青梗小白菜种子压缩载荷试验研究

为了避免小白菜种子在机械播种过程中受到严重损伤，保证小白菜种子的顺利播种，需要对小白菜种子的压缩特性进行研究，从而为播种机械的相关参数设计提供依据。为此，利用万能试验机，通过单因素分析来获得小白菜种子直径、含水率以及加载速度对种子压缩载荷最大值的影响规律，并通过响应面法的正交试验来获得3个因素之间的交互影响及小白菜种子的最佳参数组合。试验结果表明：当直径为1.90mm、含水率为3.01%、加载速度为2.47mm/min时，小白菜种子压缩载荷最大值达到最优为21.79 N,且预测力值与实际力值之间具有很好的拟合性。     

气力式西洋参排种装置的设计与试验研究

由于播种西洋参需用催出芽的种子,机械排种器播种时极易将种芽碰掉,影响发芽率,不能满足西洋参种子的播种要求。为此,设计了一种气力式排种装置,阐述了气力式精密排种器的工作原理,确定了其主要结构参数。同时,以威海文登西洋参种子为播种对象,采用二次正交旋转组合试验,对吸种装置进行了吸排种性能试验研究,建立了行进速度、吸气孔直径、负压3个主要因素与漏播率、重播率的数学模型,分析了各个因素对漏播率和重播率的影响规律,并进行了参数优化。对重播率影响的因素其主次顺序为:负压、吸气孔直径、行进速度;漏播率影响的主次顺序为:吸气孔直径、负压、行进速度。当行进速度为1.5m/s、吸气孔直径为1mm、负压为4 k Pa时,机播重播率低于3.3%,漏播率低于2.3%,装置综合性能达到最优。经试验验证,试验结果与优化结果基本一致,满足西洋参精密播种的种植要求。     

参类种子的压缩特性试验研究

参类种子的压缩性能研究,可以为研制出合适参类播种机械提供参数依据。利用物性分析仪,采用单因素试验的方法测试含水率、放置方向、加载速度对压缩破坏力的影响。不同放置方向对压缩破坏力影响大小依次为平放、侧放、立放,且侧放和立放时的压缩破坏力近似;随含水率的增加种子的压缩破坏力呈下降趋势;随加载速度增加压缩破坏力呈上升趋势,但加载速度达到一定时压缩破坏力趋于平缓;未催芽参种的压缩破坏力大于催芽参种的压缩破坏力。     

寒地水稻芽种静压力学性能的试验研究

为减少芽种在运输、播种过程中的机械损伤,以寒地水稻品种空育131为试验材料,对其芽种进行静压力学试验分析。同时,对7种19.07%~37.13%不同含水率的芽种,以一定速率加载,在平放、侧放和竖放形式下压缩,研究含水率对芽种压缩破损力、破损应力、弹性模量与破坏能各物理机械性质分布规律,建立了各种物理机械特性与含水率之间的回归方程。结果表明:同一含水率下,平放压缩破损力最大,侧放压缩时次之,竖放压缩时最小。静压力学性质试验分析结果为机械式精量播种机的播种装置设计提供了依据。     

豌豆茎秆力学特性试验

为解决现有豌豆茎秆力学特性参数不足的问题,本试验以甘肃地区成熟期的豌豆茎秆作为研究对象,采用正交试验方法,在CMT2502型微机控制电子万能试验机上进行试验,探究不同因素对其拉伸和剪切力学特性的影响。试验结果表明:豌豆茎秆在承受拉力时无茎节处抗拉强度较大,相当于其有茎节处的1.6倍,并在10mm/min左右的加载速度下达到相对最大值10.964MPa;在承受剪切力时,豌豆茎秆距地表300~900mm中部茎段抗剪切性能更优,其抗剪强度可达到3.26MPa,且其抗剪强度随加载速度的增大而降低,随含水率的增大呈先上升后下降的趋势,在含水率为65%时可达到最大值3.11MPa。该研究为找到豌豆最佳收割时期、方式以及其相关农业机具的设计和优化提供理论依据。     

