胡麻籽粒离散元仿真参数标定与排种试验验证

为借助离散单元法优化胡麻机械化生产装备提供胡麻基本参数，该文对甘肃省普遍种植的定亚22号、陇亚10号、陇亚13号3种胡麻籽粒通过试验法测定了胡麻籽粒的基本物理参数（3个方向尺寸、质量密度、体积密度、泊松比、千粒重、含水率、弹性模量）和接触力学参数（恢复系数、静摩擦系数）；通过调整胡麻模型的滚动摩擦系数条件下形成的胡麻堆积角逼近胡麻实际堆积角方法，预测胡麻滚动摩擦系数。结果表明：定亚22号胡麻滚动摩擦系数为0.041 5、陇亚10号为0.042 5、陇亚13号为0.042 0。探讨了胡麻堆积角形成过程中滚动摩擦系数对胡麻与底板接触数量、胡麻动能和重力势能影响变化规律，结果表明：随着滚动摩擦系数的减少，胡麻与底板的接触数量增加，胡麻种群的转动动能呈先增加后减小的变化趋势；减小胡麻滚动摩擦系数，其转动动能增加。通过设计的异型窝眼轮排种仿真和大田试验可知，胡麻平均穴粒数为9.5粒，标准差为1.5粒；大田试验的平均穴粒数为9粒，标准差为1粒。仿真和试验结果的穴粒数平均值的相对误差为5.26%，基本满足西北旱区胡麻播种机械设计参数优化需求。     

双孢蘑菇工厂化生产关键配套装置设计与试验

针对双孢蘑菇工厂化生产过程中有关二次发酵培养料装盘-码盘,托盘在育菇床架收布及双孢蘑菇采摘3个关键作业环节,分别设计了与各环节相配套的培养料连续装盘-码盘装置、培养料托盘机械化收布装置及与机械式育菇床架配合使用的移动式采菇滑车等作业装置,结合双孢蘑菇栽培技术要求确定了该配套装置各关键部件设计参数,并进行了作业性能测试。装置性能试验结果表明:设计的相关作业环节配套装置运行可靠、稳定,培养料压实厚度保持在269.8~281.5 mm,紧实度均值达到491.4 kg/m3,压实均匀性保持在97.38%~99.62%之间,压实效果满足双孢蘑菇后续工厂化生产需求;涉及3个工段的装置基本运行生产时间不超过5 min,提高了双孢蘑菇工厂化生产效率;设计装置产量效应显著,配套装置栽培双孢蘑菇的小区产量均值可达17.61 kg/m2,较传统人工栽培提高了5.79 kg/m2。研究结果将为双孢蘑菇工厂化生产配套装置的设计研发提供参考。     

振铲式马铃薯挖掘机设计与试验

针对西北旱区山坡地、小地块机械化收获水平低以及农户配套动力不足等问题,研究设计便于手扶拖拉机配套的振铲式马铃薯挖掘机,一次性完成马铃薯挖掘、薯土分离、集薯铺条等工序。通过理论分析和数值仿真,对核心的振动挖掘装置、栅条分离筛进行解析和结构优化,确定性能参数。田间试验表明:明薯率为96.5%,伤薯率为1.4%,破皮率为1.7%,生产率约为0.085hm2/h,设计的振铲式马铃薯挖掘机各项指标均满足国家及行业标准要求。     

全覆膜直插式穴播机的设计与试验

为满足全覆膜膜上穴播的机械化作业要求,设计了一款全覆膜直插式穴播机。该机利用组合槽轮机构驱动实现间歇运动,以曲柄滑块机构做直线往复运动进行直插播种,成穴器垂直入土、出土,并在入土到最低端强制开启,实现零速投种,解决了传统滚轮穴播器膜上播种时存在撕膜、挑膜、穴位错孔等问题。全覆膜玉米膜上播种试验表明:整机作业性能优异,关键指标均达到NY/T 987-2006《铺膜穴播机作业质量》标准的要求。     

