气力输送式小麦免耕施肥播种机设计与试验

针对山东省土地经营模式的转变,小麦玉米一年两熟轮作制度导致小麦播种时间紧张且现有机械工作效率低的问题,设计了小麦气力式高效免耕施肥播种机,一遍作业可一次性完成灭茬、施肥、播种、覆土、镇压等工作。采用了集排式气流排种/肥装置,该装置利用同一风道对排出的种子和肥料进行同时输送,在保证种/肥同步的同时又提高了排种/肥的效率和均匀性;利用燕尾槽式布种器进行布种作业,达到了宽苗带效果;对整机进行了田间试验测试,测试结果表明,机具通过性良好,播种深度合格率、施肥深度合格率以及种肥间距合格率分别为93.0%、93.6%和85.4%,变异系数分别为4.7%、2.8%、5.3%;平均苗带宽度为11.83cm,合格率为94.5%,变异系数为4.2%,各项指标与理论设计差异不显著且符合农艺要求。     

宽苗带小麦免耕施肥播种机设计与试验

针对小麦玉米轮作区,玉米收获后小麦种植时间紧张,播种效率低的问题,采用宽苗带播种模式,搅龙型覆土整平机构,设计一种宽苗带小麦免耕施肥播种机,一次进地可同时完成灭茬、施肥、播种、覆土整平、镇压等工作。对苗带灭茬装置的旋耕刀片排布安装进行设计,确定苗带旋耕灭茬的方式;通过EDEM软件对宽苗带分布器排种过程进行仿真,确定分种板的位置参数;对搅龙覆土整平装置进行力学与运动学分析,确定搅龙叶片的螺旋升角取33°。在玉米小麦两熟区进行试验,结果表明,播种深度,种肥高度差和苗带宽度的合格率分别为93.1%,100%和94%,机具通过性良好,各项指标满足农艺要求。     

小麦―玉米连作体系的玉米免耕精量播种机设计

根据黄淮海小麦―玉米连作高产区的种植特点,针对小麦收获后秸秆覆盖的地表进行玉米播种时的麦草壅堵、播深不稳定、漏播率、晾种率高等问题,研发2BYJ―4A型玉米免耕精量播种机。该机可一次完成苗带清整、开沟、施肥、精量播种、覆土镇压等工序。设计苗带清整及防堵装置,创造播种条件并保证机具通过性;采用四杆仿形机构,保证播深一致性;采用勺轮式排种器,实现精量播种,保证空穴率小于2%;设计一体式施肥播种开沟器,实现播种和施肥分层实施。田间试验表明,该播种机作业性能达到设计要求。     

宽苗带勾型窝眼轮式小麦精量排种器设计与试验

为解决宽苗带小麦精密播种排种器排种均匀性差的难题,结合小麦精量排种技术提出一种勾型窝眼轮式宽苗带小麦精量排种器,使种子行内分布均匀,行间种子不散乱。对关键参数进行了设计和理论分析,通过EDEM离散元软件完成了种层厚度调节板水平距离、窝眼布置形式、窝眼个数、窝眼倾角、种箱底板倾角对充种性能影响的单因素试验。在此基础上以勾型窝眼轮转速、种层厚度调节板垂直高度和窝眼长度为试验因素进行了多元二次回归旋转正交组合试验并应用Design-Expert 8. 0. 6软件对试验数据进行分析,得到回归模型和因素对指标影响关系,确定了影响单粒率重要性大小依次为窝眼长度、种层厚度调节板垂直高度和排种轮转速,排种轮转速与窝眼长度间交互作用不可忽视;影响合格率重要性由大到小依次为种层厚度调节板垂直高度、排种轮转速和窝眼长度。基于回归模型进行多目标参数优化,结果表明:排种轮转速为23. 05 r/min、窝眼长度为7. 00 mm、种层厚度调节板垂直高度为25. 00 mm时,合格率为98. 59%。对该优化参数组合下的排种器进行充种性能和排种性能台架试验,结果表明:充种合格率为98. 01%,试验验证结果与仿真优化结果相吻合,验证了仿真优化结果的可靠性,此时排种器4行间充种合格率变异系数仅为1. 20%,宽苗带各行间变异系数较小;排种合格率为90. 03%,行间排种合格率变异系数为1. 50%,行内均匀性变异系数达到16. 54%,排种性能明显优于常用外槽轮排种器。     