三七压穴精密排种装置设计与试验

三七播种株行距均为5 cm左右,属于密集精密播种,为实现三七高密度精密播种,克服开沟易堵塞的难题,设计了一种三七压穴精密排种装置。阐述了三七压穴精密排种装置的工作原理,确定了其主要结构参数,以云南省文山市三七种子为研究对象,采用二次旋转正交组合试验方法,对排种装置进行排种性能试验,选取压穴柱直径、前进速度、投种点到压穴点水平距离为试验因素,建立了合格指数、漏播指数、重播指数、各行排量一致性变异系数的数学模型,分析了各试验因素交互作用对合格指数的影响规律。结果表明,影响合格指数的因素主次顺序为:压穴柱直径、投种点到压穴点水平距离和前进速度。通过参数优化,确定了最优参数为压穴柱直径24. 5～29. 5 mm、投种点到压穴点水平距离330 mm、前进速度0. 44～0. 61 m/s,此时合格指数大于90%,漏播指数小于5%,重播指数小于5%。经2BQ-15型三七精密播种机整机试验可知,作业速度为0. 35 m/s时,播种机合格指数最高为93. 5%,满足三七播种要求。     

花生穴播器播深自动调节装置设计与试验

针对传统花生播种机穴播器工作过程中播种深度调节过程繁琐的问题,设计一种可根据土壤含水率变化做出相应深度调节的播种装置。通过分析调节过程中推杆机构运动轨迹,明确调节深度与转臂角度变化关系,结合花生播深自动控制系统,使穴播器在机具工作过程中可根据土壤含水率变化实现无级调节。选取土壤含水率范围、设置播种深度、机具前进速度为试验因素,播种深度合格率为试验指标进行田间试验,采用Design expert软件对试验结果进行分析,明确各因素对试验指标影响规律,并得出回归曲线方程。试验结果表明：播种深度控制过程中调节效果良好,土壤含水率范围为14%~17%、设定播种深度为3.5 mm、机具前进速度为4 km/h情况下,播种深度具有很好的一致性。当土壤含水率为15.83%,设定播种深度为3.18 mm,机具前进速度为3.91 km/h时,播种深度合格率为最大值98.19%,符合相关国家标准及花生种植农艺要求,为花生精准播种提供参考。     

智能化设施育苗机设计与试验

在分析现代工厂化育苗技术的基础上,提出并设计了智能化设施育苗机。整机采用PLC技术、传感器技术、异步电动机变频调速等控制技术,能够实现精量播种作业。以白菜种子为试验对象,选取吸孔直径、真空度、种箱移动速度作为试验因素,进行吸种性能的正交试验,经试验得出最优因素参数组合为真空度7kPa、吸孔直径0.8mm、种箱移动速度0.03m/s,最优因素参数组合下单粒率93.82%、空穴率3.71%、重播率2.47%;在吸种性能最优因素参数组合下,对不同的播种效率做进一步播种性能试验,当播种效率为400 盘/h,单粒率达到92.63%,可以满足蔬菜精量播种农艺要求。     

大蒜种子与机械播种相关特性的分析研究

大蒜种子的外形尺寸特征、悬浮特性,是播种机械实现单粒播种的重要依据,蒜种破碎是机械对蒜种的严重损伤,导致不能发芽。为此,对大蒜种子的外形尺寸和悬浮特性及破碎力进行试验研究,为大蒜种子机械化清选和播种提供数据。选择大瓣种苍山大蒜、小瓣种金乡大蒜及杞县大蒜为研究对象,使用统计学方法,以大蒜种子的长、宽、厚、悬浮速度及压碎力为指标,研究蒜种大小尺寸的分布、含水率对大蒜种子悬浮速度及大蒜种子抗破坏能力的影响。结果表明:大蒜种子厚度方向的尺寸差异最大;大蒜种子的悬浮速度随含水率的上升而增加,同一含水率下,大瓣种子的悬浮速度大于小瓣种子;压碎力与含水率呈反比,且大瓣种子弧面更易受到破坏。     

锤片式粉碎机工作参数优化试验研究

为解决锤片式粉碎机工作效率低、能耗高等问题,对其工作参数进行响应面优化设计。首先进行粉碎机最佳工作参数组合的优化试验,分析主轴速度、回料管直径、喂料速率、筛网孔径及物料含水率对生产率、电耗和粒度的影响规律。然后对试验数据进行响应面设计分析,求解出最优组合并进行试验验证。试验结果表明,粉碎机的最优工作参数组合为：主轴转速2 700 r/min、回料管直径57 mm、喂料速率0.25 kg/s、物料含水率10%和筛网孔径6 mm。对比单因素最优的评价指标,生产率提高4.36%,电耗下降3.23%,粒度减小23.21%。     

