组合式下位分层施肥播种开沟器的研制

【目的】研制在播种的同时能将肥料分成种肥、基肥且深施播的新型播种机。【方法】在深入分析深施播机具研制存在困难及可行性的基础上,研制开发了组合式下位分层施肥播种开沟器,并将其安装在2BF-10型免耕分层施肥播种机上,对其实用性进行了检验。【结果】该开沟器具有开沟、排肥、分肥、排种逐次进行的特点,利用行进中开沟器的回土作用实现种子、种肥、基肥三者分层定量一次性深施播。该开沟器可将种子、种肥和基肥分别施于距地表5.3,11.5和17.6 cm处,达到既不烧苗,又可满足作物不同生育期对养分需要的农艺要求。【结论】研制开发的组合式下位分层施肥播种开沟器实现了种子、种肥、基肥分层施播,并能满足农艺要求。     

免耕播种机渐开线侧深施肥开沟器设计与试验

为解决东北垄作免耕播种侧深施肥作业过程中弧式施肥开沟器开沟阻力大和施肥播种单体横向稳定性差等问题。文章分析土壤颗粒在施肥开沟器作用下轨迹,设计一种渐开线施肥开沟器。以渐开线施肥开沟器入土角和入土隙角为因素,前进阻力和土壤扰动面积为指标,开展两因素五水平中心复合离散元仿真试验,建立回归模型,获得最优结构参数组合：入土角为25°、入土隙角为13°、渐开线基圆曲率半径为169 mm。通过田间试验对优化结果进行验证。结果表明,最优渐开线施肥开沟器前进阻力为217.1 N、开沟深度稳定性系数为91.31%、开沟直线度合格率为90.67%,相比于弧式施肥开沟器其前进阻力降低15.56%,开沟直线度合格率提高8%;作业过程中整机无偏摆发生,满足免耕播种侧深施肥农艺要求。     

基于EDEM的控位分层施肥开沟器作业过程的仿真与试验

针对免耕播种机分层施肥开沟器存在纵向尺寸大、分层效果差的问题,设计了一种由主开沟器及浅层尾管组成的控位分层施肥开沟器,通过浅层尾管的位置调节,实现分层施肥位置的横向控制。利用EDEM建立开沟器离散元仿真模型,模拟其切土开沟分层施肥作业过程。对开沟器侧位及正位施肥方式的土壤耕作阻力进行了理论分析及仿真验证。结果表明:开沟器侧位施肥方式较之正位方式,具有相对较高的土壤耕作载荷及较小的载荷波动;侧位施肥方式具有较佳的肥料分层效果及更为集中的颗粒空间分布特性。田间验证试验结果表明,控位分层施肥开沟器可实现分层施肥设计功能,正位及侧位方式的平均施肥深度差及施肥深度差变异系数分别为3.9 cm、4.7 cm及10.8%、5.1%,侧位方式具有更明显、稳定的肥料分层效果,且试验结果与仿真结果相一致。     

分层深松铲型配置参数对牵引阻力的影响

分层深松采用前后铲分层作业方式,深松后土壤更松碎,土层不发生改变。文章利用深松铲阻力测试装置,研究分层深松铲型配置参数对牵引阻力影响。结果表明,后铲25 cm深松深度,铲型组合为箭型-凿型时,分层高度差为11.5 cm、铲距为34.5 cm时牵引阻力最小;通过凿型、箭型、双翼型不同铲型组合及单层深松牵引阻力对比分析表明,深松深度相同时,分层深松前后铲型面积和越大阻力越大,分层深松阻力一般大于单层深松;分层深松交换前后铲型试验得出,深度相同时,凿型-双翼型、箭型-双翼型组合阻力分别小于双翼型-凿型、双翼型-箭型组合,而箭型-凿型组合阻力却与凿型-箭型组合十分接近。     

棉花基肥对行分层深施机的设计与试验

目的 研究北斗导航拖拉机自动驾驶系统进行肥料的对行深施。方法 采用样机田间试验。结果 平均施肥量为21.4 kg/667 m²,变异系数为4.0%,施肥量比较稳定。肥料分层深施效果方面,深层肥料平均深度为19.8 cm,浅层肥料平均深度为12.5 cm,可以有效满足实际生产作业。结论 该机主要由开沟分层施肥装置、覆土装置、排肥装置、限深行走轮等组成,可一次性完成对行开沟、分层施肥和覆土作业。     

