表层原状土壤专用取土器设计

针对植物、微生物培养等研究需要较大体积表层原状土的情况,参照植物培养所需土样的体积,设计了一款内嵌植物培养器具的专用取土器。利用ANSYS有限元分析软件对取土器的关键部件进行强度分析,得到可靠的结构设计。文章设计的取土器能够满足大体积原状取土要求,解决实验土样取样困难的问题。     

取土器取土筒入土对土壤扰动影响的试验研究 —基于离散元法

土壤的获取能否保持较好的原状性对相关土壤分析结果有很大影响,因而主要研究了取土器取土筒在入土时造成土壤扰动的原因。土壤是不透明的物质,不能直接观察取土筒内部土壤的扰动情况。为探究取土筒内部土壤扰动情况,先做取土筒入土时其外壁表层土壤的扰动试验,观察试验现象并进行分析;然后运用EDEM软件对取土筒入土时外壁表层土壤进行模拟仿真,对仿真进行结果后处理,对比察看仿真结果与试验结果所得的结论是否一致,如若一致,则可用EDEM对取土筒入土时内部土壤扰动机理进行仿真分析。试验采用电动取土器,用高速摄影仪记录取土筒入土时其外壁土壤的扰动情况,试验结果和仿真结果所得结论大致相同。对取土筒内部土壤进行仿真,结果表明:①在垂直方向,土壤的上部及下部扰动较大,上部土壤容易出现向上隆起(即涌土现象),下部土壤易受挤压变形,中间土壤扰动较小。②在水平方向,从筒中轴线到筒壁,土壤扰动逐渐增大。综合垂直和水平方向的土壤扰动规律可知:筒轴线中层处的土壤原状性保持最佳,进行土壤分析时最好以此处土壤为样本进行研究。     

螺旋取土钻的设计与研制

介绍了螺旋取土钻的设计及制作,螺旋取土钻由螺旋钻杆、套筒、土壤收集盒以及液压动力部分组成。在土壤采样过程中,取土钻套筒垂直地面向下运动,螺旋钻杆带动叶片旋转,切碎土壤并推升土壤向上移动进入土壤收集盒,具有减小取土贯入阻力、土壤切削阻力和减粘脱土的作用。与人工取土相比,螺旋取土钻减轻了劳动强度,提高了工作效率。     

马铃薯播种机取土部件的改进设计与试验

为改善2CM2/4型旱作马铃薯微垄覆膜侧播机取土部件的工作性能,利用SolidWorks软件对取土部件的结构进行三维建模和对输土装置、覆膜后垄面建立分析模型并进行计算。试验结果表明,在取土铲前面安装抛送装置、对输土装置的边缘进行密封性设计和在环形输土皮带内安装土壤导出装置可以改善取土部件的工作性能,达到旱作马铃薯铺膜播种的农艺种植要求。     

基于SPH法的水田筑埂机取土弯刀旋切性能优化研究

为满足水田筑埂机集土需求,提高其旋切集土效率,基于标准旋耕刀具IT245,建立单个取土弯刀与土壤相互作用的光滑粒子流体动力学(SPH)模型,研究了取土弯刀结构参数对旋切性能的影响。首先研究取土弯刀切土过程,然后分析了刀具弯折角、弯折半径、滑切角、正切面端面高、工作幅宽、刀刃线长等参数对集土效果与工作效率的影响,研究结果表明当弯刀结构参数为127°-60 mm-20°-60 mm-60 mm-15 mm(弯折角—弯折半径—滑切角—正切面端面高—工作幅宽—刀刃线长)时,在满足集土要求的基础上,弯刀旋切工作效率提高至84.91%,相较于优化前提高20.9%,筑埂机取土弯刀性能得到了显著提高。     

水稻育秧联合取土机的设计与试验

为了解决水稻育秧过程中取土劳动强度大、效率低等问题,在汲取传统各种分步取土装置优缺点的基础上,将各类装置进行有机的组合和合理配置,设计出水稻育秧联合取土机。在黑龙江省大庆市江湾乡对水稻育秧联合取土机样机进行了生产性试验。试验结果表明:同样时间内,水稻育秧联合取土机取土量是人工的2倍,碎土率达到94%以上,这主要得益于水稻育秧联合取土机对土壤多次敲击和粉碎。     

一种山药取土机的设计

为了减轻山药种植户的体力劳动,文章设计了一种山药取土机械,该机械采用机械传动的方式,用小型柴油机作为动力来源,结构简单、造价低廉、维护方便、工作可靠、耗油量低,文章对取土原理、取土机前链轮高度的调节等方面进行了论述,经过实验测试:该机械大大减轻了山药种植户的体力劳动,提高了山药挖掘的效率,深受山药种植户欢迎。     

