鲜食玉米果穗收获负压除杂装置参数优化与试验

针对现有鲜食玉米收获机在收获果穗时，果穗中含有茎叶等杂质，影响运输、贮存和后续加工等问题，采用轴流风机负压除杂技术去除果穗中的茎秆和茎叶等杂质，同时在除杂装置内增加动、定刀，切碎杂质，便于后续的打包回收利用，并对风机负压除杂装置进行了性能分析和参数优化。通过对动、定刀进行动力学分析，对动、定刀数和刀间隙进行分析，确定了该装置的风机转速范围为1326~1573r/min，动、定刀间隙20mm，定刀数为3~8。采用二次回归正交组合试验方案，以风机转速、定刀数、喂入量为试验因素，以果穗含杂率和茎秆切碎长度合格率为试验指标进行台架试验，通过分析各因素对指标贡献率，得到影响茎秆切碎长度合格率的主次顺序为喂入量、风机转速、定刀数，影响果穗含杂率的主次顺序为风机转速、喂入量、定刀数。建立了参数优化数学模型，利用Optimization模块优化得出，当风机转速为1524r/min、单排定刀数为4、喂入量为7.6kg/s时，茎秆切碎长度合格率为96.8%，果穗含杂率为0.69%。对优化后的参数组合进行了5组验证试验，得到茎秆切碎长度合格率平均值为96.2%，果穗含杂率平均值为0.71%。相比于传统收获机，该装置使果穗含杂率降低了23.3%，说明该优化参数能够满足鲜食玉米果穗收获和茎叶青贮相关技术要求。     

玉米苗期收膜机的研制

随着玉米大垄双覆栽培技术的推广和应用，玉米苗期收膜问题亟待解决。阐述了玉米苗期收膜机的总体结构、工作原理及主要工作部件的设计，对设计和试验中存在的一些问题加以分析；并进一步探讨了推广和应用玉米苗期收膜机的有效措施。     

高垄平台联合作业机的研究设计

“高垄平台”耕法是治理低湿易涝地的有效手段。为此,给“高垄平台”耕法配套了主要作业机具—播种机,以保障此耕法的顺利实施,保障低湿易涝地丰产丰收。对机器的总体配置和关键部件进行具体设计和试验。经过3年试验表明,该机器增产效果明显,具有很好的推广前景。     

自然冷资源低温储藏仓设计与稻谷储藏试验

为解决稻谷在高温干燥和储藏过程中品质损失问题,设计了自然冷资源低温储藏仓,利用冬季环境下形成的自然冰为高含水率稻谷制冷,以减少高温干燥稻谷工序并减少储藏期间稻谷的品质劣变。试验检测自然冷资源低温储藏仓内稻谷的储藏品质与加工品的变化,并与传统常温仓做对比,结果表明:所设计的自然冷资源低温储藏仓供冷均匀、能耗低、无污染,其制冷系统的能效比为3.54;初始含水率为16.5%的高含水率稻谷在自然冷资源低温储藏仓中能安全储藏5个月,平均含水率呈缓慢下降趋势,最终达到(15.1±0.5)%;自然冷资源低温储藏仓中稻谷粮温稳定,平均粮温为9.8℃;储藏期结束后,稻谷脂肪酸质量比为18.3 mg/(100 g),发芽率为86.75%,霉菌总数为5.1×104CFU/g,自然冷资源低温储藏仓中稻谷的出糙率和整精米率比常温储藏的稻谷分别提高了5.41个百分点和9.57个百分点,裂纹率比常温仓的稻谷降低了13.88个百分点,自然冷资源低温储藏仓中稻谷的储藏品质和加工品质显著优于常温仓中稻谷。     

玉米免耕播种机秸秆预处理装备研究

由于东北地区在秋季收获后至次年春季播种期间气温较低,导致地表的大部分玉米秸秆无法腐烂,如果处理不当,会影响后期的播种和中耕除草作业。针对上述问题,通过分析国内外免耕播种机防堵机构的优缺点,设计一款新型垄作地表秸秆保护性耕作处理机,该机利用横向推移机构将垄台秸秆推至垄沟位置,利用破茬杆对种带根茬进行挖掘破碎,之后对垄沟秸秆喷洒腐熟剂并利用搅拌刀轴充分搅拌和镇压;选取关键因素进行田间试验,对试验数据进行分析可得:破茬杆间距为26 mm、破茬杆螺距为105 mm、驱动轴转速为500 r/min时秸秆覆盖率3.45%、根茬粉碎率88.91%,此时达到最优;该装备的成功应用,为保护性耕作技术在东北垄作地区的大面积推广提供技术支持。     

