玉米空间分层施肥装置结构优化与试验

针对玉米分层施肥作业中开沟宽度大、回土效果差导致的肥料分层效果不明显、各层肥量难以控制等问题，设计了一种各层肥量可调的空间分层施肥装置，肥料可在土壤中形成半包围种子的分布状态。通过理论分析和设计计算确定了空间分层施肥装置的基本结构参数，明确了影响分层施肥装置内肥料颗粒运动的主要因素。运用离散元法对分层施肥装置工作过程进行仿真分析，选取施肥调节片前端宽度、后端宽度和安装角为试验因素，以上层和中层排肥口出肥量为试验指标，进行二次正交旋转组合仿真试验，建立了试验指标与影响因素的回归模型，仿真结果表明，当施肥调节片前端宽度为3.61mm，后端宽度为21.52mm，安装角为43.23°时，上、中、下3层排肥口施肥量比例为最佳施肥比例3∶3∶4。为验证仿真分析结果，在不同作业速度和不同施肥量条件下，进行了空间分层施肥装置的样机性能试验，试验结果表明，空间分层施肥装置能够实现各层肥量的目标施肥配比，在不同作业速度和不同施肥量下各层施肥量变异系数不大于4.3%，各层肥料深度误差在10mm以内，各层肥料横向距离误差在6mm以内，工作性能稳定。     

异速对辊式玉米秸秆粉碎还田装置设计与试验

针对玉米秸秆量大、韧性强,导致还田后秸秆粉碎不均匀影响后续整地和播种等问题,该研究提出了一种异速对辊及动态双支撑形式的玉米秸秆粉碎还田方式,并研制了相应的玉米秸秆还田装置,主要由捡拾粉碎单元、对辊滑切支撑单元、支撑板和机壳等组成。在异速动态双支撑条件下,通过对作业过程中玉米秸秆动力学分析和秸秆漏捡面积分析,对捡拾粉碎刀和对辊滑切支撑刀进行设计,建立了影响秸秆粉碎合格率的数学模型。以捡拾粉碎刀转速、L型甩刀折弯角、L型甩刀刃口长度和滑切支撑刀滑切角为因素,秸秆粉碎合格率为试验指标进行Box-Behnken试验。田间试验结果表明:当滑切支撑刀滑切角45°、捡拾粉碎刀转速1 700 r/min、L型甩刀刃口长度45 mm和L型甩刀折弯角40°时,玉米秸秆粉碎合格率为92.58%,与预测值误差5%,满足国家标准要求。该研究提出的秸秆粉碎还田方式和研制的秸秆粉碎装置为玉米秸秆粉碎还田机设计和优化提供新的方案和技术支撑。     

固定垄保护性耕作机具的研究现状

固定垄保护性耕作作为一项将保护性耕作、固定道和垄作沟灌等技术相结合的新型农业生产体系,对于促进农业的可持续发展具有重要的现实意义。为此,总结了国内外起修垄机具、垄作播种机以及其他配套机具的研制和应用情况,并对存在的问题进行了探讨,以期为固定垄保护性耕作机具的研制提供参考。     

稻茬地双轴驱动防堵式小麦免耕播种机

针对稻茬地土壤粘重、根茬量大韧性强的特点和免耕播种作业的要求,基于旋转部件的铣切、冲击、破碎和抛撒原理,应用带状旋耕和粉碎技术,设计了稻茬地双轴驱动防堵式小麦免耕播种机,一次完成切茬、开沟、防堵、主动覆土和镇压等功能.田间播种性能试验表明,带状旋耕能较好地完成切茬、开沟作业,粉碎装置将收集到的土壤进行了有效的二次粉碎和抛撒,实现了均匀覆土的功能,播种深度和施肥深度变异系数分别为4.33％和2.73％,机具的通过性满足农艺要求.     