船形铲式蔬菜种植开沟器的设计

根据开蔬菜种植沟的农艺要求,创新了船形铲式开沟器的结构和工作原理,确定了入土角、入土隙角、铲头张角、铲刃最小半径、船头前倾角、铲头长度、船身长度为作业性能影响参数。在根据性能参数值绘制开沟器的型线图的基础上,用UG软件设计了一种船形铲式蔬菜种植开沟器,并对开沟器进行了作业曲面的光顺性检查改进和开沟过程中受力性能的有限元分析优化,最后3D打印出开沟器模型以供评测和指导量产。     

低湿耕地玉米分层配比施肥的研究

试验结果表明,玉米分层配比施肥,完全可以代替玉米种肥、追肥相结合施肥法,增产效果明显。特别是N、P、K全肥分层配比施用好于N、P肥分层配比施用,在低湿地有推广价值。     

果园开沟施肥覆土机的设计与试验

【目的】针对我国林果施肥劳动强度大、施肥效率低的特点,设计一种果园开沟施肥覆土机,阐述了该设备的结构特点及工作原理.【方法】对影响施肥效果的各因素进行了正交试验.【结果】施肥量受开沟深度影响最大,受挤排肥铰龙转速影响次之,受机具前进速度影响最小;排肥均匀性变异系数受排肥铰龙转速影响最大,受开沟深度影响次之,受机具前进速度最小.【结论】当机具前进速度为1.5km/h,开沟深度为250mm,排肥铰龙转速为60r/min,施肥效果较好.     

深施肥条件下双圆盘播种开沟器性能优化

针对东北地区深施肥播种作业中播种开沟器回土性能差导致播种深度过深或烧种等问题,分析双圆盘播种开沟器回土性能。建立双圆盘开沟器与土壤运动模型,分析空间土壤颗粒位移影响因素。分析双圆盘开沟器作业后土壤回流状态,利用沟形轮廓仪绘制沟形轮廓曲线,采用分段曲线拟合方式结合数学积分法得出播种开沟器回土面积。以牵引阻力和回土面积为评价指标,土壤含水率、双圆盘开沟器直径、夹角、倾角为变量,在土槽中作正交试验。采用极差法分析试验结果,得到影响双圆盘开沟器牵引阻力和回土面积主次因素及双圆盘开沟器最优组合:在土壤含水率为12%±1%情况下,开沟器圆盘直径320 mm、圆盘夹角12°、圆盘倾角6°。选用最优参数组合双圆盘开沟器与传统双圆盘作土槽和田间对比试验,结果表明,最优参数组合双圆盘开沟器作业性能优良,可为双圆盘播种开沟器优化设计提供借鉴。     

分段式分层深松后铲设计与试验

垄作秸秆还田条件下,为降低底层土壤扰动量,提高表层秸秆扰动入垄沟量,设计一种分段式分层深松后铲。分段式分层深松后铲下段铲柄为圆弧形,通过滑推分析和铲柄与秸秆相互作用力学分析设计上段铲柄。为验证设计合理性,应用EDEM软件分析所设计分层深松铲与普通分层深松铲对于底层土壤和表层秸秆扰动规律。通过分析分层深松对于土壤与秸秆扰动位移确定试验因素,运用4因素3水平正交试验方法,以前铲铲尖类型、后铲铲尖类型、前后铲间距和前进速度为影响因素,以底层土壤扰动率和秸秆入垄沟率为评价指标,对设计分层深松铲作田间优化试验。结果表明,前铲铲尖为双翼型、后铲铲尖为凿型、前后铲间距为300 mm、前进速度为3km·h-1时设计分层深松铲作业效果最优。优化设计分层深松铲与普通分层深松铲田间性能对比试验结果表明,优化设计分层深松铲整体性能更优,满足垄作秸秆还田条件下耕作要求,可为分层深松铲设计与优化提供借鉴。     

果园开沟深施肥机机械结构设计

针对果园深施肥的要求,对果园开沟深施肥机的整体结构进行研究,设计了一款果园开沟深施肥机械,包括总体结构、开沟器和排肥槽。该施肥机的投入使用,将会极大地减轻果农的劳作强度,提高果园深施肥效率,从而提高产果量和果品质,将产生很好的经济效益。     