土壤采样器的结构改进

针对拖拉机安装土壤采样器后离地间隙小的问题,设计并制作一套机构和液压系统,将土壤采样器举升,来提高拖拉机的离地间隙,使其满足行进要求,并增加了安全栓机构,提高其可靠性;另外,设计了取土器自动打开机构。经田间试验表明,改进后的土壤采样器的离地间隙满足拖拉机的行进要求,采集土样时稳定可靠。     

漚田土壤的几种试验仪器

江苏省农业机械科学研究所几年来设计制造与改装了一些漚田土壤试验仪器,可用来进行漚、水田土壤的含水量、容重、流限、塑限、粘度、摩擦、剪切与承压试验。现介绍其中几种主要仪器。 一、取土器 由于漚田土壤稀烂,泥脚深度大(人脚踩下深),故取土器(图1)有10个环刀3,每个环刀的高度5厘米,底环有两个销子4。在外筒2下端有两个     

中间集抛后送式双侧斜输烟草培土机设计与试验

针对南方丘陵山区烟叶种植区传统铣抛式培土作业存在土块抛送不集中、定点覆土效果差等问题,采用“旋耕碎土—集中后抛—斜置送土”的作业方式,设计一款中间集抛后送式双侧斜输烟草培土机。根据土壤铣削加工和土壤螺旋输送器输送原理,对整机土壤加工关键部件进行了研究,分析集中后抛斜输过程,确定了培土机的主要结构和工作参数。利用EDEM离散元仿真,建立培土作业仿真模型,以机具前进速度、旋耕深度、螺旋输送器轴转速为试验因素,培土高度、培土幅度、取土率为试验指标,进行了二次正交旋转回归仿真试验与优化,得到最优工作参数。田间试验结果表明,作业后沟底土壤松碎,培土土量均匀,培土高度为24.37 mm,培土幅度为130.42 mm,取土率为21.19%,与仿真结果误差分别为12.21%、1.90%、10.44%。能够满足烟田培土需求,为烟草培土技术农机农艺融合提供了新途径。     

一种手持拆卸式带枝梗水果采摘器设计

针对带枝梗果树边缘无法采摘所带来的损失,项目组设计了一种手持可拆卸式水果采摘器。采摘器由施压装置、支撑及传动装置、剪切装置组成,通过枝梗剪切应力的实验测定,并进行理论计算和选型。研究结果表明:采用材料为304(0Cr18Ni9)、规格为O38×2的不锈钢管完全能够满足强度要求,且结构简单,操作方便,轻巧便于携带,能根据树高加长以适应不同高度的采摘要求。该装置能有效防止水果采摘时造成的果皮损伤,提高了采摘效率和采摘质量,方便果农采摘。     

基于ANSYS的取土器钻头参数优化设计

根据取土器钻头的结构特点,首次给出了钻头切削部分的定义.通过对钻头工作过程的受力分析,建立了钻头的力学模型.利用ANSYS软件对钻头的刃倾角、主偏角等结构参数进行了有限元分析,得出了钻头应力的分布情况和变化趋势.结果表明:钻头最大应力总是出现在前刀面上端附近的过渡地带;刃倾角在15.时钻头最大应力处于最小值;适当增加主偏角和减小副偏角可有效增加钻头强度.为提高钻头的工作效率和使用寿命提供了可靠理论依据.     

一种新型葡萄埋藤机的设计

针对我国北方葡萄冬季埋藤作业仍以人工作业为主,劳动强度大、效率低等特点,设计了一种葡萄埋藤机。该机采用前置取土铲结构取土,横纵向输送带结构输土,其结构简单、通用性好、成本低且不易堵塞。进行的田间试验结果显示,该机具取土宽度平均值为98.3cm,覆土高度平均值为43.6cm,覆土宽度平均值为105.9cm,挖沟距根部距离平均值为53.3cm,作业效率为0.45hm2/h,满足葡萄越冬埋藤技术的农艺要求。     

基于DSP的农田土壤信息采集器的改进设计

以农田土壤信息采集器为研究对象,在传统检测设备的基础上进行了一定的改进。首先介绍了农田土壤信息采集器总体结构,然后从DSP模块、温湿度和pH传感器检测电路等方面进行了系统硬件设计,并设计了主程序控制流程,实现了农田土壤信息采集器系统。试验验证表明:系统具备较强的精确度和稳定性,符合设计要求。     

