我国间作播种机械化技术及装备探析

农作物需求增加、人均耕地面积减少等现象导致我国农业生产中出现了粮油争地、粮棉争地等矛盾,研究表明间作种植技术的出现能够大幅度地缓解这些矛盾.目前,在我国整个农业生产过程中对单一作物的播种机械化研究较多,针对间作播种机械化的深入研究较少.基于此,针对国内几种主要的典型间作种植模式进行研究分析,并阐述其主要种植农艺要求、种植模式特点和主要种植区域等,综合分析当前间作播种装备的发展现状,列举几种不同类型的间作播种机械,对其作业功能、性能特点和机械参数等做出研究分析,同时对我国间作播种机械化发展进行展望,以期推动间作种植机械化发展.     

玉米-花生间作播种机折叠机架的设计与仿真分析

根据玉米-花生间作播种机设计要求,结合平行四边形平动原理,设计了一种玉米-花生间作播种机用水平折叠机架,用于解决玉米-花生间作播种机幅宽的问题.通过矢量方程法分析该折叠机构的运动特性并根据机架折叠和平放的要求对机架进行液压驱动系统设计.利用Ansys有限元分析软件对设计出的水平折叠机构进行应力和模态分析,结果显示,机架承受的最大应力、产生的最大形变量及最大应变均可满足设计要求,且机架固有频率与外界激励相对比,工作时不会产生共振现象,能有效延长播种机的使用寿命,提高播种机的工作效率.     

油莎豆种子籽粒离散元仿真参数标定与试验

为了解决新型油料作物油莎豆排种器设计过程中种子物理参数不清及仿真参数与实际差异较大，造成模拟试验不准确，制约油莎豆排种器的发展的问题，测定了油莎豆种子的几何参数、弹性模量、泊松比、摩擦因数、碰撞恢复系数和休止角。以截面圆跳动法测出油莎豆种子精确外形轮廓并建立仿真颗粒模型，通过离散元仿真参数标定得出油莎豆种间静摩擦系数为0.662,油莎豆种间滚动摩擦因数为0.024。通过休止角试验验证，得到误差为1.61%,较标定前降低92.9%。通过排种仿真试验、排种器试验台试验和播种田间试验验证，得到仿真重播指数相对误差为3.79%、4.64%,漏播指数相对误差为6.81%、8.64%。由此表明，油莎豆仿真参数标定值可靠，可为油莎豆单粒精播排种器设计优化提供参考。     

油莎豆窝眼轮式排种器设计与试验

由于油莎豆种皮凹凸不平，导致摩擦力较大、充种效果较差、充种过程中极易堵种等问题。为此，针对油莎豆种子物理特性并结合油莎豆农艺要求研发一种油莎豆窝眼轮式排种器，对窝眼轮式排种器的关键部件进行了参数设计。以型孔角度、窝眼轮转速、型孔数为试验因素，以合格率、漏播率为评价指标，进行了三因素三水平二次正交旋转组合试验，分析排种器的最佳性能参数，并采用多目标优化方法，确定了影响合格指数、漏播指数、重播指数的因素主次顺序为窝眼轮转速、型孔数和型孔角度。最优参数组合为窝眼轮转速21.86r/min、型孔数9.463、型孔角度101.68°,此时合格指数93.4%、漏播指数2.6%、重播指数4.0%。对优化结果进行台架验证试验，结果表明：在型孔角度为100°、窝眼轮转速为22r/min、型孔数为10时，合格率为92.16%,漏播率为3.71%,重播率为4.14%,各项指标均满足农艺要求，优化后取值可靠。     

花生复收机械分离清选装置设计与试验

针对花生在机械收获的过程中存在丢果率高、人工复收成本高等问题，且在复收时没有较好的分离清选装置，根据花生荚果的物理特性结合花生收获的农艺要求设计了一种用于复收的分离清选装置，并对其关键的部件进行了参数选择和机构设计。以前进速度、倾斜角度、滚筒转速为试验因素，以含土率、破损率、漏果率为试验指标对装置进行了三因素三水平二次正交旋转组合试验，分析其在作业状态下能达到最佳性能的工作参数，采用多目标优化方法，确定了前进速度、倾斜角度、滚筒转速与含土率、破损率及漏果率之间的相互关系。试验结果表明：在行进速度为1.48m/s、倾斜角度为20.32°、滚筒转速为275.82r/min时，装置的复收效果最好，此时的含土率为1.66%,破损率为1.30%,漏果率为2.32%。     

基于Fluent的韭菜气吹清洗系统的设计与试验

目前,国内部分根茎类蔬菜清洗技术已经有了不错的进展,但叶菜类等易损伤蔬菜的清洗技术进展缓慢,急需清洗技术相关的理论体系与设备。为此,创新性地采用气吹式清洗方法,运用Fluent软件分析计算得到流场结果与韭菜的风压分布,确定了韭菜受力最大值集中点,即分别在迎风面、韭菜叶中部、根部及正对喷嘴的位置,且这些位置在实际中会产生一定的位移量。同时,结合速度云图与筛网空隙反馈,提出优化喷嘴流速的解决方法并通过三因素二次旋转正交组合试验与台架试验综合测得数据:当清洗量为0.993kg、清洗时间为46.693s、气吹强度为2.391m/s时,气吹效果最好,洗净率86.3%,破碎率3.5%。研究结果为易损伤蔬菜的清洗方法与流程提供了理论基础与方向。