2BM-6型滚轮式玉米免耕播种机排种器的设计和试验研究

设计了2BM-6型滚轮式玉米免耕播种机,确定了拨草轮、穴播轮、成穴器和镇压轮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。     

小麦免耕播种机驱动链式防堵装置设计

针对我国华北一年两熟地区玉米秸秆覆盖量多,小麦免耕播种易堵塞的问题,提出了驱动拨指链抛茬和刀刃型开沟器切茬相结合的新型防堵原理,设计了免耕播种机驱动链式防堵装置。通过分析防堵装置的运动过程,确定了驱动链、拨指和刀刃型开沟器等关键部件的参数。田间试验表明,驱动链式防堵装置能够有效解决秸秆堵塞问题,保证小麦免耕播种机的通过性。由于及时清除刀刃型开沟器前方的玉米秸秆残茬,开沟阻力降低了12.3%。相比条带旋耕式小麦播种机,驱动链式小麦免耕播种机在保证种肥情况的同时,土壤扰动量减少了66.4%,油耗降低了8.07%,较好地满足了当地的农艺要求。     

驱动圆盘玉米垄作免耕播种机设计与试验

针对东北垄作区免耕播种玉米时存在机具堵塞严重、条带旋耕功耗大、垄上作业稳定性差等问题,设计了驱动圆盘玉米垄作免耕播种机,提出了驱动圆盘破茬、限深轮稳定装置为一体的破茬开沟稳定机构,对本装置的关键参数进行了设计.田间试验结果表明,驱动圆盘玉米垄作免耕播种机通过性能好,破茬能力强.机具破茬深度约为87 mm,种肥间距稳定在48 mm时能够满足播种要求,播种施肥开沟器在主动圆盘开出的沟槽中进行二次开沟,减少了土壤扰动和动力消耗.与条带旋耕毛米垄作免耕播种机相比,油耗降低8.5%,地表动土量减少约50%.     

免耕播种机开沟器的适应性分析

目前,国内外免耕播种机开沟器种类较多,但性能与实际生产要求存在着相当大的差距,表现出适应作物单一、通过性能差、破茬能力弱、对地表破坏率较大、调节困难、使用可靠性及适应性较差等问题。为推广保护性耕作,实施有效免耕播种,以研究开沟器适应性为主题,在不同地表田间对北方地区使用的免耕播种机开沟器进行了试验、测试、分析、研究,对其适应性进行了探讨,认为在实施免耕播种作业时,开沟器必须有较强的破茬和清草能力,需配备切草与清草装置。单纯依靠增加机具的重量来加强开沟器的入土能力,其适应性较差。通过实验可知,采用动力型平面条旋开沟器性能可靠,实现了在土壤硬度较高、含水率较低、土壤板结严重、秸秆覆盖条件下进行免耕开沟作业,其适应性可靠,可以满足免耕播种农艺要求。     

玉米免耕深松播种机的设计与试验

针对小麦收割后残茬覆盖表面影响玉米播种以及由于旋耕深度不够导致土壤形成坚硬犁底层的问题,设计了玉米免耕深松播种机。该玉米免耕深松播种机主要由机架、防堵装置、S弹齿型振动深松铲、圆盘开沟器、排种装置、排肥装置、种肥箱,以及镇压轮等组成,可一次性完成清除残茬杂草、深松土壤、开沟播种、覆土施肥和种后镇压等工序。田间试验表明:该玉米免耕深松播种机可实现8km/h高速作业,播种质量、苗带清理质量、深松质量完全满足免耕深松播种的农艺要求,作业效果良好,特别适合我国小块土地作业,且省工省时,具有很大的经济效益。     

免耕施肥播种机

2001年内蒙古赤峰市松山区农机局引进北京新华农业机械厂生产的2BMF-4D型免耕施肥播种机进行试验，常发现排种轴烧死，齿轮扭曲、断裂；开沟器与拨草轮间隙过小，壅土严重；链条传动级数过多、过长；种子破碎率高等现象。     

