香蕉秸秆还田技术研究与装备设计

研究香蕉秸秆的生物学特性,分析种植过程中秸秆的现有处理方式。在此基础上,设计香蕉秸秆的还田工艺路线,对还田机械的传动系统、总体结构、工作原理进行详细介绍,给出还田装备的主要技术参数。文中重点对粉碎机构的破碎原理、刀具结构、安装方式和除根/还田机构的破茬原理、刀辊总成和布刀形式进行研究和设计。该香蕉秸秆机械还田技术既能够处理地上的蕉茎蕉叶,又能够彻底清除埋于地下的球茎根系,可以解决制约香蕉大规模种植所面临的秸秆处理难题,具有重要的经济效益和生态价值。     

双定刀滑切防缠式香蕉秸秆粉碎还田机设计与试验

针对我国香蕉秸秆粉碎还田作业过程中香蕉秸秆粉碎质量差,秸秆缠绕堵塞等问题,设计了一种双定刀滑切防缠式香蕉秸秆粉碎还田机。基于滑切定理,解析了粉碎刀随轴转动过程中的动态滑切角和粉碎定刀滑切角的相对作用原理,以等速螺线设计L形粉碎定刀刀刃曲线,确定了粉碎刀结构参数;对香蕉秸秆缠绕粉碎刀辊进行受力分析,设计防缠绕板并确定装配数量与结构参数;以装置前进速度、粉碎刀辊转速、防缠绕板高度为试验因素,以香蕉秸秆粉碎合格率、抛撒不均匀度和香蕉秸秆缠绕数量为评价指标进行三因素三水平正交试验,建立因素与指标的响应面数学模型。试验结果表明,最优参数组合为作业机前进速度1.5 m/s、防缠绕板高度41.6 mm、粉碎刀辊转速1 800 r/min,此时香蕉秸秆粉碎合格率为93.8%,香蕉秸秆缠绕数量为26,香蕉秸秆抛撒不均匀度为12.1%。以最优组合进行田间试验验证,试验结果表明双定刀滑切防缠式香蕉秸秆粉碎还田机整机防缠性能优越,满足设计要求。     

仿生香蕉秸秆粉碎装置关键部件作业参数优化与试验

目前用于香蕉秸秆粉碎的刀具在使用过程中存在刀具磨损量大、刀具易断裂、刀具适应性差等问题。结合香蕉秸秆含水量高、纤维含量丰富等物理特性,基于仿生学原理,通过狼爪获取灵感,获取仿狼爪轮廓曲线刀刃曲线方程,加工出一种仿生式减阻型秸秆粉碎刀,并设计香蕉秸秆粉碎刀轴。运用中心组合试验设计理论对秸秆还田机作业关键参数还田机前进速度、刀轴转速、刀片厚度进行研究,采用二次正交旋转组合设计试验方法并用Design-Expert进行数据处理,建立秸秆粉碎合格率的回归数学模型并进行方差分析。分析得出影响秸秆粉碎合格率的显著性顺序由大到小为刀轴转速、刀片厚度、还田机前进速度。通过响应曲面法得出最优作业参数组合为:还田机前进速度为4.72 km/h、刀轴转速为1 626.67 r/min、刀片厚度为9.84 mm,此时,香蕉秸秆粉碎合格率为97.28%。在最优参数组合的情况下,实际秸秆粉碎合格率为96.94%。通过与直型粉碎刀进行对比试验,秸秆粉碎合格率提高2.34个百分点。该研究为提高香蕉秸秆粉碎还田机作业质量提供参考。     

秸秆还田机碎茬部件的优化设计

碎茬部件是秸秆粉碎还田机的主要工作部件。从刀轴机构设计、刀轴强度校核、刀片结构设计及刀片排列等方面阐述对碎茬部件的优化设计,提高其结构合理性和工作性能,以实现良好的秸秆粉碎还田作业效果。     

香蕉秸秆粉碎还田刀辊参数研究

香蕉秸秆粉碎秸秆还田作为南方农业保护性耕作中不可或缺的一部分,尚缺乏粉碎效果良好的秸秆粉碎装备。针对该问题,对香蕉秸秆粉碎还田机核心部件粉碎刀的数量、排列、运动和受力进行了理论分析,得到了其计算通式,确定了其工作参数范围。同时,应用SoildWorks2013/Simulation插件进行刀轴的模态分析,为以后香蕉秸秆粉碎还田机的设计和关键部件的选型提供理论依据。     

