组合式下位分层施肥播种开沟器的研制

【目的】研制在播种的同时能将肥料分成种肥、基肥且深施播的新型播种机。【方法】在深入分析深施播机具研制存在困难及可行性的基础上,研制开发了组合式下位分层施肥播种开沟器,并将其安装在2BF-10型免耕分层施肥播种机上,对其实用性进行了检验。【结果】该开沟器具有开沟、排肥、分肥、排种逐次进行的特点,利用行进中开沟器的回土作用实现种子、种肥、基肥三者分层定量一次性深施播。该开沟器可将种子、种肥和基肥分别施于距地表5.3,11.5和17.6 cm处,达到既不烧苗,又可满足作物不同生育期对养分需要的农艺要求。【结论】研制开发的组合式下位分层施肥播种开沟器实现了种子、种肥、基肥分层施播,并能满足农艺要求。     

旱地小麦免耕播种开沟器的研制

通过对国内外小麦播种施肥开沟器的分析，确定以单圆盘开沟器作为小麦免耕播种机种肥分施试验的播种开沟器。为了克服单圆开沟器翻土程序较大的缺点，满足种肥分施的要求，对有关参数进行了一系列田间试验。通过试验和分析确定了单圆盘开沟器的最优安装参数，样机试验结果表明种肥分施程度基本满足要求。     

对行开沟分层深施肥铲的设计与试验

[目的]针对当前施肥方式不科学、深施肥开沟阻力大、肥料分层覆盖效果不理想、不同深度肥料施用量不可调等问题,研制一种对行开沟分层深施肥铲,利用卫星导航拖拉机自动驾驶技术,实现对行分层深施肥的作业模式,达到提高肥料利用率,促进作物生长与增产.[方法]对对行开沟分层深施肥铲的结构进行设计,理论分析开沟铲的受力情况,利用EDE...     

旱地小麦免耕施肥播种机的研制

分析了目前国内外关于小麦免耕播种机的研究情况，提出了适合我国北方旱作农业的小麦免耕播种机的设计思路，设计出８行悬挂式小麦免施肥播种机，对用凹圆盘施肥开沟器和梭形播种开沟器组成的小麦免耕施肥播种开沟器单体的工作特点和种肥分施方案进行了理论分析和田间试验，指明了该种开沟器单体的优缺点。     

双垄四行花生垄作播种机种沟开沟器设计与试验

针对我国南方丘陵地区土壤含水率较高导致花生播种机开沟器的开沟沟型不稳定、牵引阻力大的问题,设计了一种适用于南方土壤的花生播种机种沟开沟器,并结合南方土壤模型参数,采用离散元仿真和土槽试验相结合的方法优化开沟器作业参数.利用EDEM平台搭建土壤与开沟器模型,以开沟深度、双翼夹角和入土角为试验因素,以沟型系数和牵引阻力为评...     

2BM-5草原免耕播种机开沟器的设计

主要论述了2BM-5草原免耕播种机的构造及关键部件——开沟器的设计及其参数的计算与确定.产品的试用结果表明:该机基本满足了设计和农艺要求,性能稳定可靠,操作轻巧方便,具有很好的应用发展前景.     

垂直分层种施开沟器的设计与试验研究

通过对免耕播种机开沟器要求的分析,提出了垂直分层种施开沟器的设计方案,确定了开沟器结构参数,并将其安装在小型山地免耕播种机上,对其实用性进行了试验.结果表明:该开沟器能够将种子和化肥分别施于距地表5.4 cm和11.0 cm处,种肥间层为5.6 cm,达到播种作业的农艺要求,解决了播种作业中垂直分层种施的问题,对免耕播种机的推广应用具有重要意义.     

免耕播种机渐开线侧深施肥开沟器设计与试验

为解决东北垄作免耕播种侧深施肥作业过程中弧式施肥开沟器开沟阻力大和施肥播种单体横向稳定性差等问题。文章分析土壤颗粒在施肥开沟器作用下轨迹,设计一种渐开线施肥开沟器。以渐开线施肥开沟器入土角和入土隙角为因素,前进阻力和土壤扰动面积为指标,开展两因素五水平中心复合离散元仿真试验,建立回归模型,获得最优结构参数组合：入土角为25°、入土隙角为13°、渐开线基圆曲率半径为169 mm。通过田间试验对优化结果进行验证。结果表明,最优渐开线施肥开沟器前进阻力为217.1 N、开沟深度稳定性系数为91.31%、开沟直线度合格率为90.67%,相比于弧式施肥开沟器其前进阻力降低15.56%,开沟直线度合格率提高8%;作业过程中整机无偏摆发生,满足免耕播种侧深施肥农艺要求。     