玉米苗带秸秆还田旋耕施肥播种机设计与试验

为解决麦茬地小麦收获后留茬高、秸秆覆盖量大而导致的土地板结、整地质量差、出苗不整齐和全幅灭茬、整地动力消耗大等问题,设计了一种新型苗带秸秆还田旋耕施肥玉米播种联合作业机,可一次完成苗带秸秆还田、苗带旋耕、施肥、播种和覆土镇压等多道工序。田间性能试验表明:该机结构合理,通过性良好,秸秆粉碎长度小于10cm的达到90%以上,播种深度、施肥深度变异系数分别为21.5%、19.8%,粒距变异系数为27.7%,播种机作业性能满足设计要求。     

2BHQL-4气力式花生精量播种机的设计与试验

花生在机械化播种环节存在一定程度的伤种、漏播、重播等问题,现有的窝眼式排种器严重制约了花生产业的可持续发展。针对以上问题,设计了2BHQL-4气力式花生精量播种机,可一次完成开沟施肥、单粒精播、覆土镇压等多道工序。对整机结构和工作原理进行了分析,通过对排种器充种、携种、投种3个阶段进行受力分析,明确了排种器单粒取种的条件及影响排种性能的主要参数,计算确定了仿形机构相关参数。样机田间试验结果表明:2BHQL-4气力式花生精量播种机主要技术指标均优于评价要求,粒距合格指数、漏播指数、重播指数、播深合格率分别为92%、5.24%、3.3%、5.7%、91.5%;各行排肥一致性变异系数7.91%,总排肥量稳定性变异系数3.11%。该机工作稳定,排种均匀性良好,种子在田间分布均匀合理,满足设计要求。     

窝眼轮式油菜排种器性能试验研究

为探究2BYG-220型油菜联合播种机所采用的窝眼轮式排种器的排种性能,在JPS-12型排种器性能检测试验台上进行了模拟田间试验。结果表明,窝眼轮式排种器的转速和种床带行进速度分别为24 r/min、2.2 km/h时,该排种器排种稳定性变异系数和排种均匀性变异系数为最低。该结论为油菜播种机的设计和制造提供了理论依据。     

差速充种沟式小麦单粒排种器优化设计与试验

为实现小麦精播,设计了一种差速充种沟式小麦单粒排种器。运用力学分析、结构分析、理论计算、仿真试验、台架试验验证以及田间试验的优化流程对排种器参数进行优化。首先,应用EDEM离散元软件和Design Expert 84.0.6软件进行了仿真试验,完成了差速式小麦排种器参数的优化;然后进行了台架试验验证,结果表明,当转速为1r/s,弧形挡板固定在排种器端盖上,充种沟隔板间长度、充种沟宽度、充种沟高度分别为8.00、6.00、5.00mm,弧形挡板凸起斜度为42.68°时,粒距合格率为81.67%,重播率为12.50%,漏播率为5.83%,排种器排种均匀性变异系数为32.32%,台架试验结果与仿真试验结果一致;最后,对采用该排种器的7.5cm行距小麦播种机进行了田间试验,结果表明,在作业速度为4.8km/h时,粒距合格率为82.50%,重播率为9.17%,漏播率为8.33%,播种机的播种均匀性变异系数为30.12%。试验结果与仿真试验及台架试验结果基本一致。     

小麦宽幅播种机种肥开沟装置的设计与研究

针对华北平原地区小麦、玉米一年两熟种植中,因玉米秸秆覆盖量大,机具播种过程中易产生堵塞,导致播种质量差、苗弱拥挤等问题,结合当地农艺要求及种肥同播原理,设计了一种新型小麦复式作业机具,可一次完成旋耕、开沟、施肥、播种、覆土及镇压等多项作业。该机具中的种肥开沟装置采用宽播幅(12cm)分散式粒播,扩大了小麦的种植幅宽及单株营养面积,促进了小麦植株根系发达,苗体健壮;种肥同沟垂直分施可实现小麦种肥同播,从而提高化肥利用率。田间试验结果表明:小麦平均播种深度为3.8cm,种深合格率为92.5%,采用种肥垂直分施方式,平均施肥深度为12.3cm,施肥深度合格率为94.7%,种肥深度满足种肥同播农艺要求。该机具在播种过程中未出现明显堵塞,通过性良好。     

一种新型免耕播种机的设计

在传统免耕播种机的基础上进行了改进,完成了对免耕播种机开沟器、排种器以及秸秆粉碎装置的设计.设计的开沟器实现了侧肥深施,解决了目前种肥混施带来的伤种问题,并在开沟器的下面安装了深松铲,在播种之前完成深松,更有利于种子的萌发;设计的窝眼轮式排种器降低了投种高度,有利于提高播种均匀性,可以根据播种量对窝眼的大小进行调整;设计的秸秆粉碎装置实现了灭茬、秸秆粉碎和还田,同时解决了旋耕刀轴易缠草的问题.     

