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。     

流体成穴装置机械部分设计

随着我国农村经济结构的调整和农业产业化区域布局的初步形成,以及农业向环保、节水和可持续发展的趋势,对农业资源的合理利用和农业装备的技术水平都有了新的要求,机电一体化技术越来越多地应用于农业机械领域。射水成穴播种是一种(与土壤)非接触式播种方式,即无入土装置、由高速水流射水成穴并播入种子的播种方法。本文对流体射水播种这一课题进行探索性研究,分析射水成穴的原理和播种方法,研制流体射水播种试验装置机械部分并给出控制电路。     

烟草种子穴盘播种装置设计与试验

介绍一种烟草包衣种子穴盘播种装置,通过端面的动静轮实现在薄壁滚筒上吸种孔上正负气压切换,达到吸排种目的。以单粒率、多粒率、空穴率作为播种效果的评价指标进行试验,结果表明:在一定生产效率的情况下,播种效果与吸种孔大小、清种正压及吸种负压有关。通过对直径约为1.4mm的烟草包衣种子进行试验表明:吸种孔径对单粒率、空穴率、多粒率均有显著影响;清种正压对单粒率、空穴率、多粒率均没有显著影响;吸种负压只对空穴率有显著影响,对单粒率和多粒率没有显著影响。播种效果的最佳组合为吸种孔径0.6mm,清种正压为600 Pa,吸种负压为-8 k Pa。以最佳组合的因素水平进行试验,结果为:单粒率98.03%,多粒率1.3 9%,空穴率0.3 1%。     

膜上马铃薯开穴播种覆土一体机的设计与试验

马铃薯是世界第四大粮食作物,我国陕甘宁地区是马铃薯主产区之一,但该地区干旱少雨.为了保持土壤水分,农学专家结合当地实际研究出一种"早覆膜—膜上穴播"的马铃薯种植模式,解决了播种期土壤水分不足的"卡脖子旱"问题.为此,基于农机与农艺相结合,在分析该种植模式的基础上,设计了一种膜上马铃薯开穴、播种、对穴覆土一体机,并进行了...     

吊杯式移栽机成穴机构的成穴阻力试验

成穴机构是吊杯式移栽机的主要工作部件之一,其作业性能直接影响移栽机栽植质量、效率及成穴作业阻力。为深入研究吊杯式移栽机的成穴机构作业参数及结构参数对成穴阻力的影响规律,利用自主研制的仿形成穴机构土槽试验台架,模拟成穴机构田间作业状况进行成穴阻力正交试验,分析了成穴机构的前进速度、曲轴转速及成穴铲宽对成穴阻力的影响;利用成穴阻力试验数据,应用ANSYS Workbench 15.0对成穴铲进行有限元分析。结果表明:成穴机构的曲轴转速对成穴阻力影响最为显著;当参数组合为成穴机构的曲轴转速0.3m/s、成穴铲宽4 0~7 0 mm、前进速度0.3 m/s时,满足烟草钵苗移栽的成穴农艺和减低成穴阻力要求,成穴铲设计满足强度要求。试验结果可为成穴机构的优化设计提供依据。     

面向大窝移栽的螺旋成穴装置设计与试验

针对大窝移栽穴制作机成穴装置工作过程中成穴头振动过大、所制窝穴表面粗糙及窝穴合格率不高等问题,设计了一种带有圆锥芯螺旋成穴头的成穴装置,实现所制窝穴在不经任何处理的情况下窝穴表面有较平滑的弧度及较高的合格率。成穴装置核心部分由螺旋成穴头和防护罩组成,二者皆连接在输入轴上。基于螺旋升土原理,成穴头主轴设计成圆锥芯,外表面增设双螺旋叶片,可有效增加成穴装置的稳定性。运用EDEM软件对成穴过程进行仿真分析,验证了上述设计的可行性。田间试验表明:基于螺旋升土原理设计的成穴头,所制窝穴平均窝径为23.84cm,平均窝深为19.4cm,窝穴合格率为87%,各项指标均能实现大窝穴移栽穴制作机螺旋成穴头的预期要求。     

