驱动圆盘根茬处理装置的土槽试验研究

针对一年一熟玉米种植区免耕播种玉米时,在留有根茬的未耕地上根茬不易破除且易挂茬等问题,设计了一种驱动圆盘破茬装置。该装置采用缺口圆盘与前进方向成7°夹角安装。土槽试验结果表明:驱动圆盘不仅具有较强的入土能力,而且破茬效果良好,在切断秸秆和破除根茬的同时能够开出一条宽约5cm的播种带,为播种和施肥创造良好的种床条件。     

几种圆盘驱动破茬开沟性能的土槽试验比较

针对我国北方旱区在留有玉米根茬的未耕地上进行免耕播种时根茬不易破除且易挂茬等问题,设计了一种驱动圆盘破茬装置,并对常用的4种破茬圆盘刀的开沟性能进行土槽试验比较.试验结果表明,大波纹圆盘刀的功率消耗和土壤扰动量最大,能开出沟宽68mm的播种带,种床条件最好;缺口圆盘刀功率消耗最小,仅能开出宽14mm的窄缝.4种圆盘刀在不同地表状况下的功率消耗均随刀轴转速和小车前进速度的增加而增加,转速达到一定值时,4种圆盘刀均能有效切断结构和破除根茬.试验同时显示出不同地表覆盖量下的功率消耗差异较大,随地表覆盖量的增加,功率消耗也增加.     

斜置驱动圆盘免耕播种机设计与试验

针对一年两熟地区免耕播种小麦时存在的问题．提出利用斜置驱动缺口圆盘作为灭茬、开沟装世。对结构的关键参数进行了分析和确定。田间对比试验结果表明．单位面积油耗比条带旋耕免耕播种机有所下降,地表动土量减少20％,保留秸秆榭盖量提高20％,同时斜置驱动圆盘免耕播种机通过性能良好．入土能力强．可创造良好的种床条件。     

免耕播种机防堵装置的设计

针对在留有秸秆和根茬的地上进行免耕播种时,播种作业过程中开沟器容易遇到缠草堵塞问题,设计了一种新型防堵装置.该装置将防堵圆盘布置在开沟器的侧面,不仅能够切断秸秆和有效清理开沟器的秸秆,而且在开沟器铲柄上挂有秸秆杂草时,通过圆盘刀的转动可以将其打落.试验表明,该装置防堵效果好,动力要求低.同时,确定了防堵装置的主要工作部件-缺口圆盘刀的主要参数.     

免耕播种机开沟圆盘试验土槽的设计

针对免耕播种机开沟圆盘大田试验效率低、劳动强度大、易造成扬尘污染等问题,设计了免耕播种机开沟圆盘试验土槽,该试验土槽槽体采用梯形状设计.为了便于安装拆卸开沟圆盘,设计分段式圆盘刀架轴,并用卡盘法兰固定开沟圆盘.装置的动力由变频调速电机供给,电机动力通过轴端的V型带传递给刀架轴.为了能够模拟拖拉机工作时动力情况,设计了变频调速电机控制装置.试验表明,该免耕播种机开沟圆盘试验土槽性能稳定,可以有效模拟免耕播种机开沟圆盘的不同作业环境,为免耕播种机开沟圆盘的研究开发提供有效的技术支持.     

大垄玉米原茬地免耕播种机防堵装置设计与优化试验

为解决北方寒区玉米机收秸秆粉碎覆盖大垄原茬地免耕播种时易发生堵塞及地温回升较慢的问题,设计了一种大垄玉米原茬地免耕播种机的防堵装置。通过理论分析,设计了防堵装置关键部件,初步得到了该装置的结构和作业参数。应用三因素三水平正交试验方法和模糊综合评价分析法,以机组作业速度、清秸刀齿总成转速、清秸刀齿总成回转轴垂直面与机具前进方向的夹角为试验因素,以根茬清除率、秸秆清除率、防堵装置当量功耗为评价指标,对影响防堵装置性能的结构与作业参数进行了试验与优化研究。结果表明:在试验条件和试验因素水平范围内,影响多目标函数的参数优化组合为机组作业速度5.4 km/h、清秸刀齿总成转速440 r/min、清秸刀齿总成回转轴垂直面与机具前进方向的夹角20°,此时,根茬清除率为93.94%,秸秆清除率为95.39%,防堵装置当量功耗为4.36 k W,土壤扰动量为31.9%。     