变径变间距种子玉米脱粒试验台工作参数优化与试验

为提高变径变间距种子玉米脱粒试验台的脱粒效率,降低脱出籽粒损失率,利用Design-Expert软件中Box-behnken试验设计原理,以脱粒轴转速、喂入量、板齿间距为影响因子,脱净率和破碎率为响应值,设计三因素三水平试验优化方案,建立各影响因子及交互作用对脱净率、破碎率的二次回归模型,并对模型进行方差分析,得出试验台最佳脱粒参数,并进行脱粒试验。结果表明:各影响因子对脱净率影响显著性主次依次为:脱粒轴转速、喂入量、板齿间距;各影响因子对破碎率影响显著性主次依次为:脱粒轴转速、喂入量、板齿间距。该机最优工作参数为:脱粒轴转速194～245 r/min,喂入量1.98～3.7 kg/s,板齿间距110～166 mm,此时脱净率为99.82%,较优化前增大0.04%～0.64%;玉米籽粒破碎率为0.30%,较优化前降低0.03%～0.32%,符合玉米脱粒机基本作业标准。     

垄畦覆膜种行覆土党参种苗移栽机的设计与试验

针对党参覆膜移栽无机可用的问题,结合西北黄土高原旱区党参垄畦覆膜、种行覆土抗逆栽培模式,设计了一种具有开沟、播苗、起垄、整形、覆膜、种行覆土功能的党参种苗移栽机。对样机关键部件进行了分析与设计,确定了尖角长翼型开沟器、整形镇压、膜上覆土等装置的结构及工作参数,解析了核心部件作业机理。田间试验表明,设计的垄畦覆膜、种行覆土党参种苗移栽机埋苗率为4.1%,露苗率为2.6%,栽植合格率为92.0%,栽植深度合格率为87.5%,膜边覆土厚度合格率为95.9%,膜边覆土宽度合格率为96.3%,生产率约为0.14 hm~2·h~(-1)。田间性能试验指标均达到国家和行业标准要求,试验结果满足设计要求。     

一种振动式苜蓿地土壤—根系破碎机设计

针对目前苜蓿多年种植地土壤板结加剧,致使耕地土层结构密实且坚硬,压实效应过分显著,所引起犁底层坚硬,土壤容重增大,土壤营养成分迅速下降等问题,基于传统深松技术的基础上进行创新研究,设计出一种自激振动式苜蓿地土壤—根系破碎机。通过对破碎机的工作原理和根系破碎过程进行分析,计算确定主要结构参数,并对灭茬装置、整地碎土装置、限深装置等关键部件进行设计,以期为苜蓿地土壤—根系复合体机械化耕作机具的研发提供参考与借鉴。     

气吸式覆膜精量油菜播种机排种性能试验与优化设计

针对目前高寒地油菜播种机普遍存在的重播漏播率高、人工劳动强度大、生长期缺水等问题，研究设计了一种气吸式精量播种机，一次性完成膜上播种、施肥、滴水灌溉、覆膜。分析了播种机主要结构、工作原理，对其关键部件进行结构设计，以排种盘转速、气吸室负压、排种盘型孔直径为试验因素，利用软件优化分析获得合理参数组合。结果表明：播种机排种盘转速197 r·min^-1、气吸室负压2.5 kPa、排种盘型孔直径1.2 mm时，田间播种合格率为93%、重播率3%、漏播率1%，播种质量较好。田间试验表明上述参数组合下排种器工作性能满足油菜播种机工作性能要求，该研究为油菜精密播种机的研究和设计提供了理论和技术参数。     

基于MBD-DEM的胡麻喷药机越障性能仿真分析

为探究四轮自走式胡麻喷药机越障性能,采用多体动力学(MBD)和离散元(DEM)耦合法对其进行仿真,分析机身质心位移及速度变化、前轮速度及加速度变化过程。结果表明:在越障过程中机身运行平稳,最大行走速度0.45 m/s,最小速度为0.05 m/s;左、右前轮在单独驱动马达提供动力时受颗粒床体影响会产生行走速度差,最大为0.08 m/s。行驶过程中左右前轮加速度数值保持一致,但加速度曲线比速度曲线变化更剧烈。