一种新型鸭嘴式成穴器的设计及仿真

针对传统鸭嘴式成穴器作业时空穴率高、鸭嘴开启不可靠、撕膜等问题,设计新型鸭嘴式成穴器。其由固定鸭嘴、活动鸭嘴、推拉杆、圆环和活动把等组成。对该成穴器进行三维造型和虚拟样机模拟,模拟结果可知:圆环的垂直方向的位移曲线基本满足要求,即先下降,停顿一小会,再上升,且曲线平整,无跳动;设计的新型鸭嘴式成穴器的圆环与土壤的接触面积大,且均匀,对土壤的压力较小,尤其在地膜覆盖的田间,其对地膜的破坏小,对土壤的扰动小,更有利于种子的生长;活动鸭嘴开启最大角度为14°,满足鸭嘴开口角度要求。因此所设计的鸭嘴式成穴器具有结构新颖、简单,对提高谷物播种机的播种效率、降低空穴率有着重要意义。     

制穴播种机弹土播种机构研发与设计

本研究提供了一种制穴播种机弹土播种机构,包括固定板以及设置在固定板上的轨迹块、行走轮与弹土杆、滑套装配在一起、滑套两端设置复位弹簧和减震弹簧、滑套与输种管间隙配合、输种管的末端设置穴嘴盖。所述行走轮随着播种轮毂绕机架转动,当行走轮来到轨迹块一端将沿着轨迹块轮廓线运动,行走轮在滑套以及复位弹簧和减震弹簧的作用下,将使得与行走轮装配在一起的弹土杆伸缩运动;随着播种轮毂转动,穴嘴盖入土打开瞬间,行走轮沿轮廓线运动将使得弹土杆达到最大伸缩量将制穴嘴内的泥土弹出,种子入土。只要成套地更换播种管、弹土杆、播种轮毂,能满足不同作物的不同播种墩距要求。     

蔬菜穴盘播种装置的研究进展

蔬菜穴盘播种装置是蔬菜育苗自动化的核心设备之一.介绍国内外穴盘播种装置研究现状,在探讨国内几种典型穴盘播种装置结构和性能的基础上,对我国穴盘播种装置发展存在的问题及对策进行分析,为蔬菜穴盘播种装置的改进设计提供参考.     

穴盘育苗播种机械及技术发展研究

随着我国蔬菜、瓜果及花卉生产向专业化、规模化转变,育苗产业化必将成为今后的发展趋势。穴盘育苗是主要的育苗方式,阐述国内外穴盘育苗播种装置及播种技术的研究现状,分析我国穴盘育苗播种装置发展中存在的问题,预测其发展趋势,为后续高效、低成本穴缸育苗精量播种机械的设计提供参考。     

水力切割应用研究及发展

水切割技术是国外70年代开发、80年代发展起来的高新技术,已广泛应用于工业、医疗、食品加工等领域.综述了水切割技术的应用研究及发展;并提出了水力切割除草新概念,与传统方法比较得出水切割技术除草具有无污染、清洁卫生、粉尘少、刀具无磨损、噪声小等优点,具有广泛的应用前景.     

等离子体加热流化床反应器的设计与实验

设计了一种以等离子体为主加热热源,同时配合热电阻丝保温的新型流化床反应器。为了保证喂料均匀,采用了一种滚筒气力两级生物质粉末喂料器。通过冷态流化实验,得到了最小流化速度和操作流化速度。对玉米秸秆粉末的热解实验表明,喂料速率与温度对生物油产率有一定影响,随喂料速率增大而增大;随温度升高先增大后减小,在477℃左右液体产率最高。     

多喷嘴液体射流泵的设计及试验研究

为研究多喷嘴射流泵设计方法及结构参数对泵性能影响,提出了基于经验系数多喷嘴射流泵的设计方法,并设计了不同喷嘴参数的射流泵.采用试验方法对射流泵进行了特性测试,结果表明,喉管内部速度梯度较大.说明工作流体与被吸流体混合较快,验证了多喷嘴射流泵能够缩短喉管长度.采用粒子图像测速(PIV)技术,对4喷嘴射流泵的内部流场进行了测量,得到射流泵内部流场的速度和湍动能分布,结果表明喉嘴至喉管入口段径向速度梯度较小,轴向速度梯度较大.试验结果为多喷嘴的理论计算和合理设计提供了可靠的依据.     