玉米秸秆粉碎抛撒装置工作参数优化及试验

设计了玉米籽粒联合收获机秸秆及杂余物粉碎抛撒装置,并探究其工作性能。以粉碎长度合格率、功率消耗为指标,以动刀线速度、刀片厚度、动定刀重叠量为试验因素,进行了中心复合表面组合试验。利用Designexpert软件平台对试验数据进行分析,得到了可信的回归数学模型,通过响应曲面法分析了因素及其交互作用对玉米秸秆粉碎抛撒装置工作性能的影响规律。利用遗传算法NSGA-Ⅱ对回归数学模型进行多目标优化,获得较优的工作参数组合,即动刀线速度为47.61m/s,刀片厚度为5.8mm,动定刀重叠量为30mm,粉碎长度合格率为87.72%,功率消耗为6.21kW。验证试验结果表明:其相对误差分别为1.4%、3.0%,优化结果为可信。田间验证试验结果表明:粉碎长度合格率与优化结果相对误差为2.73%,抛撒不均匀度为16.30%,满足玉米秸秆粉碎抛撒装置工作性能要求,为进一步研究提供了依据。     

锥型被动旋转式浅松装置设计与试验

针对垄作免耕播种后,中耕时期对作物根系附近土壤的浅松作业,研究设计了一种锥型被动旋转锄齿式浅松装置,以达到浅松和除草目的。作业时,外嵌锄齿锥形滚筒贴合垄侧,利用锥形滚筒的结构特性,增强锄齿在土壤作业过程中的滑移作用,以减小土壤扰动及耕作阻力、降低动力消耗及增强作业效果。为此,对外嵌锄齿锥形滚筒进行结构和参数研究,采用正交试验,以前进速度、弹簧镇压力、锄齿环间距为因素,以土壤坚实度差、入土深度稳定性为指标,利用Design-expert软件平台进行试验数据处理与分析。结果表明:在土槽试验车前进速度为1.0m/s、弹簧压力920N、锄齿环间距42mm时,土壤坚实度差达到29.8N/cm2,入土深度稳定性93%,参数优化结果可满足中耕作物苗期浅松作业的性能要求。     

勺式取种与活塞扎穴组合式水稻排种器的设计与试验

针对现有水稻旱直播排种器存在问题,设计一种勺式取种与活塞扎穴组合水稻旱直播排种器,分析排种器总体结构与工作原理,建立传动机构数学模型,通过分析排种器关键部件取种勺取种性能,建立勺头直径数学模型并确定影响取种勺取种性能试验因素。运用EDEM软件以排种轴转速、种勺深度、勺头倾角、勺颈倾角为试验因素,排种合格率、重播率、漏播率为试验指标作虚拟正交试验,分析排种器作业过程中重播、漏播问题主因,得到排种性能优化水平组合为排种轴转速20 r·min-1、种勺深度8 mm、勺头倾角150°、勺颈倾角118°。室内试验验证优化水平组合:排种合格率89.73%、重播率7.61%、漏播率2.66%,满足精密播种要求。     

玉米苗期收膜机结构设计与试验

为解决玉米苗期收膜机卸膜工序复杂、困难的问题,设计出一种新型既捡拾又卸膜的机构,建立了玉米苗期收膜机的三维模型,并应用ADAMS软件进行虚拟样机的仿真,得到该机构的相对和绝对运动轨迹。对苗期地膜进行地膜力学特性试验,测出地膜的撕断力FΔ和延伸率δ,并通过对捡膜齿出土过程的力学分析找出捡膜齿对残膜水平作用力F与残膜捡拾滚筒最大角速度ω之间的关系。同时,以玉米苗期残膜捡拾机为研究对象,设计了玉米苗期残膜捡拾卸膜机构,选取机具的前进速度、入土角度、入土深度为影响因素,以地膜收净率和伤苗率为试验指标进行土槽模拟试验。结果表明:该机设计简单、合理,收膜效率高,能够满足预期的设计要求。     

2BZ—4大豆窄行精密平播机的研制

针对大豆窄行精密平播的增产原理，设计了一种新型播种机。该机主要用于大豆的窄行密植平播作业，同时也适合于大垄密植作业；并能一次完成深构、分层深施肥、精量点播、覆土及镇压等作业。实践表明，该机具有明显的降低成本和增产效果。