少免耕播种机条带型行间侧抛清秸防堵装置研究

针对我国华北平原一年两熟区玉米秸秆覆盖地小麦少免耕播种机作业时存在易堵塞、种床清洁率低等问题,设计了一种条带型行间侧抛清秸防堵装置。对清秸防堵装置工作时秸秆抛撒特性进行理论分析,明确影响清秸效果的关键因素为侧倾刀弯折角、弯折线夹角和回转半径。以作业扭矩、抛土量和种床清洁率为指标,通过离散元仿真并结合旋转正交回归试验,确定了清秸防堵装置较优参数组合为侧倾刀弯折角25°、弯折线夹角30°、回转半径250mm,此时种床清洁率为80.5%、作业扭矩为47.2N·m、抛土率为15.8%。配合清秸防堵装置,分别设计了一沟双行种肥分施开沟器、V型土壤导流板等部件。其中种肥分施开沟器前方装有定刀,可与防堵装置形成动定刀切割,提高了防堵性能;V型土壤导流板夹角为130°,可将抛起的土壤颗粒反弹回种床,增加了回土量。田间播种试验表明,所设计的行间侧抛清秸防堵装置未发生堵〖JP3〗塞和缠草现象,种床清洁率为82.7%,作业扭矩为2982N·m,作业质量稳定,满足少免耕播种作业国标和农艺要求。     

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。该装置能同时起到切断秸秆和拨开秸秆的作用,从而有效清理播种施肥开沟器前的秸秆,试验表明该装置防堵效果好,动力要求低。本文确定了防堵装置的主要工作部件——缺口圆盘刀的主要参数。所设计结构的优点为不需要大量粉碎根茬,因而动土量少,整机功率消耗小,有利于充分发挥保护性耕作的优势。     

2BMFJ系列免耕精量播种机清秸装置优化与试验

针对2BMFJ系列原茬地免耕覆秸精量播种机作业过程中,清秸装置所引起的振动强度较大、功耗较大、作业速度较慢等问题,在机收后的小麦原茬地条件下,采用四因素三水平正交试验方法,选择每盘刀齿数、刀盘排布方式、作业速度、刀盘转速为影响因素,以机组通过性、振动强度、当量功耗、当量燃油消耗率为评价指标,对影响清秸装置性能的结构与作业参数进行了优化试验研究。结果表明:在每盘刀齿数4、刀盘排布方式3-2-3、作业速度5.4km/h和刀盘转速300 r/min时,清秸装置未发生堵塞,振动强度为134.48 m/s~2,当量功耗为4.58 k W,当量燃油消耗率为159.22 m L/(k W·h)。较优化前的机具,振动强度降低31.74%,当量功耗降低22.11%,作业速度提高20%。     

免耕播种机侧向清秸覆秸秸秆比例回收装置设计与试验

为解决中国麦玉豆主产区在利用秸秆促进作物绿色增产增效、保护耕地的同时,轻简化回收多余秸秆促进其资源化利用等问题,基于原茬地免耕精量播种机侧向清秸覆秸原理,设计了一种秸秆比例回收装置,借助秸秆被免耕播种机播前清理具有的机械能使其沿导流板滑移至机械能耗尽,弹齿“顺势”将其抛送至挤压装置进行回收。应用高速摄像技术探明了秸秆侧向抛撒运动规律,通过理论分析确定了影响装置工作性能的关键结构与作业参数及其取值范围,并采用三因素五水平二次回归正交旋转中心组合试验方法,以作业速度、滚筒转速和弹齿偏角为试验因素,以秸秆回收比率和含杂率为评价指标,实施参数组合优化试验,结果表明：在参数组合为作业速度5.4～7.2 km/h、滚筒转速95 r/min、弹齿偏角49°时,秸秆回收比率大于94%、含杂率小于5%。研究结果为研制原茬地免耕播种秸秆覆盖还田同步比例回收复式作业机提供了理论和技术支持。     

免耕播种机弹齿式防堵装置

针对免耕播种机的堵塞问题,设计了免耕播种机弹齿式防堵装置,该装置利用弹齿的非线性变形对开沟器前的秸秆产生短时间压制,防止开沟器缠草,在秸秆覆盖量小于4500kg／hm^2、浮草较多条件下具有较好的通过性。     

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.     