砍切喂入双辊式香蕉秸秆粉碎还田机设计与试验

香蕉是我国重要的经济作物,在亚热带地区得到了广泛种植,对海南省区域经济发展起重要作用,而随着香蕉种植面积的增加,香蕉秸秆废弃物处理也成了一个制约香蕉产业发展的瓶颈问题。为此,设计了一种能通过一次田间作业将香蕉假茎整株粉碎的砍切喂入双辊式香蕉秸秆粉碎还田机,并阐述了整机结构的设计方案和工作原理,进行了主要部件关键结构参数和运动参数的设计。样机田间试验表明:机器的前进速度为1m/s、喂入辊的转速为95. 54r/min、甩刀的转速为1 100r/min时,香蕉假茎的粉碎质量合格率为96. 46%,田间覆盖率为88. 40%,满足香蕉假茎粉碎还田的农艺要求。     

4JGH-220型秸秆根茬还田机的研究与设计

针对玉米机收后秸秆根茬处理难的问题,设计4JGH-220型多功能秸秆根茬还田机。该机一次进地即可完成秸秆粉碎、根茬还田、地表镇压多项联合作业。介绍还田机的设计原理、主要技术参数、结构形式、工作原理,论述工作部件的设计思路,为我国北方旱作区提供适用的多项联合作业机具。     

双侧输出式秸秆粉碎还田机设计

针对新疆地区棉花秸秆粉碎还田后,回收的地膜含杂率高等问题,设计双侧输出式秸秆粉碎还田机。采用理论计算、三维设计和田间试验相结合的方法,对其结构特点、工作原理和作业性能进行研究。结果表明:采用Y型双线双螺旋配置的秸秆粉碎装置可对棉花秸秆进行有效粉碎,作业速度6.8km/h时,棉杆平均粉碎长度为123.8mm,粉碎长度合格率为88.7%,平均留茬高度73.2mm,留茬高度变异系数为9.5%;秸秆输送装置可及时有效的将粉碎后的棉花秸秆输送至地膜两侧"垄沟"内,秸秆双侧输出量变异系数为11.2%,满足农艺要求。     

纵向双辊式香蕉秸秆粉碎还田机的设计与试验

针对目前香蕉秸秆粉碎还田机仍然存在秸秆纤维缠绕严重、秸秆粉碎不彻底、粉碎刀具变形及损坏等问题,提出纵向刀辊香蕉秸秆粉碎还田方案,设计了一种纵向双辊式香蕉秸秆粉碎还田机,阐述了该机具的总体设计方案,确定了粉碎装置、传动系统等主要部件的设计。田间试验表明,该机具平均工作效率为0.41 hm^2/h,满足0.40 hm^2/h工作效率的性能指标,秸秆粉碎合格率为95.94%,大于秸秆粉碎合格率为94%的性能要求,有效解决了原有机具存在的不足,满足了香蕉秸秆粉碎还田的实际需求。     

秸秆与根茬粉碎还田联合作业工艺及配套机具

研究了秸秆-根茬粉碎还田联合作业工艺,并对秸秆-根茬粉碎还田联合作业机的总体配置及传动系统的设计特点进行了阐述.试验表明,秸秆-根茬粉碎还田联合作业工艺及配套机具能满足保护性耕作农艺要求,具有先进、实用、可行的特点.     

预切组合式香蕉茎秆粉碎还田机的设计

针对中国热带、亚热带农业区香蕉茎秆粗大、含水率高、富含植物纤维等特点,为解决香蕉茎秆粉碎过程中纤维缠绕严重、粉碎效果差的难题,设计了一种预切组合式香蕉茎秆粉碎还田机,并确定了该机的主要部件结构及总体方案。该机结构简单新颖、工作可靠、效率高,能够避免香蕉茎秆纤维对机具的缠绕,大幅降低劳动强度,适宜香蕉主产区的香蕉茎秆粉碎还田作业,有利于热区农业发展。     

