紫云英绿肥盛花期埋切翻压组合作业机设计与试验

为实现紫云英绿肥规模化种植区域的绿肥高效、低耗机械化翻压,基于前端埋切、后端翻压的结构配置思路,设计了一种无动力输入的紫云英绿肥盛花期埋切翻压组合作业机。对盛花期紫云英生物学特征及压切特性开展研究,进而设计了辊筒组件、前悬挂连接组件、栅条式翻转犁等主要工作部件;通过理论计算和力学分析,得到实现紫云英茎秆顺畅埋切的压切辊半径为305 mm、压切刀滑切角范围为34. 3°～55. 7°;采用水平直元线法设计了栅条式犁体曲面,推导得到导曲线抛物线方程,并绘制了犁体直元线角变化规律图。紫云英绿肥盛花期田间翻压试验结果表明:在机具作业速度为5. 8～6. 0 km/h条件下,茎秆切断长度合格率92%,耕宽稳定性变异系数3. 7%,耕深稳定性变异系数5. 6%,土垡破碎率85. 6%,植被翻压覆盖率98. 3%,试验指标均符合国家和行业标准要求。设计的埋切翻压组合作业机工作效率可达0. 67～1. 20 hm2/h,在翻压质量和组配方式上明显优于目前我国常用的畜力犁、铧式犁、旋耕机等翻压方式,具有很好的推广应用价值。     

农业物料挖掘收获机研究现状及展望

农业物料挖掘收获机是农业机械的重要组成部分,被广泛应用于各类农业物料的收获作业中。为此,在大量查阅相关文献的基础上,综述了国内外农业物料挖掘收获机的研究现状,主要介绍了铲栅一体式、铲链组合式、铲筛组合式3种常见挖掘收获机的结构与工作原理,分析了存在的问题并给出了建议,旨在为农业物料挖掘收获机的优化与改进提供参考     

筒状固定床花生通风干燥性能指标模拟与分析

为了解筒状固定床花生干燥机理、作业性能,确定合理的结构和通风参数,根据干燥过程花生荚果和介质空气间的热质传递关系,以PDE模型为理论基础,建立了适用于筒状固定床花生通风干燥计算机模拟的离散模型,该模型可计算花生干燥实时状态及批次干燥耗时、不均匀度、生产率、单位质量能耗等干燥指标。经试验验证,模型模拟结果与试验结果基本相符,料层花生平均含水率和温度模拟值和试验值的相关系数r>0.975,模型模拟可用于筒状床花生干燥过程分析。在此基础上,分析了单位面积通风量、筒状固定床外径、内径变化对上述指标的影响。结果表明:受介质空气温度降低和相对湿度增加影响,内层物料干燥起始时间和干燥速率存在一定的滞后性,但单位面积通风量沿通风方向逐渐增大的特性对内层物料的干燥滞后有较好改善;随着单位面积通风量增加,干燥不均匀度明显降低,生产率亦有显著提高,但单位质量能耗增幅较大;筒状床外径增加或内径减小都可增加生产率,降低单位质量干燥能耗,但干燥不均匀问题很难解决。为进一步确定最优的结构和通风参数,采用均匀设计模拟试验和综合加权评分法,得出筒状固定床外径2.75 m,内径0.935 m,外进风面单位面积通风量0.36 m^3/(m^2·s)时干燥效果最优,此时干燥时耗39.2 h、生产率86.55 kg/h、单位质量能耗5.87×10~6 J/kg、干燥不均匀度1.54%。该研究可为筒状固定床干燥设备设计优化提供技术支撑。     

单垄单行甘薯联合收获机薯秧分离机构设计与参数优化

针对中国甘薯联合收获机作业薯秧分离机构分离不彻底、甘薯损伤数量多、茎秆缠绕机具部件等亟待解决的问题,该文基于自走式甘薯联合收获机设计了一种结构简单、摘净率高、伤薯率低以及防茎秆缠绕的薯秧分离机构。根据设计计算确定了分离机构结构参数,其中挖掘输送装置总长度为2050mm,水平倾角为24°;主动轴和摘辊半径分别为18、36 mm;输送装置下层杆条与摘辊间距为27 mm,最上端与摘辊之间距离为251 mm。经过理论分析明确了甘薯的运动特性及其影响作业质量的主要工作参数机具前进速度、主动轴转速、输送装置水平倾角。通过薯秧分离试验发现在甘薯收获期薯秧分离力与其含水率变化规律符合二次函数关系,进一步开展田间试验借助Box-BenhnKen的中心组合设计方法选取主要工作参数对摘净率和损伤率的影响并作试验设计,以此为基础开展三因素三水平一次回归正交试验。在DESIGNEXPERT中使用响应曲面法分析各因素对摘净率和损伤率影响效应并对回归模型的参数进行优化。当田间试验取最优参数组合机具前进速度1.2 m/s、主动轴转速895 r/min、输送装置水平倾角24°时,摘净率和损伤率分别为98.14%、2.76%,分离效果满足甘薯收获要求。该研究也为其他土下果实联合收获作业果秧分离机构提供思路。     