免耕播种机新型防堵装置的研究

介绍了一种用于免耕覆盖播种机的带状粉碎防堵装置,该装置利用粉碎开道和定向抛草的原理,在秸秆切碎的同时完成播种,解决了高覆盖量条件下直接播种玉米时播种机工作经常堵塞的问题,本文介绍了该播种机的整体结构、带状粉碎防堵装置的设计及田间试验情况。     

幅宽自动控制清秸防堵装置设计与试验

针对免耕播种机在进行玉米秸秆全量粉碎还田作业时,清秸防堵装置存在清秸幅宽、秸秆抛掷距离不合理和幅宽稳定性差等问题,设计了一种幅宽自动控制的清秸防堵装置.建立清秸幅宽数学模型,确定影响作业幅宽和漏清区域的主要工作参数和各参数的取值范围;运用S型压力传感器和电动直线推杆协同作用设计幅宽自动控制系统;通过正交试验设计和EDE...     

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%。     

大豆免耕播种机防堵装置的设计与试验

针对大豆免耕播种机在作业过程中容易出现堵塞的问题,设计了一种新的防堵装置,并进行了试验。该装置主要由送料机构、开沟器、排土板、覆土板和防堵器五个部分组成。通过对不同种类、不同密度的大豆进行试验,结果表明,该防堵装置可以有效避免大豆播种机在作业过程中的堵塞现象,并且能够提高播种效率和作业质量。     

玉米免耕播种机侧置切刀与拨茬齿盘组合清茬装置研究

针对我国东北地区在秸秆全量还田条件下进行玉米免耕播种作业时,种带清茬率低、播种后秸秆在风力作用下被吹回清理后的播种带,从而造成秸秆回垄的问题,设计一种侧置切刀与拨茬齿盘组合式清茬装置.通过对清茬装置的切茬性能进行分析,确定了切茬圆盘类型、尺寸及安装参数;对拨茬过程中种带秸秆及表土在拨茬齿盘作用下的运动轨迹进行分析,得出...     

两种小麦对行免耕播种机的对比实验

对2BMD-12型小麦对行免耕播种机和美国JD1590型进行了对比实验,内容包括机具适应的地表秸秆覆盖情况、施肥能力以及性能价格比等。结果表明,JD1590型小麦对行播种机不适用于我国一年两熟地区的小麦免耕播种;2BMD-12型小麦对行免耕播种机是专门针对我国一年两熟地区免耕播种小麦而设计的,有较好的防堵性能,能在直立玉米秸秆覆盖地直接进行小麦播种,作业质量良好。     

小麦免耕播种机双导轨滑移式调偏系统设计与试验

针对华北一年两熟区玉米根茬地小麦免耕播种机作业时存在开沟器易堵塞、通过性差等问题,提出精准对行避茬的方法,设计一种小麦免耕播种机双导轨滑移式调偏系统。通过理论分析构建调偏横移机构的下悬挂臂力矩平衡、偏移距离及液压缸受力平衡方程,确定影响调偏横移机构提升性能与调偏性能的关键因素。调偏控制系统运用临界比例度法对PID控制进行参数整定,通过土槽试验平台对调偏控制系统的性能进行验证,超调量全部小于5%,平均响应稳态误差小于3mm,移动响应时间为2.8s。田间试验结果表明,当行间秸秆覆盖量、作业速度逐渐增大时,小麦免耕播种机的纵向调整距离和播种均匀性变异系数随之逐渐增大,避茬率逐渐减小,即当免耕播种机作业速度小于等于1.4m/s,行间秸秆覆盖量小于等于1.5kg/m2时,避茬率大于等于90%,纵向调整距离小于等于2.5m,小麦播种均匀性变异系数小于等于26.75%,可满足小麦免耕播种机的调偏作业要求。     

元宇宙环境下玉米免耕播种机作业机组仿真与试验

针对玉米免耕播种机研发周期长和研发成本高等问题,本文将元宇宙技术应用于玉米免耕播种机作业机组的仿真试验。基于元宇宙系统架构构建仿真平台,在元宇宙环境下,采用标线法和转换法对虚拟农场中场景进行高度还原,构建沉浸式玉米免耕播种机驾驶平台并进行交互性能测试,验证沉浸式玉米免耕播种机驾驶平台交互性能。在此基础上,在不同行驶速度下进行播种性能仿真试验,当玉米免耕播种作业机组前进速度不断增大时,播种质量整体呈下降趋势,趋势接近实际田间试验结果,株距合格率大于88.52%、重播率小于6.97%、漏播率小于4.51%。试验结果表明,本文设计实现的元宇宙虚拟播种仿真平台能够用于玉米播种试验,对降低玉米免耕播种机研发成本、缩短玉米免耕播种机研发周期具有重要意义。     