沙棘枝杆力学特性试验研究

为获取沙棘枝杆的力学参数,支撑沙棘收获设备的开发,以新疆大果沙棘枝杆为对象,采用万能试验机对其剪切、弯曲和压缩的力学性能进行了测定,并在此基础上评估了直径和含水率对沙棘枝杆力学性能的影响。力学试验研究表明：沙棘枝杆的抗弯强度随着直径的增大而增大,直径为20mm时最大,为78.14MPa,直径为10mm时最小,为67.14MPa;抗剪强度会随着直径的增大先略微减小再增大,直径为20mm时最大,为45.46MPa,直径为12.5mm时最小,为30.90MPa;抗压强度会随着直径的增大而增大,直径为20mm时最大,为30.76MPa,直径为10mm时最小,为22.79MPa;弯曲试验和压缩试验中极限承载力随着含水率的上升而下降,压缩试验的趋势更为显著;剪切试验的极限承载力开始时随着含水率的上升而上升,在30%时到达最大值,之后随着含水率的上升而下降。研究结果可为沙棘枝杆的收获、破碎和加工设备的设计提供参数依据。     

核桃破壳机的试验与工作参数优化

为了优化自制偏心击打式核桃破壳机的工作参数,提高核桃破壳的高路仁率,进行了核桃破壳试验研究。通过二次回归旋转组合试验,明确了击打行程、含水率、核桃尺寸与高路仁状况的具体关系,对破壳参数进行了优化和验证。结果表明:含水率在14.5%左右时,核桃高路仁效果最好;最佳的综合破壳效果条件为击打行程为5mm左右、含水率为14.5%左右、核桃尺寸为41mm左右。     

新型窝眼轮式玉米排种装置的设计与试验研究

为满足玉米芽种穴盘精播育苗的机械化要求,设计一种新型窝眼轮式玉米芽种排种装置,对主要结构和工作原理进行介绍。用UG NX软件对关键零件进行设计和装配。选择窝眼直径、窝眼深度和播种作业速度作为主要参数进行三因素三水平的正交试验,确定较优参数组合,并进行验证试验。试验结果表明:当其他参数固定,窝眼直径为14mm,窝眼深度为6mm,作业速度为100mm/s时,性能指标播种合格率为91.31%,重播率为4.08%,漏播率为4.61%,满足技术要求。     

大豆垄三栽培配套播种机种床整理装置设计与试验

针对大豆垄三栽培模式下播种机施肥开沟器土壤扰动影响种-肥、种-种的空间配置关系问题,设计了一种双锥环型种床整理装置。通过理论分析确定在典型东北黑壤土、含水率20%和仿形机构下拉弹簧刚度4.48 N/mm条件下,双锥环型种床整理装置关键结构参数取值范围;应用三因素三水平正交试验方法,以作业速度、收土整形环母线长度和仿形下拉弹簧预伸长量为试验因素,选择种床平整度、垄顶5 cm深度土壤坚实度变异系数、播种深度变异系数、种子横向偏移离散度和种肥间距合格率为评价指标,实施关键结构和运用参数组合优化试验及田间对比试验,结果表明：当作业速度小于等于14.4 km/h、弹簧预伸长量为90 mm、收土整形环母线长度为42 mm时,增设该种床整理装置的播种单体可以实现种床平整度达6.22 mm、垄顶5 cm深度土壤坚实度变异系数达17.39%、播种深度变异系数达13.74%、种子横向偏移离散度7.65%、种肥间距合格率达87.86%,较未设置种床整理装置播种单体的播种深度一致性和种肥间距合格率分别提高19.71%和24.26%,种子横向偏移离散度降低44.02%。研究结果为大豆垄三栽培配套高速精量播种机的...     

大豆脱粒过程籽粒力学特性试验研究

为了更准确地研究机械收获中大豆籽粒与机器脱粒分离部件之间的作用力、揭示大豆籽粒力学性能变化规律,采用万能材料试验机对5个大豆品种进行了压破、剪切和顶破试验。选取含水率作为试验因素,针对不同的受力方向、加载速度、刀片角度、钢针锥度、压入深度等试验方式,获得了不同试验条件下籽粒压破力、极限剪切力及硬度的变化规律,并对其函数关系进行了拟合。结果表明:大豆籽粒压破力与受力方向有很大关系,压破力随加载速度的增加而降低,随含水率的升高呈现先升高后降低的趋势;极限剪切力随刀片角度的增加而增大,随加载速度的增加而降低,随含水率的升高而降低;压入深度在0.2～1mm范围内,硬度与压入深度无明显关系,硬度随钢针锥度的增加而增大,随含水率的升高而降低。研究结果可为改进大豆脱粒和输送装置、确定大豆最佳机械收获时间和其它工艺参数提供理论依据和参考。     