草地切根施肥补播开沟装置的设计与试验

为克服草地土壤坚实度高、残茬根系量大带来的开沟问题,在草地切根改良的基础上实现施肥补播,采用破土刀齿破茬-种沟双圆盘开沟器开沟覆土-肥沟双圆盘开沟器压土成沟并覆盖种沟的工艺构建种床与肥床,设计分层交错式覆土开沟装置,建立种沟与肥沟双圆盘开沟器需满足的参数关系。基于土壤扰动造成土壤坚实度下降理论,通过对比试验,确定种沟开沟器距切根沟缝的距离对土壤坚实度的影响,得到将种沟开沟器布置在距离切根沟20mm处,可使开沟器入土处的土壤坚实度下降62%。将分层交错式覆土开沟装置应用于9QFB-2.4型破土切根施肥补播复式作业机,田间试验结果表明:该装置能够实现稳定开沟,形成深47.3mm、宽29.1mm的肥床与深44.7mm、宽19.5mm的种床,施肥和播种深度合格率分别达到80%和83%,且对土壤的扰动程度小于14%,有利于草场植被的保护。     

全方位分层深施肥对大豆生长发育的影响

通过1993～1994年对大豆全方位分层深施肥的研究,结果表明,按照大豆需肥规律和根系分布部位进行垄下三条分层深施肥,有利于大豆根系、植株生长发育、增加干物质积累,调整产量因素,增产显著.     

茄子分层施肥对产量影响的研究

为了提高茄子产量,减少肥料流失浪费,提高无机肥料的利用率,根据茄子在各个不同生育期吸收所需的N、P、K营养元素,我们进行了“茄子分层施肥对产量影响的研究”课题试验。经过两年陆地栽培试验,结果表明:分层施肥的植株生长势及产量明显优于对照的同层施肥。     

施肥开沟机作业信息远程监测方法与试验

针对目前施肥开沟机缺少作业信息检测装置及其远程监测的需要,基于惯性传感器技术、数据处理技术及网络通讯技术,开发施肥开沟机作业信息远程监测系统。所检测施肥开沟机作业信息包括开沟深度、油耗、作业时间、作业轨迹和作业距离,其中,油耗采用超声波油位传感器检测,作业时间通过设定界限值判断是否为作业段来检测,作业距离和作业轨迹则依赖于GPS定位。由于开沟深度和农作物产量相关,作业信息检测方法重点围绕开沟深度进行研究。采用2个惯性传感器分别检测开沟机和车身的俯仰角,相减得到的倾角差值结合开沟机相关尺寸计算可得开沟深度。基于卡尔曼滤波算法对倾角差值进行滤波以减小机具振动等产生的检测误差。在MATLAB中建立倾角差滤波模型进行仿真,仿真发现:Q/R比值不变,Q、R值变化时,滤波效果基本相同;Q/R比值不同时,随Q/R减小,滤波后倾角差的方差越小,但滞后效果越明显。倾角差滤波试验分为2部分:1)滤波验证试验以模型车为载体,利用不同Q、R参数进行试验,结果与仿真结论一致;2)土槽试验中固定Q、R参数,倾角差经滤波,其方差由4.07减小为0.47,表明滤波有效。田间试验对作业信息进行检测,结果表明:1)开沟深度检测误差在5%以内,结果精确;2)其他作业信息检测准确,检测方法可靠,远程监测系统具有实用价值。     

对滑刀式施肥铲排肥管底口的改进

在生产中应用的许多精播机，在大豆侧深分层分量施肥方面不够理想，主要问题及原因如下。     

双翼深松铲设计参数的试验研究

本文分析了双翼形深松铲的主要结构参数:翼张角2γ、铲宽 B、起土角α以及使用参数:作业速度 V、耕深 H 等因素对耕作阻力的影响。并在此基础上得到了各因素的合理取值范围,即2γ=80°～85°、α=18°～23°、V=2km/hH<180mm,从而可供在双翼深松铲设计和使用时参考选用。     

垂直分层种施开沟器的设计与试验研究

通过对免耕播种机开沟器要求的分析,提出了垂直分层种施开沟器的设计方案,确定了开沟器结构参数,并将其安装在小型山地免耕播种机上,对其实用性进行了试验.结果表明:该开沟器能够将种子和化肥分别施于距地表5.4 cm和11.0 cm处,种肥间层为5.6 cm,达到播种作业的农艺要求,解决了播种作业中垂直分层种施的问题,对免耕播种机的推广应用具有重要意义.