一种新型玉米免耕破茬防堵装置

针对在辽西地区留有玉米根茬垄作地进行免耕播种时破茬装置入土困难、易带土和杂物以及开沟器容易缠草堵塞的问题,设计了一种新型破茬防堵装置.该装置起到切断根茬杂草和清理开沟器前杂物的作用,并使杂物最大限度地不脱离地表.为此,确定了防堵装置的主要部件-倾斜波纹的圆盘刀和弹性压杂装置,并且进行了田间试验.     

基于Abaqus的缺口圆盘刀开沟作业有限元仿真及分析

为分析免耕播种机破茬开沟部件开沟作业时圆盘刀与土壤之间的相互作用情况,在Abaqus有限元分析软件中建立了圆盘刀——土壤侵彻的三维动态有限元模型,在Explicit动态显示模块下进行仿真试验分析。搭建了基于室内土槽的圆盘刀牵引平台,通过土槽试验对有限元模型的正确性、有效性进行验证,结果表明:该有限元模型能准确模拟圆盘刀在土壤上进行开肥沟作业的过程。选取机组前进速度、圆盘刀入土深度和圆盘刀刀面与前进方向之间偏角等作为试验因素进行基于上述有限元仿真的正交试验,得到各因素及其一阶交互作用对模型中肥沟深度和宽度的影响规律。同时得到:在机组前进速度为1.67 m/s、圆盘刀入土深度为12cm、圆盘刀面偏角为6°时,破茬开沟部件所开肥沟质量最佳。     

免耕圆盘刀破茬过程运动特性研究

免耕播种机被动防堵常采用圆盘刀来破茬,使得机具结构简单,减少了动土量,不破坏垄形。圆盘刀破茬过程中的运动特性对破茬装置作业性能具有重要影响。为此,建立了圆盘刀刀刃切割根茬部分的弧长方程,得出刀刃切割根茬弧长的变化规律,分析了圆盘刀半径和入土深度对破茬时间的影响,研究了圆盘刀滑移对破茬速度的影响,并对圆盘刀横向运动位移和速度的影响因素进行了探讨。该研究可为圆盘刀及免耕播种机的设计和应用提供参考。     

免耕播种机缺口圆盘刀有限元静强度分析

采用ANSYS软件对免耕播种机缺口圆盘刀进行了有限元静强度分析.通过定义单元类型、材料属性,对圆盘刀进行了网格划分,从而生成了圆盘刀的有限元模型,载荷为切割作物秸秆的切割阻力以及切破地表、挤开土壤的切土阻力.通过求解圆盘刀的有限元模型,得到刀片的应力分布图,为缺口圆盘刀的设计和优化提供了理论依据.     

小麦免耕播种机驱动双向螺旋刀开沟防堵装置

针对河北省一年两熟地区小麦免耕播种机存在的问题,提出利用驱动双向螺旋刀作为向种行两侧推开秸秆和切断种行上玉米根茬的开沟装置,通过分析确定了双向螺旋刀、弧形种肥开沟器的主要参数和双向螺旋刀在刀轴上的排列方案。田间试验表明,驱动双向螺旋刀具有较强的向种行两侧推开秸秆的能力,能够有效地切断或切碎种行上的玉米根茬,安装双向螺旋刀与弧形种肥开沟器的小麦免耕播种机通过性能较好;施肥深度为8．56cm,播种深度为4．3cm;出苗情况表明作业质量能够满足小麦播种要求。     

切挖处理播种带玉米根茬研究

为满足在有玉米根茬的未耕地上免耕直播的需要，在播种机上设计了处理玉米根茬的装置；建立了切挖处理播种带玉米根茬模型；分析了主要工作部件切刀、铲刀的设计原理，在室内土槽试验的基础上完善了设计理论。     

免耕播种机玉米根茬处理装置破茬性能试验

在有玉米根茬的未耕地上免耕播种时存在玉米根茬影响播种质量的问题,为此在播种机上设计了处理玉米根茬的装置。采用4种结构类型的切挖刀和切刀进行室内土槽单刀试验和组合试验,研究其阻力矩和破茬质量。试验结果表明,A4型刀和切刀组合时破茬质量最好,玉米根茬切茬率达92%、清除率达96%,可以创造基本无玉米根茬的种床条件,有利于种子生长发芽。     