玉米免耕深松全层施肥精量播种机播前碎土镇压轮的研制

玉米免耕深松全层施肥精量播种机不仅可提高工作效率,而且节约了劳动力;但播种时由于深松存在大量的土块和作物残茬,易出现播深不一致、出苗不齐等问题。为此,针对玉米免耕深松全层施肥精量播种机播种时出现的产生大土块、种床不平、影响播深一致性、出苗率和产量等问题,介绍几种安装在深松铲后、开沟器之前的碎土镇压轮。依据玉米免耕深松全层施肥精量播种机工作时开沟铲开沟后的土壤情况(深松深度、宽度、地表情况等),确定了碎土镇压轮的主要参数;依据碎土镇压轮对地表的压强情况及碎土方式,运用Pro/E绘制出碎土镇压轮的三维图型。     

免耕播种机条旋式开沟器的设计

针对目前一些免耕播种机开沟器不能完全满足和适应北方干旱地区的土壤条件的问题,重点对免耕播种机开沟器进行了研究、分析,从动力条旋式开沟器的结构入手,通过对开沟器运动方程的分析,确定了动力条旋式开沟器实施免耕播种的可行性。     

2BMX-5型小麦-玉米免耕播种机设计

针对用于一年一熟区免耕播种机的尖角型开沟器易磨损,且磨损后导致土壤扰动大、动力消耗增加、影响播种质量等问题,研究了能够拆卸前刀的楔刀型免耕开沟器以及传动机构,设计了刃口为圆弧形的前刀,并在此基础上设计了2BMX-5型小麦-玉米免耕播种机。样机分别在内蒙古、宁夏等小麦、水稻茬地进行了性能试验。试验结果表明,该机在播种过程中未发生堵塞,楔刀型免耕开沟器提高了通过性,开沟破茬效果良好,播种后土壤扰动小,种肥深度能够满足播种要求,在稻茬地的破茬率超过85％。     

旋刀式玉米免耕施肥播种机土壤作业部件的设计

为解决黄淮海一年两熟地区玉米免耕播种中秸秆拥堵的问题,提出了一种旋刀式玉米免耕施肥播种机设计方案。其土壤作业部件主要由刀盘、刀轴及安装在刀盘上的一组旋刀组成,作业中旋刀对土壤及地表秸秆进行开沟、切碎。该机驱动地轮前置,作业中可一次性完成秸秆切碎、开沟、种肥异位同播、覆土及镇压等多道工序。采用ADAMS进行运动学仿真分析,描述了旋刀的运动轨迹及单个周期内旋刀沿机具前进方向的位移量。对土壤作业部件进行力学和功耗分析,阐明了土壤作业部件的切土及碎草特性。田间试验表明:机具通过性良好,切土灭茬效果明显,沟宽160mm,沟深80~120mm,种、肥深度变异系数分别为10.5%和5.9%,地轮打滑率为6.2%,动土量约26%,很好地满足了玉米免耕播种农艺要求。     

东北垄作滚动圆盘式耕播机

基于垄作栽培制度的高留茬秸秆覆盖耕播是东北地区保护性耕作的主流模式,研制了适合于这种模式的双圆盘螺旋线型清垄部件、圆锥台形垄作导向装置,通过试验优选出3种滚动圆盘式破茬犁刀。设计了以小型四轮拖拉机为动力的垄作滚动圆盘式耕播机。     

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。     

2BML-6型小麦免耕播种机的设计与试验

针对我国北方一年两熟区秸秆量大、杂草多和免耕播种小麦机具易堵塞问题,设计了2BML-6型小麦免耕播种机,主要设计了动力传动方案、刀刃型开沟器、驱动链式防堵装置和双圆盘播种开沟器等关键部件,并确定了其主要结构参数。田间试验表明,该机能够有效清除秸秆、杂草,保证小麦免耕播种机的通过性,是实现我国北方一年两熟区小麦免耕播种的理想机具。     