莲藕生长环境及物料特性试验研究

莲藕生长环境与物理机械特性是设计莲藕采挖机械的重要依据，而同一品种的莲藕在不同地区培育，受生长环境等因素的影响，导致莲藕物理特性存在差异。为此，针对新疆五家渠市引进多年培育的“武植二号”莲藕，开展生长环境、土壤特性、莲藕含水率、折断力和抗压强度方面的研究。通过测量与试验可知：莲藕生长在230～320mm泥土中，平均水位300mm左右，随着土层深度的增加，土壤含水率下降，土壤体积密度增大，土壤酸性度减弱；同一支莲藕各部分含水率不同，位移速度10mm/min时，第1藕节拉断力在70～170N之间、第1节藕茎能承受最大的压力在0.5～0.2kN之间。试验结果可为莲藕采挖机械的设计提供技术支撑。     

小麦秸秆压缩弯曲特性试验研究

为给秸秆圆捆打捆装置和其它打捆机构提供相应的力学参数和理论基础,根据麦茎秆的几何尺寸,并利用万能试验机控制夹具加载速度对不同含水率的麦秸秆进行弯曲、轴向压缩和径向压缩等力学特性试验,得出载荷-位移等曲线,并获得相关力学参数数据。利用Origin将数据直观地反映出来,再用MatLab对试验数据进行拟合,得出拟合方程。试验结果表明:麦秸秆压缩所需要的力大于弯曲所需的力;含水率和夹具加载速度在一定范围内时,无论是在麦秸秆的弯曲试验还是压缩试验中,载荷峰值的大小与加载速度和含水率都有关,因此在设计打捆压缩成型机构时需考虑含水率与其关键机构工作转速对打捆装置的影响。     

燕麦穴播排种器的设计与试验

燕麦是一种优质的粮饲兼用作物,是山西主要种植的杂粮作物之一。为此,针对燕麦播种过程中无专用的燕麦排种器,作业过程中常出现种子破损、重播或漏播的现象,造成播种质量差的问题,设计了一种型孔式燕麦穴播排种器,并以播种机作业速度、型孔轮转速、型孔直径大小为因素,以穴粒数合格率和穴距合格率为评价指标,采用Design Expert软件分别设计了单因素试验和正交旋转组合试验。结果表明：各因素最优参数组合为播种作业速度0.8m/s,型孔轮转速43.78r/min,型孔孔径9.91mm。对最优参数进行了验证试验,结果表明：穴粒数合格率为84.23%,穴距数合格率为65.62%,穴粒数合格率的误差率为1.6%,穴距合格率的误差率为3.7%,实际结果与优化结果差异较小,优化结果准确可信。研究可为燕麦专用排种器的设计和燕麦专用播种机的设计提供理论依据。     

锥盘式荞麦精量排种器试验研究

为优化锥盘式荞麦精量排种器的最佳排种结构参数(排种盘型孔直径、型孔数量、锥形排种盘转速),降低荞麦播种时各行排量的一致性变异系数、总排量稳定性变异系数、种子破损率和排种均匀性,提升荞麦播种机械化水平,设计了9种不同型孔直径和不同孔数的排种盘,并采用L₂₇(3¹³)正交试验法设计试验方案,进行排种台架试验,研究3个参数对各行排量一致性变异系数、总排量稳定性变异系数、种子破损率、排种均匀性变异系数的影响,得到最优参数组合。台架试验结果表明：在4个指标同样重要的情况下,确定了当型孔直径为8mm、型孔数量为50孔、排种盘转速为25r/min时,排种性能最好,各行排量一致性变异系数为0.98%,总排量稳定性变异系数为0.58%,破损率为0.25%,排种均匀性变异系数为8.6%。     

川芎苓种播种器参数优化与试验

针对川芎苓种机械播种存在漏播、重播、伤种等问题,通过理论分析和试验,确定了影响播种器精量播种的关键部件的结构参数,优化出一种适用于川芎苓种精量播种的播种器。以敖平镇川芎为试验对象,完成以播种器导种室的直径、导种槽深度、导种槽倾斜角度为影响因子的三元二次回归正交旋转组合设计试验,并运用JMP 13软件对试验结果进行分析,得到各影响因子与播种性能指标之间的回归模型。同时,基于回归模型进行目标参数优化,确定最优组合参数,即播种器导种室的直径202.77mm、导种槽深度19.64mm、导种槽倾斜角度60.88°时,播种器播种的合格率95.62%,漏播率2.15%,重播率2.23%。在此基础上再对播种器进行田间试验,结果表明:播种器播种的合格率96.17%,漏播率2.3%,重播率1.52%,损伤率0.22%,满足苓种精量播种农艺要求。研究为川芎苓种播种器的设计与应用提供了理论依据。