射流式自吸离心泵的试验研究

论述了射流式自吸离心泵的结构及工作原理，在压水室内的第六断面处设有回流孔、碟阀，射流器系统与吸入口形成液体自循环。泵运转时，不仅可以完成自吸过程，而且可以将自循环射流器上的阀门关闭，射流器同时停止工作，因此：泵的效率提高了3～5%%以上。给出了系列射流式离心泵的性能试验结果；效率比国家标准规定效率提高5.3～8.9%，自吸时间比标准的规定值缩短5～53s，重量比原传统自吸离心泵平均减轻15.8%，该系列射流式自吸离心泵的研究是成功的。     

基于CFX的荸荠采收船水刀喷嘴的有限元分析

基于土壤液化原理的荸荠采收船是集挖掘、清洗、装箱于一体的荸荠采收设备,其水刀切碎系统可以把土壤分块后液化,提高了采收船的工作效率。为此,介绍了采收船和水刀切碎系统的工作原理,利用Solid Works建立了水刀喷嘴的实体模型,导入ANSYS Workbench环境下的CFX进行流体分析,得出了流度最小和流速最大的喷嘴的水流速度分布。根据分析结果,选择了离心泵型号。     

非定常水射流的调制原理及形成方法

从理论上论述了非定常水射流的调制原理，特别是对射流的液珠化过程以及调制后射流与靶体的碰撞作了较详细的分析。简要概括了形成非定常水射流的各种外间断法和内调制法，并分析了各种方法的优缺点。通过对这些方法进行比较，得出激振荡射流和混沌调制冲击射流是比较有发展前途的水射流技术。     

高压磨料水射流切割中材料破坏机理的分析

高压水射流切割是一种冷态切割技术,相比其他加工方式具有其独到的优势。对高压水射流切割试样的实验研究,用扫描电镜对切割断面进行观测,分析了高压水射流对材料的破坏方式。研究表明,射流对固体材料的破坏方式主要有两种：塑性破坏和脆性破坏,脆性破坏区的表面质量优于塑性破坏区。对水射流的破坏机理分析表明,射流对表层金属的硬化作用,导致了在起始阶段内,材料呈现脆性破坏,电镜扫描图上呈现层片状剥离的形貌,切割面相对光滑。在射流能量耗散之后,不足以实现表层硬化,磨料的磨削＂、犁耕＂使断面粗糙度上升。     

玉米摘穗辊试验台的设计和试验

阐述了影响辊式摘穗装置工作性能的诸因素和卧辊式玉米摘穗试验台的设计要点。设计中考虑了进行单因素试验和多因素试验中调控各相关工作参数、国产主要玉米收获机卧辊式摘穗辊的装拆以及数据采集等各环节中的技术问题。通过试验分析了辊式摘穗机构在摘穗中对玉米穗啃伤的影响因素,确定了在辊型一定的条件下,摘穗辊转速是主要因素。     

马蹄（荸荠）耗水规律及灌溉模式试验研究

在4年的试验研究成果基础上,探求了马蹄的耗水规律,对正常灌溉条件下马蹄耗水量在全生育期内的变化规律、不同水分条件下马蹄的耗水规律、马蹄耗水量与气象的关系、马蹄耗水量与产量的关系等4个方面进行了实验研究,并由此提出了马蹄的合理灌溉模式,为马蹄的节水灌溉和高产优质提供了基本依据。     

棉瓜间作条件下水分调控对棉花生育及水分生产效益的影响

以黄淮区种植面积相对较大的棉、瓜间作模式为研究对象,开展了不同生育阶段水分亏缺对棉花的生长发育、产量及水分生产效益的影响研究,确定棉、瓜间作的适宜土壤水分控制指标。结果表明,苗期适度亏水对棉花生育和棉、瓜产量的影响较小,节水效果较明显;蕾期缺水对棉花影响较少,节水效果最明显,但对甜瓜产量影响最大;花铃前期不同程度水分亏缺的成铃数低于其他处理且脱落率较高,棉、瓜减产幅度均较大,为棉、瓜需水关键期;花铃后期缺水仍会导致蕾铃脱落率增加,不利于产量的进一步提高。综合比较各项指标,大田棉、瓜间作高产高效的土壤水分适宜控制下限指标为:苗期土壤含水率不低于田间持水率(FC)50%,蕾期为60%FC～65%FC,花铃前期为75%FC～80%FC,花铃后期为70%FC～75%FC。