双轴旋耕压槽播种开沟匀覆土作业机设计与试验*

针对目前小麦播种机械存在的播种质量差、播深稳定性差、复式作业程度低等问题,设计一种双轴旋耕压槽播种开沟匀覆土作业机,分析机具的工作原理,并根据实际作业需要,设计一种传动系统,计算出整机传动效率为0.716。为稳定开出5 cm宽,1~3 cm深的小麦种槽,设计一种特型的开槽轮,保证播种深度,提高播深与播宽稳定性;根据作业幅宽3 500 mm以及播种深度1~3 cm,确定绞龙长度与直径的参数,设计一种开沟匀覆土装置,采用左右两段绞龙机构,提高耕幅范围内的土壤平整度,并同样分左右两段绞龙机构,设计一种清土装置。田间对比试验表明样机的准确度为88.67%、离散度为45.45%、均匀度为73.74%,普通播种机的准确度为78.72%、离散度为39.38%、均匀度为44.83%。     

水平拨草轮式玉米免耕播种机设计和试验

设计了水平拨草轮式玉米免耕播种机,确定了拨草轮、开沟器和播种覆土装置等部件的主要结构参数。田间试验表明,采用动力水平拨草轮和刀刃型开沟器相结合的防堵原理,能够有效清除秸秆、杂草,保证机具通过性能。与条带旋耕式玉米免耕播种机相比,在满足种肥深度要求下,土壤扰动量减小了69.7%,单位油耗减小了19.3%,较好地满足了农艺要求。     

双轴小麦少免耕带状施肥播种机设计与试验

针对玉米、小麦和水稻、小麦一年两熟地区,在大量农作物秸秆粉碎覆盖地表,或土壤墒情较重情况下,小麦免耕播种质量差的问题,研制开发一种双轴小麦少免耕带状施肥播种机。田间试验结果表明,该播种机播种作业质量较好,与传统旋耕双圆盘小麦播种机、沟播条带播种机相比,实现增产5%,降低播种作业成本150～375元/hm2,推广应用前景广阔。      

秸秆后覆盖小麦播种机设计与试验

针对华北平原麦-玉两熟区,小麦在玉米秸秆覆盖地撒播易出现秸秆堵塞、麦种架空、晾籽等问题,利用正转旋耕抛土模型以形成土壤、秸秆顺序覆盖,设计了一种秸秆后覆盖小麦播种机,可一次完成旋耕、均匀撒播、覆土、覆盖秸秆、镇压等作业。旋耕刀采用对称螺旋线排列;通过抛土运动分析确定了被抛物料运动的最大高度为0.52 m,水平方向最大位移为0.79 m,并确定了导土板的位置参数;通过性能试验优选分种装置与水平方向夹角为35°,分种板间的距离为50 mm。在河北涿州试验站进行了整机田间试验,结果表明:正转旋耕装置能有效抛土、抛秸秆,避免秸秆、根茬堵塞分种装置,耕深稳定在148~152 mm内,耕深稳定性系数为95.5%,多功能行走轮滑移率约为5.3%,机具通过性能符合国家标准(GB/T 20865—2007)要求;机具作业后秸秆覆盖量平均为1.07 kg/m2,达到作业前秸秆覆盖量的80%;播深稳定在30~35 mm内,播深合格率为91.1%,不同位置幅宽内10 cm×25 cm矩形框内麦种数量稳定在29~30粒,符合农艺要求。     