气吹供种的滚筒式排种器的设计研究

针对单穴单粒精量播种的农艺要求,设计了一种基于气流悬浮理论供种的滚筒式排种器。同时,利用三维软件建模,设计出排种器的总体结构,介绍了其工作原理及主要工作部件的结构参数,并搭建了排种器台架式试验台。试验验证表明:该排种器可以满足精量播种的设计要求,平均单粒指数为93.04%,平均多粒率为5.0 1%,平均漏播为1.5 9%。该研究为精量排种器的进一步设计研究和参数优化提供了新思路和理论依据。     

倾斜双圆环型孔圆盘式玉米排种器设计与试验

针对现有气力式排种器作业质量受外界条件影响大以及传统机械式排种器难以满足高速播种要求的问题,设计了一种结构简单、充种效果好、可适应高速作业要求的倾斜圆盘式排种器;以黄淮海地区玉米种子的物料学特性为基础,对该排种器的充种、清种以及主要结构参数的确定方法进行了研究。采用二次正交旋转试验对其排种性能进行了试验,建立了排种器性能指标(合格指数、重播指数和漏播指数)与排种器倾角、型孔数、型孔盘转速的回归方程,确定了各参数对性能指标的影响规律,并进行了优化计算,对优化结果进行了验证试验。最后进行了田间试验,结果表明:在倾角为39°、型孔数为30个、机器前进速度为8.2~11.9 km/h时,排种器合格指数大于90%,重播指数小于3%,漏播指数小于8%,均满足国家相关标准要求。     

一器多行环槽推送式排种器的优化设计及研究

设计了一种适用于水稻穴直播的一器多行环槽推送式排种器,分析了排种器的工作原理和种子在出种口的受力及运动情况,对排种器的清种和护种结构进行了合理的设计,并对精播条件进行了理论计算,推算出排种盘的理论最大转速。在结合农艺对播种穴距要求的基础上,设计了穴距可调机构,改变不同齿轮啮合得到不同传动比,进而实现播种的穴距可在一定范围内可调节,并通过pro/E对穴距可调结构进行了运动学仿真分析。结果表明:穴距可调机构传动比符合理论传动比要求,穴距可调范围合理,排种器工作可靠。     

基于TRIZ理论的机械式打瓜排种器创新设计

现有打瓜排种器主要以气吸式为主,其结构相对复杂、功耗较高,工作可靠性以及排种精密度有待进一步提高。为解决现有打瓜机械化播种存在结构复杂、排种精密度不高等问题,运用TRIZ理论设计了一种机械式打瓜精量排种器。基于TRIZ理论确定打瓜排种器的主要技术矛盾,应用矛盾矩阵中所对应的发明原理,设计出一种结构相对简单、排种可靠性较高及功耗较低的机械式打瓜精量排种器,运用Solidworks建立排种器三维模型并对关键部件进行有限元分析,最后结合台架试验,选取排种器转速和取种块结构参数进行性能试验验证。研究表明,仿真分析结果满足设计要求,当排种器转速为43 r/min,取种块有效夹持长度和宽度分别为9 mm、7.8 mm时,排种器的合格指数、重播指数及漏播指数分别为83.87%、9.23%、6.90%,排种性能较优化前有较大的提升,基本满足精量排种要求。进一步证明基于TRIZ理论所设计的打瓜排种器方案可行,为机械式打瓜精量排种器的后续研制和研究提供参考。     

大蒜直立栽种器的设计与试验

大蒜种体入土后的直立度控制技术是影响大蒜播种机播种质量的关键技术之一。为此,根据吊蓝移栽机原理,设计了一种偏心式大蒜直立栽种器,并提出一种逆向设计扇形打开器的方法。样机试验表明:在栽种速度0.2m/s、圆盘栽种半径165mm、栽种株距130mm条件下,直立栽种率在98%以上,满足大蒜机械化播种要求,扇形打开器与设计吻合;不足之处在于:整个机械结构尺寸方面还需进一步优化设计。该研究为大蒜直立栽种器的设计提供了参考。     

气力圆盘式胡萝卜精量排种器的设计

针对胡萝卜种子体积小、质量轻、形状不规则且种群中含有杂质,以及传统排种器难以实现精量播种、容易造成堵塞型孔等问题,设计了一种气力圆盘式胡萝卜精量排种器。通过理论分析与计算,确定了胡萝卜排种盘、充种装置、清种装置与清堵装置的结构及其关键结构参数,并将所设计的排种器安装在自行设计的试验台进行台架试验,验证其排种性能。该设计可满足胡萝卜种子精量播种的要求,为小籽粒不规则蔬菜种子的精量播种提供了重要参考。