麦草秸秆粉碎特性的试验研究

秸秆粉碎装置是秸秆还田机的主要工作部件.为此,通过输送带前进,将均匀铺放在托板上的秸秆喂入自行设计的秸秆粉碎装置来模拟机车前进,对秸秆进行粉碎室内试验.先通过预试验确定了喂入量及动定刀的搭配形式;然后以壳体包角、刀辊转速、动定刀间隙为试验因素,以秸秆的粉碎质量、粉碎功耗为试验指标,对麦草秸秆进行了粉碎试验,建立了粉碎质量和粉碎功耗的数学模型;分析了粉碎装置结构、运动参数对粉碎质量、粉碎功耗的影响规律,优化确定了粉碎装置的最佳结构和运动参数.同时,利用灰色系统理论,研究了动刀速度对刀辊转矩、粉碎质量、粉碎功耗3者影响关系,为麦草秸秆还田机的制造和应用提供了依据.     

假茎回收式香蕉茎叶粉碎机的设计

香蕉假茎含有较高的营养成分,若回收利用将是一种巨大的植物资源。目前,国内研制的香蕉秸秆粉碎机大多为假茎粉碎后直接还田,而对其粉碎后回收的机器研究很少。为此,设计了一种假茎回收式香蕉茎叶粉碎机,确定了其总体设计方案及主要部件的结构。该机分为假茎粉碎机构和蕉叶粉碎机构两部分,主要由切稍装置、螺旋扶茎装置、双圆盘式假茎切断装置、升降装置、传送装置、假茎粉碎装置、输送通道、叶片粉碎装置和假茎碎片收集装置等组成,将香蕉假茎粉碎、假茎碎片回收及蕉叶粉碎还田集于一体。该机的设计为香蕉茎叶资源利用设备的研发提供了可行的新型机型,为后续香蕉假茎的深加工利用储备了必要的技术。     

自走式多功能穗茎兼收玉米联合收获机的设计与试验

为有效解决我国现有技术玉米联合收获机没有多功能玉米秸秆综合利用功能的缺陷,满足不同地区和用户对玉米秸秆利用的不同需求,实现玉米联合收获机的大范围跨区作业,设计了4YZD-4型自走式多功能穗茎兼收玉米联合收获机。该机采用板式摘穗单元组成上层果穗收获台,滚筒式切割器、秸秆输送铺放搅龙、浮动单双辊混合压送机构组成下层秸秆收获台,秸秆切碎还田装置和抛掷装置与整机底盘独立安装,能一次性完成玉米果穗收获、果穗剥皮和集箱,玉米秸秆切割、集条铺放、切碎还田、切碎回收、旋耕灭茬的联合作业功能,为我国大中型玉米穗茎兼收联合作业机械的研发提供了技术依据和应用实例。     

异向双辊式香蕉秸秆粉碎还田机设计与试验

香蕉秸秆含水率高、脆性大、富含纤维素,而现有的香蕉秸秆粉碎还田机粉碎率低、能耗高且茎秆纤维易缠绕粉碎刀辊。针对上述问题,设计一种异向双辊式香蕉秸秆粉碎还田机,介绍该机的总体设计方案,确定粉碎装置、传动系统、限深装置的结构和主要参数。田间试验表明:该机器在田间作业时,当刀辊转速为1 600 r/min,前进速度为12.9 m/s,粉碎刀片长度为124 mm时可达到最优工作状态,此时平均工作效率为0.437 hm^2/h,高于性能指标0.400 hm^2/h;机器平均粉碎合格率为97.09%,大于行业标准94%,达到秸秆粉碎还田的农艺要求。     

机收棉秆切割装置的设计与试验

针对从回收地膜中分离的棉秆利用率低、处理不合理,以及现有的粉碎还田机大多存在粉碎不彻底、刀具易磨损等问题,设计了机收棉秆切割装置,介绍了整机结构及工作原理,探究了不同切割方式对物料粉碎效果的影响.为确定动刀把数、输送辊线速度、动刀主轴转速等因素对粉碎长度合格率的影响,以三因素为自变量、粉碎长度合格率为响应指标,建立了因...     

棉秆粉碎收获机的设计

利用旋转甩刀的切割及冲击作用对棉秆进行粉碎，并利用甩刀高速旋转产生的惯性和气流对粉碎的棉秆进行抛送。在田间试验的基础上，通过理论探讨，对棉秆粉碎收获机的基本原理、主要部件及技术参数，尤其是甩刀转速进行分析、设计，设计了与中型拖拉机配套的棉秆粉碎收获机。