垄作花生残膜回收技术研究

花生是我国优势油料作物,常采用垄作覆膜种植,但收获时遗留在地表的残膜尚无回收机具。为解决垄作区花生残膜污染严重问题,在系统分析了国内外残膜回收机研究现状的基础上,从花生残膜治理的种植模式和收获工艺出发,提出相应的垄作区花生残膜治理方案。同时,购置5款不同收膜、集膜结构的残膜回收机,通过田间残膜回收试验对垄作花生残膜回收机的收膜、传动、膜土分离、集膜等工序进行了装备筛选,制订了垄作花生残膜回收机技术指标,并对我国垄作花生残膜回收机械化发展提出相关建议与对策。     

国内残膜回收机脱膜装置的研究现状

介绍了残膜在农业生产中危害及机械化回收残膜的优势,论述了我国残膜回收机的分类和特点,并指出脱膜装置作为残膜回收机核心部件的重要性。针对国内残膜回收机的研究现状,介绍几种不同结构形式的脱膜装置,并对其在实际作业中所存在的问题进行了分析,总结优缺点,为以后残膜回收机脱膜装置的机构参数优化提供参考。     

双筛体多功能花生收获机设计与试验

为了解决常见收获机功能单一、适应性差及振动大等问题,设计了一种双筛体多功能花生收获机,并对收获机的总体结构、工作原理及关键部件的设计与平衡进行了介绍。通过简单的挖掘试验确定挖掘铲铲面倾角为20°,根据农艺要求确定机器作业幅宽为100 cm,挖掘深度8~22 cm可调。由Adams软件分析出在驱振轴转速为240 r/min时,单筛质心点的加速度以0.27 s为周期在1.5~18 m/s2范围内变化,产生周期性变化的不平衡惯性力。根据Box-Benhnken试验设计原理进行三因素三水平试验,建立了总损失率、带土率和振动加速度关于机具前进速度、杆条筛振幅、驱振轴转速的二次回归模型。对各影响因素综合优化后得到最优参数组合为:机具前进速度1.0 m/s、杆条筛振幅48 mm、驱振轴转速240 r/min,此时总损失率为1.73%,带土率为7.32%,振动加速度为3.02 m/s2,各项指标均符合标准要求。     

铲筛式残膜回收机膜土分离技术研究

对基于铲筛式残膜回收机的膜土分离技术展开针对性研究,设计多级膜土分离装置,以期从安装碎土装置、增大筛程、安装导土装置、调整后筛筛面倾角等4个方面增强机具的膜土分离效果。运用上述装置对1MCS 100型残膜回收机进行了结构优化,振动筛采用间距为15mm的锯齿筛,最小筛程1 300mm,振幅48mm,振频3.7 Hz。锯齿筛的锯齿条齿宽18mm,齿高5mm,锯齿条厚度1.5mm。碎土辊长920mm、外径170mm、内径150mm。后筛倾角为10°,导土装置与筛面最小间距为30mm。以残膜回收率和膜土比为评价指标,对优化前和优化后的机具进行田间作业对比试验。试验结果显示:优化前机具的残膜回收率平均值和膜土比平均值分别83.87%和0.14,优化后分别为85.72%和0.5。试验表明:优化后机具的残膜回收率略有提高,膜土比显著增大。因此,对残膜回收机进行的结构优化有效,多级膜土分离装置能够显著改善膜土分离效果。不仅对膜土分离研究提供参考,同时也有益于减少农业污染。     

土下果实收获挖掘自动限深系统设计

花生、马铃薯等土下果实收获过程中,实时控制挖掘深度是保证作业质量的重要前提.本文总结了国内外农机自动限深相关技术概况,提出了一套基于SensComp公司的6 500超声波测距模块的自动限深测量和控制系统,介绍了该系统的硬件设计和软件设计,本自动限深技术对于土下果实收获减阻降耗、提高作业质量具有重要意义.     

紫云英联合收获物料分离清选机设计与试验

针对紫云英联合收获物料组分构成复杂及其小差异混杂特性,使其在分离清选作业过程中存在高含杂、多损失等问题,提出“先筛分、再气流清”的作业模式,设计了紫云英联合收获物料分离清选机,并对喂料斗出口处料层厚度调节机构、筛分装置、集杂除尘装置等关键部件进行了设计选型与参数计算。基于DEM-CFD耦合数值模拟方法,确定了物料层调节厚度、筛分装置驱振振幅和吸杂管道风量调节手柄挡位等主要影响因素合理的取值范围,运用Minitab进行正交试验设计,以籽粒清洁率和夹带总损失率为响应值,得到影响紫云英联合收获物料分离清选机作业质量的最优因素参数组合：物料层调节厚度为16.8mm、筛分装置驱振振幅为35mm、吸杂管道风量调节手柄在挡位5,此时,籽粒清洁率均值为98.07%,夹带总损失率均值为2.96%,试验结果满足设计要求。