垄作玉米免耕播种机破茬装置设计与试验

针对东北一年一熟垄作区玉米根茬地免耕播种时存在根茬不易破除且易挂茬等问题.设计了一种驱动破茬装置,该装置在3个平面内安装破茬刀具,其中心与开沟器前后对齐.为确定破茬装置的合理结构.设计了3种轴套,同时设计了3种刀具组合方式.在土槽上进行了三因素三水平的正交试验,通过分析各因素对功率消耗和根茬切断率2个指标的影响,得出较好的参考组合:机具前进速度为0.75km/h,刀轴旋转速度为150 r/min,刀具组合方式为ZH2.对轴套进行选择的试验表明,当产生相同切土节距S=2 Cm时,轴套2的功率消耗较低,根茬切断率达到92%.     

基于圆盘式切割器的木薯茎秆切割试验研究

以收获期木薯茎秆为研究对象,在自行研发的切割试验台上进行木薯茎秆切割试验,通过对刀片刃角、刀盘倾角、切割角、刀盘转速、机器前进速度等因素对最大切割力及功耗等指标进行单因素、多因素试验。试验结果表明:刀片数量对茎秆切割影响不大;最大切割力与刀片刃角、刀盘倾角、切割角、刀盘转速及机器前进速度相关;随着刀片刃角、切割角及机器前进速度的增大,最大切割力增大;随着刀盘倾角及刀盘转速的增大,最大切割力呈减小趋势。     

圆盘式玉米茎秆切割试验台的设计与切割过程分析

研制了圆盘式玉米茎秆切割试验台,模拟了玉米等茎秆的切割过程。同时,介绍了试验台的结构与工作原理,并借助于高速摄影装置对玉米茎秆切割过程进行了试验和分析。试验表明,该试验台操作方便、数据可靠、工作可靠,是研究圆盘式茎秆切割器切割性能的有效装置。     

玉米秸秆皮穰分离机剥叶机构的试验研究

为提高玉米秸秆的利用价值,进行玉米秸秆皮、穰、叶分离加工非常有必要。为此,对茎叶分离的关键机构—剥叶机构进行了试验研究。依据自行设计的剥叶试验装置,选取影响剥叶效果的主要因素喂入速度、剥叶辊转速、剥叶板间隙、剥叶板夹角为试验因素,以剥叶率为试验评价指标,采用四因子二次回归正交旋转组合设计方法,建立了4个试验因素对剥叶率的影响规律模型。综合考虑各影响因素,确定最佳参数组合为:喂入速度1 m/s、剥叶辊转速1 000 r/min、剥叶板间隙24 mm、剥叶板夹角15°。     

玉米垄作随动自调刃口角被动圆盘式破茬刀设计与试验

针对耕整地机械和免耕播种机上被动圆盘式破茬刀切割根茬和土壤时耕作阻力大、耗油量高以及破茬比率低的问题,设计了一种随动自调刃口角破茬刀。该自调破茬刀设有缓冲机构,能够根据不同深度根茬和土壤特性调整刃口角度实现低阻力、深进给切割。通过对试验地的多点土壤贯入阻力（土壤与根土结合体）测量以及土壤、根茬摩擦角测量,并结合理论分析与计算机辅助设计,确定所设计的自调破茬刀缓冲机构弹簧的劲度系数为42N/mm,以此为主要参数设计了自调破茬刀。田间高速摄像验证试验得到,当自调破茬刀深度为25mm时,弹簧形变量与理论设计值相差6.9%,深度为75mm时,弹簧形变量与理论设计值相差7.3%。且高速摄像结果显示自调破茬刀切割根茬和土壤性能优良以及缓冲机构可行,验证了设计思路的合理性与可行性。田间对比试验得到,所设计的自调破茬刀相对于圆盘刀和缺口圆盘刀,耕作阻力降低了13.3%和20.6%,耗油量降低了19.3%和35.3%,破茬比率提高了16.1%和4.6%,表明所设计的随动自调刃口角破茬刀作业性能与效果较优。