2BM-4型藜麦覆膜精量播种机设计与试验

针对目前国内缺乏藜麦专用播种机械的现状，设计了一种藜麦覆膜精量播种机。根据藜麦覆膜精量种植农艺要求，采用滴灌管浅埋开沟技术，使用滑刀式开沟器在两侧种行间开出宽45mm、深20mm的浅沟，用于埋设滴灌管；采用随动仿形覆膜装置将地膜铺设于整平装置整平后的地表上；设计了翼勺式取种器，确定了种勺结构和侧孔、容种腔的长度，以实现藜麦精量取种；采用滚筒式穴播器在地膜上打穴播种，采用覆土装置将土壤输送至种行进行覆盖，完成播种过程。以白藜品种“陇藜1号”为试验对象，采用三因素四水平正交试验设计方法，试验分析播种机的作业速度、侧孔长度、充种高度对播种性能的影响。结果表明，当播种机作业速度为1.0m/s、侧孔长度为10mm、充种高度140mm时，播种机性能指标最佳，此时合格指数为85.4%，空穴指数为1.7%，漏播指数为5.2%，重播指数为9.4%，播深合格指数为88.1%，各项性能指标均达到了设计要求和相关标准要求，满足藜麦种植的覆膜精量播种要求。     

基于ANSYS的2BYFGJ-4型播种机机架优化设计

以2BYFGJ-4型玉米苗带秸秆还田旋耕施肥播种机机架为主要优化分析对象,通过有限元分析软件ANSYS对其进行静力学分析和模态分析,得出该机机架设计的薄弱环节。根据前几阶模态频率和振型,提出机架的优化方案,并以模态频率为衡量指标对各方案进行比较分析。结果表明:优化后的机架具有更好的动态性能,可为下一轮样机制作提供重要依据。     

水田侧深施肥装置的分析与试验

水稻插秧时,均匀、定位、定量及可靠施肥是保证秧苗均匀吸收肥料、均匀生长的必要因素,侧深施肥技术的应用给出了水稻生产过程中科学合理的施肥方法,以上问题有了明显改善,但水田机械施肥时肥料易受潮粘结堵塞带来了新的难题。为此,设计了一种电动螺旋施肥装置,并对该技术的优越性进行了分析。该装置通过控制器来调节直流电机转速,驱动软轴强制排肥,不但实现了施肥量的无极调节,且传动简单节省了空间,解决了水稻插秧侧深施肥过程中肥料受潮粘结堵塞开沟器的问题,提高了肥料排施作业质量和效果。样机试验表明:该机具有施肥均匀、性能先进及安全可靠等特点。该项新技术及装置技术关键突破后,解决了水稻插秧侧深施肥作业堵塞问题,可为水稻插秧侧深施肥技术的研究提供参考。     

3MDZJ-1型棉花智能精准打顶机的试验研究

针对现有棉花打顶机械作业过程中存在棉花高度仿形效果差,漏打顶、过打顶严重,智能化水平低等问题,提出了检测装置与打顶装置分开、升降动力与切割动力分开的方案,研制了一种基于FPGA控制系统的3MDZJ-1型棉花智能精准打顶机。作业过程中,检测装置对棉花高度进行检测,控制系统依据作业速度控制打顶装置的响应升降时间,实现定量升降;触屏控制系统能够实时显示作业速度、作业面积及监控棉花打顶过程。田间试验表明:整机结构稳定,机具作业速度在3.24 km·h-1内时,打顶率在88%以上,打顶量接近设定值7 cm,符合设计要求,为棉花打顶机械化及智能化提供了技术支持。     

滚筒筛式膜杂风选机筛孔清堵装置设计与试验

为解决滚筒筛式膜杂风选机运行过程中易发生筛孔堵塞,导致筛分性能差、膜中含杂率高等问题,设计了一种通过喷头喷射气流扰动筛孔处流场、破坏堵塞物在筛孔处受力平衡的筛孔清堵装置。该装置包含对角安装在滚筒筛式膜杂风选机两侧的离心式鼓风机、稳压管、滚筒外缘的气流管道等。通过理论分析确定了筛孔清堵的临界气流速度为1.151m/s,采用计算流体力学仿真与曲线拟合的方法探明了风机风速与喷头喷射气流速度呈正相关关系,最终确定风机风速为9.2m/s。设计并搭建样机进行试验,结果表明：当风机风速为9.2m/s时,筛孔堵塞率为8.28%,膜中含杂率为7.33%,较安装筛孔清堵装置前筛孔堵塞率、膜中含杂率分别降低16.27、4.64个百分点,其中各喷头喷射气流速度平均值为3.81m/s,最小值为1.22m/s,满足清堵要求,清堵装置持续工作过程中,筛孔堵塞率和膜中含杂率基本保持不变。     