免耕播种机液压式加载仿形深度控制系统设计

由于免耕播种地表有残茬、秸秆和杂草覆盖,土壤坚硬,免耕播种机的仿形量较大,普通的仿形机构已不能满足仿形的平稳性要求。为此,采用液压式加载仿形深度控制系统,实现玉米垄作免耕播种机下压力和仿形量的调节,保证了玉米垄作免耕播种的播种深度和机器稳定性,克服了目前免耕播种作业的缺点,满足了免耕播种作业质量要求。     

被动滚筒式免耕播种成穴机构设计与试验

针对传统免耕播种机在作业时需对秸秆及残茬进行剪切或移除,从而存在对切割部件性能要求高、功耗大、扬尘以及秸秆缠绕堵塞等问题,研究一种滚筒穴式免耕播种成穴机构,实现在不对地表覆盖物进行任何专门处理的情况下穿透成穴。核心机构由鸭嘴滚轮排种装置和由其鸭嘴驱动的被动式滚筒组成,二者处于内相切关系。转动的滚筒将秸秆碾压成一薄层,鸭嘴从滚筒内伸出并穿透这一秸秆薄层后进行成穴并投放种子。基于运动学分析,建立鸭嘴驱动角φ、鸭嘴助力角α、鸭嘴滚轮排种装置的角速度ω0、滚筒角速度ω1之间的数学模型。对于100 mm整数倍株距的播种情况,运用Matlab(Matrix laboratory)图像处理模块对方程进行分析,以结构及工作要求为约束条件,以滚筒转速波动平缓为主要衡量指标,结构紧凑为辅助衡量指标,优化得出鸭嘴滚轮排种装置半径为200 mm,滚筒半径为400 mm,鸭嘴助力角α为23°,初始驱动角φ为31°,进一步的几何分析计算得出滚筒上设置的驱动孔个数为23个,尺寸为84 mm×32 mm。运用CATIA进行数字样机运动仿真,分析滚筒在鸭嘴驱动下实际情况和角速度的变化规律,验证了理论分析。样机试验表明被动滚筒式免耕播种成穴机构满足设计要求,工作过程简单可靠,为免耕播种提供了一种有效的技术手段。     

基于免耕播种的玉米根茬物理机械特性分析

东北作为我国干旱半干旱垄作地区,年降雨量少、风沙大,实行保护性耕作是必然选择。但是垄作保护性耕作研究难度较大,现今缺少适用的免耕播种机。为此,通过对玉米根茬物理机械特性的测试,从农机与农艺相结合的角度,分析了玉米免耕破茬的技术要求,提出破茬犁刀选型的依据与设计的基本参数。     

星形齿刀防堵式小麦免耕播种机设计与试验

我国北方的一年两熟种植区,经常玉米地播种小麦,但由于收获后田间玉米秸秆残渣量大、根茬粗且韧性强,容易导致小麦免耕播种机通过性能差,极易出现堵塞。为此,设计了一种星形齿刀主动锯切防堵式小麦免耕播种机。同时,描述了该机的总体设计方案及星形齿刀式锯切防堵装置、锐角短翼型开沟器和双圆盘开沟播种器等关键部件的结构,并确定了主要结构参数。田间试验证明:该防堵装置不仅可以很好地切断玉米秸秆,还能及时预防堵塞,以保证小麦免耕播种机的田间通过性。该机具的研制丰富了我国北方一年两熟区免耕播种机具的多样性,对免耕播种技术的推广具有积极意义。     

垄作免耕播种机被动式防缠绕破茬清垄装置设计与试验

为了解决东北玉米垄作免耕播种机作业时缠绕堵塞工作部件,减小对土壤扰动,提高破茬开沟质量等问题,优化设计了防缠绕破茬清垄装置,主要包括阿基米德螺线锯齿型缺口圆盘破茬刀和星型清垄轮。通过理论分析确定了影响破茬清垄装置作业性能的主要参数为机具前进速度V_m、破茬刀入土深度h以及清垄轮安装偏置角α。利用离散元软件EDEM进行二次回归正交旋转组合仿真试验,确定了该装置的最优工作参数组合为：机具前进速度V_m为7 km/h、破茬刀入土深度h为75 mm、清垄轮安装偏置角α为30°。通过田间验证试验,得出破茬清垄装置在最优工作参数组合下的破茬率为92.21%,清秸率为93.49%,验证了仿真理论研究结果,机具通过性显著提高,达到了东北玉米垄作免耕播种农艺和农机的技术要求。