型条件下,在8、9、10 km/h作业速度下,犁体仿真试验与实际试验的工作阻力相对误差为5.69%、5.95%、6.49%,建立的模型真实可靠。     

1LFT-555型液压翻转栅条犁的设计与试验

针对当前农业生产需求及147kW以上拖拉机配套液压翻转犁依赖进口的现状,研制了1LFT-555型液压翻转栅条犁。该机翻转可靠性高,操作简单,主犁体采用栅条式结构,翻垡覆盖效果好,耕作阻力小。田间试验结果表明:该机和不同功率及多种轮距的拖拉机配套使用,作业速度可达10.8km/h,犁耕作业效果好,在棉花地和水稻地的耕深稳定性系数及耕宽稳定性系数均达到了95%以上,在棉花地的碎土率也达到了90%以上。该机各项性能指标达到国家有关标准的要求,为147kW以上拖拉机提供了配套犁耕机具。     

排种式撒肥机的设计与应用试验

根据我国目前农田作业的实际现状,研制开发了由地轮驱动的排种式撒肥机。对该型撒肥机的撒肥量、撒肥幅宽、行走速度、工作效率实地测试,结果其各项主要技术指标都达到了设计标准要求,通过田间实地试验对存在的问题进行了分析、研究,并对机具进一步改进、完善,充分发挥出撒肥机的优良性能,从而为操作使用撒肥机提供了实际参考依据。     

新疆棉田耕后土壤模型离散元参数标定

为提高耕后分层施肥开沟覆土过程离散元仿真模拟的准确性,采用EDEM离散元软件对分层施肥作业土壤的堆积和滑落过程进行仿真模拟,来标定土壤接触参数。通过通用旋转中心组合试验,采用 Design-Expert 软件对试验数据进行回归分析,以实测土壤休止角、土壤与65 Mn钢滑动摩擦角为优化目标,获得最优的离散元接触参数组合为：土壤间恢复系数0.48、土壤间滚动摩擦系数0.56、土壤间静摩擦系数0.24、土壤与65 Mn钢间恢复系数0.5、土壤与65 Mn钢间滚动摩擦系数0.1、土壤与65 Mn钢间静摩擦系数0.31。为验证标定优化的离散元模型参数的准确性,对土壤堆积试验和滑落试验进行仿真试验与实际试验对比,两者相对误差分别为1.7%和2.5%;并在最优标定参数组合条件下,采用离散法仿真模拟分层施肥装置的开沟覆土过程,获得分层施肥装置5、6和7 km/h作业速度下,仿真试验和田间试验的工作阻力相对误差分别为10.2%、7.95%、7.04%,误差在可接受范围内。仿真试验和田间试验开沟覆土效果基本一致,验证了土壤参数标定的准确可靠,可为后期分层施肥装置减阻研究提供理论基础和技术支持。