免耕播种机无轴螺旋排肥输肥装置设计与试验

针对西南地区坡度较大、免耕地表秸秆及根茬等造成耕地平整度较差,驱动式破茬防堵免耕播种机作业时机具整体产生振动较大,导致排肥器排肥及导肥管导肥作业性能差的问题,基于螺旋输送原理,设计了一种柔性无轴螺旋排肥输肥装置。通过对肥料的螺旋输送以及物料临界输送速度分析,得出螺旋叶片最佳充肥尺寸以及转速范围。采用EDEM仿真进行二次回归正交旋转试验和响应曲面法分析无轴螺旋排肥输肥装置最佳工作参数：螺旋叶片内半径3mm、螺旋叶片外半径12.8mm、螺旋叶片转速319r/min以及螺旋间距24.5mm。田间测试结果表明,在地表平整度平均值以及地表坡度分别为8.9cm、16.1°时,无轴螺旋排肥输肥装置在作业速度1.5 m/s时,排肥精度误差、均匀性变异系数分别为1.87%、2.52%,满足国家施肥标准,播肥符合当地农艺要求。所设计的无轴螺旋排肥输肥装置满足免耕播种施肥要求,可为在地表平整度较差时排肥和振动较大条件下排肥器以及导肥管的设计与改进提供参考。     

刮板式有机肥条铺与旋耕混合施肥机设计与试验

针对果园有机肥人工施肥量不准确、施肥不均匀等问题,本文根据施肥农艺要求,设计了一种有机肥条铺与旋耕混合施肥机。该装置采用刮板式结构,通过圆环链带动刮板向前排肥,将有机肥呈条状铺撒在地表,通过旋耕装置将其与土壤混合。通过计算确定了施肥装置最大开口高度、肥箱容积等结构参数,分析了上、下层有机肥排肥过程。以排肥口开口高度、前进速度、链轮转速和刮板间距为试验因素进行离散元仿真试验,以有机肥相对误差和变异系数为评价指标,对排肥过程工作参数进行优化求解,得到最优参数组合：开口高度为53.17 mm、前进速度为2.8 km/h、链轮转速为15.96 r/min、刮板间距为160 mm。在最优工作条件下进行试验验证,得到有机肥平均排肥量为5.099 kg/m²,与理论施肥量相对误差为4.5%,变异系数为8.8%,表明仿真优化结果可靠,排肥量准确且排肥均匀性较好,该施肥装置施肥性能较优。在旋耕混合试验中,通过测定得到上层有机肥混合比例为11.83%,下层有机肥混合比例为6.29%,表明经过旋耕后,能够实现土肥混合效果,上层土肥混合比例高于下层。     

2BMZJ-4玉米免耕播种机粤北适应性研究

为检验2BMZJ-4玉米免耕播种机在广东的适应性,对该机的播种均匀性、播量和地轮滑移率等指标进行了田间试验。试验结果表明:当玉米种子三轴尺寸分别为8.2、9.0、5.6 mm,机组前进速度为0.81 m/s时,穴距合格率为96.67%,播深合格率为94.88%,漏播指数3.33%,重播指数为3.33%,实际播量为36.45 kg/hm~2,地轮滑移率为13.9%。该机具需要根据土壤情况进行调整,若调整得当,就能够满足广东玉米种植区精量播种的农艺要求。     

不同耕整地机械对油菜播种机适应性试验

为了提高北京地区油菜播种质量,参照相关标准,开展了驱动耙和灭茬旋耕机2种耕整地方式下的油菜播种机试验。结果表明:与驱动耙对比,灭茬旋耕机的作业质量好,作业效率高,性能较优,但油耗稍大。综合考虑油菜播种机的播种质量发现,驱动耙耕作方式更适合油菜播种机,在播种机设定的作业条件下,驱动耙耕整地后播种机的播种均匀性变异系数比灭茬旋耕机低25.5%,各行播种量一致性变异系数低1.3%,同时用种量高0.45 kg/hm2,作业速度低0.09 hm2/h。      

机械式小麦射播排种器设计与试验

针对现阶段小麦播种机接触式播种形式存在的覆土后种子深度均匀性差,播种效果易受播种部件影响的问题,同时为简化播种工艺,设计了一种适用于华北地区壤土的非接触式小麦机械射播排种器。阐述了对排种器整体结构和射播工作原理,对排种器关键部件尺寸进行设计,分析了小麦种子在排种器内部携种加速过程及投种过程,得出影响小麦射播效果的因素,并进行仿真与试验台试验。选取排种器转速、前进速度、射播高度为试验因素,播种深度变异系数、排种量变异系数、射播速度、射播深度为指标进行单因素试验与正交试验,并进行了验证试验。试验结果表明,机具前进速度为1.0m/s,排种器转速为1100r/min,射播高度为100mm时,播种深度变异系数为8.3%,排种量变异系数为13.9%,射播速度为35.2m/s,射播深度为34mm。试验验证了所设计的机械式射播排种器在华北平原地区壤土作业时,满足小麦播种的作业要求。