基于EDEM仿真的有机肥深施机施肥控制系统的设计

针对林果园不同地块土壤肥力不均,林果在各生长阶段对有机肥需求量不同等问题,对有机肥深施机施肥控制系统进行设计。采用离散元仿真软件EDEM对施肥转盘旋转角度与施肥流量进行仿真,并进行线性拟合。结合机器行进速度、单位面积理论施肥量、施肥转盘旋转角度与施肥流量等因素,设计有机肥深施机施肥控制系统,主要包括测速模块、主程序模块(速度、施肥量、脉冲转换模块)、中断模块和液晶显示模块。室内施肥试验结果表明:当单位面积理论施肥量分别为7 500、9 750和11 250kg/hm~2时,实际施肥量分别为7 532.46、9 836.82和11042.28kg/hm~2,施肥变异系数CV分别为1.1%、1.3%和1.9%,施肥一致性良好。田间试验结果表明:该有机肥深施机施肥均匀,无断流现象,达到设计要求。本研究所设计的有机肥深施机施肥控制系统满足林果园有机肥深施的农艺要求,可以进行林果园有机肥深施作业。     

基于离散元法立式螺旋开沟器开沟质量的评价

为了定量评价立式螺旋开沟器的开沟质量,构建立式螺旋开沟器与土壤相互作用的三维离散元模型,土壤颗粒之间选用Hertz-Mindlin with Bonding模型,以转速180 r/min、前进速度0.027 m/s模拟开沟1.88 m,利用EDEM软件Analyst模块中的标尺、查询等工具对开沟质量指标进行定量测定,结果表明沟型整齐,平均开沟宽度29.4 cm,平均开沟深度31.7 cm,开沟深度稳定性为87.32%,沟底浮土6.924 kg/m,直观给出沟两侧抛土量的分布图.开沟质量符合《田间开沟机械作业质量》(NY/T 740-2003)的要求,为立式螺旋开沟器的参数优化奠定了基础.     

基于离散元的间歇式施肥器的施肥过程

为解决云南地区普通开沟条施施肥器耕作阻力大以及持续施肥导致的化肥浪费、污染的问题,基于曲柄滑块机构设计了一款间歇式施肥器,并利用EDEM对其2个周期(0.6 s)的施肥过程进行仿真分析,并将其耕作阻力、施肥效果与普通开沟条施施肥器对比.在行进速度都是1 m/s、下落深度都是24 cm的情况下,间歇式施肥器在1个周期内的施肥约10 cm;施肥深度分布在0～24 cm;施肥间距为30 cm,满足农业上的追肥要求.其平均耕作阻力仅为39.968 N,每次排肥的颗粒都在3 200颗左右,排肥颗粒总数为6 964颗,均远小于条施施肥器.因此可以在满足农艺要求的情况下做到降阻减排.     

免耕播种开沟器工作性能的测试与分析

对4种尖头型免耕播种开沟器的工作性能进行了测试,分析了开沟器的工作阻力和对种行土壤物理特性的影响。试验结果表明,除宽翼型开沟器不适合免耕播种要求外,其他3种均可基本满足要求。     

深施肥条件下双圆盘播种开沟器性能优化

针对东北地区深施肥播种作业中播种开沟器回土性能差导致播种深度过深或烧种等问题,分析双圆盘播种开沟器回土性能。建立双圆盘开沟器与土壤运动模型,分析空间土壤颗粒位移影响因素。分析双圆盘开沟器作业后土壤回流状态,利用沟形轮廓仪绘制沟形轮廓曲线,采用分段曲线拟合方式结合数学积分法得出播种开沟器回土面积。以牵引阻力和回土面积为评价指标,土壤含水率、双圆盘开沟器直径、夹角、倾角为变量,在土槽中作正交试验。采用极差法分析试验结果,得到影响双圆盘开沟器牵引阻力和回土面积主次因素及双圆盘开沟器最优组合:在土壤含水率为12%±1%情况下,开沟器圆盘直径320 mm、圆盘夹角12°、圆盘倾角6°。选用最优参数组合双圆盘开沟器与传统双圆盘作土槽和田间对比试验,结果表明,最优参数组合双圆盘开沟器作业性能优良,可为双圆盘播种开沟器优化设计提供借鉴。     