方草捆压捆机打结器空间参数研究

以D型打结器为对象,在打结器时序研究的基础上对打结器空间结构布局进行了研究。通过打结器工作原理分析,确定了保证D型打结器成结八大动作顺利实现的各关键空间结构参数关系,建立了打结器参数化模型。以mathematica 8.0为工具对空间关键轴参数进行设计,最终确定了具有不同空间参数的机架Ⅰ和机架Ⅱ。两机架配合New Holland其他零件后进行了打结试验。结果表明,在室内,机架Ⅰ的成结率比机架Ⅱ低1.0%,但相同预紧力下,其所成绳结平均可承受拉力比机架Ⅱ所成绳结提高了13.9%;在田间,机架Ⅰ成结率比机架Ⅱ低4.0%,但其所成绳结可承受拉力比机架Ⅱ高2.5%。田间所成绳结的平均可承受拉力比室内成结高94.2%~115.9%,表明预紧力及成结过程外界对捆绳的附加拉力会影响最终绳结可承受拉力。     

后悬挂农具田间试验平台

为了解决现有后悬挂农具测试系统测试项目少和试验平台少的问题,在汲取其他试验平台设计经验的基础上,设计了一种牵引式多挡位后悬挂农具田间试验平台。根据静力学平衡原理,绘制了试验平台液压三点悬挂性能曲线;并在田间拖拉机、田间试验平台、试验平台悬挂2BDM-12型小麦对行播种机、试验平台悬挂2BMSF-12/6型免耕施肥播种机等4种工况下进行了转向操作性、行驶直线性和动力输出轴最高转速等功能试验。4种工况下转向操作性不变,加装试验平台后转向操作性、行驶直线性和最高转速虽有变化但在允许范围之内。试验结果表明该田间试验平台设计满足后悬挂农具田间试验功能要求。     

华北一年两熟区免耕开沟种床对农田作物生长的影响

2008~2010年在北京市大兴区研究了免耕开沟种床对土壤水分、作物生长、产量和水分利用效率的影响。试验结果表明：免耕开沟种床能增强土壤蓄水保墒能力,与翻耕种床相比,0~30 cm土层土壤体积含水率提高0.2%~2.7%,促进了作物生长,其中免耕播种开沟深度为20 cm的种床优势最为明显,相对翻耕种床可提高冬小麦产量2.4%和水分利用效率7.4%、夏玉米产量1.2%和水分利用效率1.5%。研究表明,华北一年两熟区免耕播种的适宜开沟深度为20 cm。     

垄台修复中耕施肥机关键部件的改进与试验

针对东北垄作区原垄免耕播种后,垄形破坏,玉米出苗后需进行垄台修复施肥,但作业过程中存在机具堵塞严重,行间玉米秸秆被机具挑起伤苗,以及机具作业过程中动力消耗大等问题,设计改进了垄台修复中耕施肥机的关键部件,优化了关键参数.田间试验表明:平板直刀型破茬松土方式动力消耗小、防堵效果好,采用的凹面双圆盘进行垄形修复,起土效果好,能够有效防堵.     

垄作区几种保护性耕作种植模式研究

主要对东北垄作区实施保护性耕作技术种植玉米试验进行了分析和评价.试验结果表明:在东北垄作区实施保护性耕作技术是可行的,能够增加作物产量,减少作业成本.与传统耕作模式相比,碎茬覆盖模式的产量增加了14.96%,高留茬模式增加了9.5%,而作业成本碎茬覆盖模式减少了29.4%,高留茬模式则减少了23.5%.比较各项指标,碎秆覆盖模式更加体现出了保护性耕作技术的优越性,具有更好的推广前景.     

秸秆条带捡拾粉碎深埋装置设计与试验

针对东北黑土区保护性耕作秸秆还田条件下,地表秸秆量大导致免耕播种过程易雍堵、播种后地温提升慢等问题,提出了一种秸秆条带捡拾粉碎深埋方式,通过捡拾粉碎机构将地表部分秸秆捡拾粉碎,由罩壳处筛孔完成土秆筛分,集秆螺旋器进行秸秆的定向集运,最后经运秸风机实现秸秆输送深埋。本文对粉碎刀结构、排列方式和转速等关键参数进行确定,对粉碎刀轴的秸秆漏捡区域面积展开分析,通过理论分析和离散元单因素仿真试验明确了集秆螺旋器转速与其所受扭矩和秸秆运动速度之间的关系,初步确定了螺旋器转速为900~1100r/min,设计了开沟铲的结构参数,并利用离散元全因素仿真试验模拟了作业速度与开沟深度两因素间与表层土壤颗粒运动及开沟铲受力之间的关系,以作业速度、开沟深度和螺旋器转速为因素,秸秆深埋合格率为试验指标进行Box-Behnken试验。田间试验结果表明,当前进速度为3km/h、开沟深度为290mm、螺旋器转速为1000r/min时,其秸秆掩埋合格率为64.2%,其预测值约为67.4%,误差小于5%,满足设计需求。研究成果为东北黑土地保护性耕作推广提供了新的方案和技术支撑。