丘陵果园螺旋开沟机开沟刀耐磨损性能改进与试验

针对丘陵果园螺旋开沟机在土壤富含岩石等杂物环境下作业时出现的开沟刀破损和磨损严重的问题,基于原来开沟刀并借鉴隧道掘进机械刀具设计了硬质合金开沟刀。主要改进措施如下:将开沟刀磨损最严重的的刀齿部位的材料由H13替换为YG11C硬质合金并增大刃厚;在刀体上下表面使用氧乙炔火焰堆焊铸造WC焊条。3种开沟刀磨损台架试验与田间试验均表明耐磨损性能排序为硬质合金开沟刀>修补硬质合金开沟刀>原来开沟刀,验证了硬质合金开沟刀应用线切割—钎焊修补技术的可行性。台架磨损试验60min后,硬质合金开沟刀与修补硬质合金开沟刀磨损质量比原来开沟刀分别减少65.44%、62.65%。5种堆焊方式磨损台架试验结果表明:耐磨损性能排序为相邻法向堆焊>相邻切向堆焊>间隔网状堆焊>间隔法向堆焊>间隔切向堆焊。堆焊密度与堆焊方向对耐磨损性能均具有影响;相邻堆焊优于间隔堆焊,法向堆焊优于切向堆焊;间隔网状堆焊的综合性能较好,适合于大面积堆焊。田间试验4h后,磨损质量硬质合金开沟刀与修补硬质合金开沟刀比原来开沟刀分别减少60.53%、54.67%。     

基于EDEM的滚筒式穴播器排种性能仿真与试验*

为探究花生种子外形尺寸、穴播器工作转速及取种器结构参数对滚筒式穴播器排种性能的影响,将花生种子按外形尺寸分为3级,利用离散元分析软件EDEM建立穴播器和种子的仿真模型,模拟不同等级花生种子在不同转速、不同结构参数取种器下排种器的排种性能。仿真结果表明:随着工作转速的增加,穴播器对各级花生的合格指数均呈下降趋势,当工作转速大于40 r/min时,合格指数下降明显;当工作转速额定,侧孔和容腔的尺寸分别为40 mm和30 mm时,对大粒种子的排种性能最优,合格指数为91.37%;侧孔和容腔的尺寸分别为32 mm和25 mm时,对中粒种子的排种性能最优,合格指数为93.07%;侧孔和容腔的尺寸分别为28 mm和20 mm时,对小粒种子的排种性能最优,合格指数为93.02%,可见,种子与取种器的适配性影响排种性能。田间试验表明,在穴播器工作转速40 r/min、取种器侧孔长度32 mm,容腔长度25 mm条件下滚筒式穴播器对各级花生种子的排种性能与仿真变化规律一致,离散元分析方法应用于滚筒式花生穴播器上是可行的,本研究为穴播器的优化设计提供理论依据。     

气力式圆筒筛膜杂分离机改进设计与试验

针对气力式圆筒筛膜杂分离机筛分性能波动大的问题,增设运移装置、重置圆筒筛筛孔排布与大小,以保持气流分布均匀性、改善杂质通过性,提高了气力式圆筒筛膜杂分离机筛分性能的稳定性。对圆筒筛内膜杂混合物进行运动分析,选取圆筒筛转速、进风管风速、气流角度为试验因素,以膜中含杂率和杂中含膜率作为评价指标,运用Box-Benhnken试验设计原理设计三因素三水平试验,分析各因素对膜杂分离作业性能的影响。结果表明,各因素对膜中含杂率影响主次顺序依次为:进风管风速、圆筒筛转速、气流角度;各因素对杂中含膜率影响主次顺序依次为:圆筒筛转速、进风管风速、气流角度。利用Design-Expert软件响应曲面图,进行了综合影响效应分析,得出当圆筒筛转速为23.8 r/min、进风管风速为5.9 m/s、气流角度为2.7°时,膜中含杂率为10.60%,杂中含膜率为0.133%。对上述优化结果进行试验验证,得出在该参数组合下的膜中含杂率平均值为10.54%,杂中含膜率平均值为0.132%,表明该整机优化方案可行。     

花生气吸滚筒式穴播器分种盘设计与试验

针对花生气吸滚筒式穴播器因一次投种性能不稳定造成单粒率低的问题,通过在气吸滚筒式穴播器的取种盘和二次投种机构之间增设分种盘,将种子限定在一个较小的齿形空间内,并拨动种子沿着预定轨道运动,提高了气吸滚筒式穴播器投种的准确性和精度。设计并分析了分种盘的分种齿齿形和分种盘与取种盘的位置关系,确定了分种盘结构和位置参数。借助DEM-CFD耦合方法研究了气吸滚筒式穴播器的工作过程,分析了携种区种子的运动轨迹,阐明了漏播和重播产生机理。以单粒率、漏播率和重播率为评价指标进行三因素二次旋转正交组合试验,分析了齿形方向角、安装角、作业速度对投种性能的影响,结果表明：当齿形方向角为-4.55°、安装角为14.99°和作业速度为4.01 km/h时,气吸滚筒式穴播器的排种性能最优,此时单粒率为94.99%,漏播率为2.49%,重播率为2.52%。以最优组合为基础进行田间试验,当作业速度为3.51～4.51 km/h时,试验结果满足花生单粒精量播种机械技术要求,且安装分种盘比未安装分种盘的单粒率提升超过1.46个百分点,排种优势明显。     

气吸式残膜回收机集膜装置改进设计与试验

针对残膜回收机回收后的残膜含杂率高难以利用的问题,改进设计一种兼具膜杂分离和残膜收集功能的集膜装置。对残膜与杂质在气流场中的运动规律进行分析,探明物料运动轨迹的影响因素。以离心风机转速、隔板到输膜入口距离、隔板高度为试验因素,以含杂率为试验指标进行田间试验,结果表明各因素对含杂率的影响由大到小为：隔板距离、离心风机转速、隔板高度。利用Design Expert软件响应曲面图,进行综合影响效应分析,得出离心风机转速1 974 r/min,隔板距离767 mm,隔板高度723 mm,在此参数条件下含杂率为6.97%。研究结果可为残膜回收设备研发提供依据。