农业机械开沟器的性状分析

开沟器在农业机械生产中的作用十分重大。本文分析了其基本用途、技术要求、类型、构造及其性能特点。     

基于EDEM的窝眼轮式油菜排种器排种性能仿真与试验

【目的】研究不同型孔结构对窝眼轮式油菜排种器种子群扰动及排种性能的影响。【方法】借助离散元分析软件EDEM对3种不同型孔结构的窝眼轮式油菜排种器进行仿真分析,并进行试验验证。【结果】型孔结构对种子群扰动影响明显,种子群扰动量越大充种性能越好;转速在10~50 r·min~(-1)时,种子群扰动最大的30°倒角窝眼轮合格指数为86.6%~95.8%,明显优于不倒角窝眼轮的67.5%~90.6%和半径1.25 mm倒圆角窝眼轮的79.2%~93.5%。各轮对比试验发现,相同转速下,种子群扰动量越大漏播指数越小,型孔囊种空间大小因倒角方式而不同,且囊种空间越大,重播指数和变异系数也越大。【结论】影响各轮排种性能的主要因素是工作转速;由于重播指数较小,故合格指数主要受漏播指数影响;仿真与试验的结果有偏差,但变化趋势及其相互之间关系基本一致,用EDEM对排种器进行仿真分析具有一定可行性。     

山地水平圆盘式排种器设计及EDEM仿真试验

为了提高西南丘陵地区玉米种植的机械化建设程度,改善山地玉米人工播种的劳动强度,提高播种效率,设计一种适用于小型玉米播种机的水平圆盘式精量排种器,为提高其排种效率和性能,对排种器的排种性能及结构参数进优化,并用EDEM软件进行仿真验证,设计3因素3水平正交试验并对试验结果进行方差分析,得出排种器的最佳性能组合参数。结果表明,当排种器动排种盘直径为200 mm,动排种盘厚度为10 mm,漏种孔弧长为15.0 mm时,排种性能达到最佳,其合格指数为98.78%。试验结果可为丘陵地区的水平圆盘式排种器研发设计提供参考。     

垂直分层种肥分施开沟器试验研究

为了优化垂直分层种肥施开沟器的结构参数,提高免耕播种机的作业质量,以种肥间距为作业指标,采用正交试验设计的方法,研究其结构参数对工作性能的影响.通过对试验结果的极差和方差分析,得出影响种肥间距的因素主次为:开沟器宽度＞开沟器Ⅰ段下边沿与Ⅱ段下边沿的高度差H＞开沟器Ⅰ段下边沿长度;由方差分析知因素A×C的交互作用对指标的影响呈极显著水平,采用交互作用表进一步分析因素的优水平,得出较优参数为:开沟器宽度为6.0 cm、开沟器Ⅰ段下边沿与Ⅱ段下边沿的高度差H为4.0 cm、开沟器Ⅰ段下边沿长度为3.5 cm.重复试验表明:种肥间距在3.5～4.5 cm之间.参数优化后,机具播深一致性好,无种肥混施现象.     

基于EDEM的内充式花生排种器排种过程的离散元仿真研究

[目的]寻找排种器的最佳排种转速。[方法]建立内充式花生排种器的离散元仿真模型,采用离散元的基本原理,运用EDEM软件对内充式花生排种器排种性能进行仿真研究,测定3种不同品种的花生种子在不同转速时排种器的排种量、清种起始角及清种终止角的变化趋势。[结果]实际转速为15.7~45.5 r/min时排种量随着转速的增大而增加,但与花生的品种无关;清种起始角和终止角也均随转速的增大而增大,但起始角的增大幅度大于终止角,导致清种区域随转速的增大而减小,实际转速为38.0 r/min时双粒率达到最高值、排种均匀性最好,仿真结果与试验结果变化趋势一致。[结论]基于EDEM的离散元仿真方法分析内充式花生排种器是可行的。     

基于Fluent对文丘里施肥器的仿真与模拟

文丘里施肥器是水肥一体化系统中常用的施肥装置,为提高文丘里施肥器工作性能,对文丘里施肥器进行优化设计,通过Ansys Workbench2019R2软件对文丘里施肥器进行流场分析,阐述流体仿真软件Fluent对文丘里施肥器模拟仿真过程,得出压力云图、速度云图、速度矢量图,并对流体压力、速度进行模拟分析。