旋转拨刀式小麦免耕播种机的设计与试验

针对我国一年两熟区免耕播种小麦机具易堵塞问题,设计了旋转拨刀式小麦免耕播种机。主要设计了动力传动方案、开沟器、立式拨刀防堵装置等关键部件,并确定了其主要结构参数。田间试验表明:该机能够有效清除秸秆、杂草,保证机具的通过性,播种深度为41.5mm,施肥深度为89.6mm,种肥间距为45.2mm,一次可以完成拨茬、开沟施肥、播种、镇压等作业,土壤扰动量少,作业质量满足农艺要求。     

铲式玉米精密播种机的运动仿真

在铲式玉米精密播种机的结构和特点分析的基础上,利用Pro/E和ADAMS对铲式玉米精密播种机的运动进行了仿真分析。分析结果表明:打穴铲在运动过程中做空间螺旋摆线运动。在打穴铲进入土壤过程中,铲的外侧面向侧向挤压土壤并进入土壤中,保证了打穴铲内侧面铲端处的开口不与所形成穴孔的土壤侧壁相接触,从而避免了成穴部件被土壤堵塞的问题;播种机投种过程中种子从打穴铲左上方进入,而从右下方投出,因此应使打穴铲左侧端面倾斜,并适当地将打穴铲在铲轮上的安装位置顺时针稍微偏移。     

升运履带式马铃薯播种机的设计

分析了马铃薯播种机在播种的过程中存在的缺点,在满足播种的农艺要求的情况下,设计了一种新型马铃薯播种机。该播种机创新使用了升运履带式排种器,通过取种勺交叉取种的方式减小漏播和重播及播种不均匀的现象。覆土器采用组装式双圆盘覆土器,加大了圆盘的直径,解决了覆土量过大的问题。同时,对其他的关键部件进行设计,包括开沟器的选型及行走轮的设计。田间试验结果表明:所设计的马铃薯播种器结构合理,达到了预期的设计目标。     

铲式玉米精密播种机关键零件的应力分析

在对铲式玉米精密播种机的结构和特点进行分析的基础上,利用ANSYS对分种勺盘和打穴铲两零件进行了应力分析.分析结果表明:分种勺所受最大应力在分种勺下部,分种勺盘容易首先在这个部位产生损坏;打穴铲最大应力处于下侧连接孔和开口两侧,且打穴铲入土侧面变形较大,因此长时间工作后入土侧面开口边容易发生卷曲变形.该分析为铲式精密播种机关键零件的设计和改进提供了理论依据.     

切抛组合式小麦宽幅沟播破茬清秸防堵装置设计与试验

针对西北地区玉米秸茬覆盖地小麦免少耕宽幅沟播时,由于玉米根茬阻碍秸秆流动导致的秸茬聚集壅堵、土壤扰动大、种带清洁率低、播种质量差等问题,提出先被动切割、后主动抛撒的种带清理方法。设计了一种切抛组合式破茬清秸防堵装置,通过纵向布置的倾斜缺口圆盘与旋抛装置配合作业对种带残茬与秸秆进行清理。适配防堵装置设计了分流式开沟器,实现行距稳定的一沟两行播种。分析确定了缺口圆盘倾角与偏角参数;依据滑切理论设计计算了平直旋刀与侧倾旋刀刃线结构参数;建立MBD-DEM联合仿真平台并采用正交旋转组合试验方法,以种带清洁率、秸茬粘结键破碎率与土壤扰动宽度为指标进行旋抛装置关键参数优化仿真试验。基于仿真结果建立各指标回归模型并通过响应面分析与多目标优化得出,当侧倾旋刀倾角为20°、回转速度为310r/min时,防堵装置种带清洁率达到96.9%,秸茬粘结键破碎率为26.9%,土壤扰动宽度为139mm。在玉米秸茬覆盖地进行小麦播种试验,结果表明切抛组合式小麦宽幅沟播破茬清秸防堵装置通过性良好,种床清洁率为90.1%,破茬率为96.2%,土壤扰动宽度为127mm,土壤扰动量为6.9%,整机作业质量稳定且播种后小麦出苗均匀,满足宽幅沟播小麦免耕播种农艺要求。     

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。