基于LS-dyna的油菜靴鞋式开沟器工作阻力动态仿真

开沟器是油菜播种机的核心部件,影响播种机的工作性能和油菜出芽率.为了改善开沟器的入土性能和减小开沟器工作阻力,本文运用LS-dyna软件对小型手扶式油菜播种机的开沟器切削土壤进行了仿真,对比分析了4中不同刃口开沟器的工作阻力.结果表明:在其它参数和约束条件相同的条件下,开沟器以3km/h前进时,锐角式开沟器的工作阻力小于钝角式开沟器;刃口为曲线的锐角式开沟器的工作阻力小于刃口为直线的锐角式开沟器;刃口为下凸曲线的锐角式开沟器的工作阻力小于刃口为上凸曲线的锐角式开沟器.     

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价指标,结合响应面法进行Box-Behnken试验,研究各因素及其交互作用对开沟器作业效果的影响规律,并确定最优参数组合为：开沟深度40 mm、双翼夹角98°、入土角144°。对比仿真试验和土槽试验结果,沟型系数和牵引阻力的误差分别为3.78%和6.68%,基于最优作业参数组合得到土槽试验中沟型系数为1.02、牵引阻力为46.3 N。该研究提高了开沟器的作业性能,为南方丘陵地区花生播种机种沟开沟器设计提供理论参考。     

油菜免耕直播联合播种机抛土性能研究

建立了油菜免耕直播联合播种机开沟器旋耕刀片运动学模型,研究了土粒在开沟刀片上运动的动力学特性,采用Matlab软件对旋耕开沟机优化仿真试验和田间抛土试验进行验证,弯折半径为0.21～0.23 m、刀盘转速为245 r/min、土粒质点在0.04 s离开正切面时的相对速度为4.5～6 m/s,这一范围内具有最佳的抛土性能,最大抛土距离为0.968～1.024 m。     

圆盘开沟器动力学振动模型的研究

为改善圆盘开沟器的振动性能,建立了圆盘开沟器的动力学振动模型,利用MATLAB软件对该模型进行仿真分析。结果表明:当播种机前进速度由2.65 m/s提高到4.15 m/s时,开沟器谐振振幅由37.2 dB增加到38.1dB,谐振频率由14.5 Hz上升到19.6 Hz。田间试验结果表明,相同速度条件下,安装液压阻尼器可提高开沟器与土壤作用时的减震性能,同时播种覆土均匀性也得到改善。     

黏性水稻土条件的开沟器开沟阻力研究

在开沟深度为10 cm、3种不同牵引速度的条件下,对双圆盘开沟器和芯铧式开沟器进行开沟阻力测试试验及对比分析.结果表明:当牵引速度为0.1-0.35 m/s时,双圆盘开沟器开沟阻力与牵引速度成线性关系;在相同牵引速度下,双圆盘的牵引比能耗约比芯铧式开沟器小400J,但土壤扰动断面能耗密度比芯铧式开沟器大2个量级;双圆盘开沟器在牵引速度为0.2 m/s时的相对能效系数比牵引速度为0.1 m/s时大38％.     

基于SPH方法的果园螺旋开沟器功耗分析

以一种果园立式螺旋开沟器为对象,土壤模型采用ANSYS切削仿真中最常用的MAT147材料模型,在动力学仿真软件LS-DYNA中计算开沟器在切削土壤过程中的能量变化,对得到的能量曲线求导得到功率曲线.结果表明,在基于SPH方法的土壤模型中,当刀具全部切入土壤中之后,开沟功率曲线在较小的范围内波动;保持刀具转速n和刀具参数不变,前进速度和平均功率满足斜率为2.7245的线性方程;在土壤模型有效条件下,土壤模型屈服表面推测参数Ah对于稳定切削时平均功率的影响不大;在Ah=2.59×10~(-6)、vy=0.5m/s的条件下,稳定切削平均功率为2.1611kW.     

基于LS-DYNA的深松铲阻力仿真

为降低耕作阻力,揭示深松铲与土壤之间的关系特性,根据深松铲切削土壤的工作特点,利用LS-DYNA模拟分析深松铲切削土壤的过程,获得切削土壤的应力变化规律。结果表明,当深松铲以0.49 m/s的初速度切削、深松深度为250 mm时,单个深松铲的最大切削阻力为2 230 N,土壤在1.75 s发生崩裂,达到深松效果。通过试验测试,单个深松铲受力约为2 332.5 N,与仿真误差为4.5%,验证了仿真的合理性,仿真数据结果可以为实际深松过程提供参考。     

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。     

冬小麦早春机械顶凌施肥顶凌划锄的配套技术

<正>运用农业机械对冬小麦进行早春顶凌施肥顶凌划锄是推行麦田施肥划锄机械化的重要环节.顶凌施肥、划锄是开春麦田表层土壤开始解冻而下层土壤还在冻结时进行施肥划锄的一种方式.顶凌施肥与顶凌划锄是相互配套进行的.农业机械进行顶凌施肥同时也起到了顶凌划锄的作用.机械顶凌施肥顶凌划锄是运用东方红75型拖拉机与24行圆盘开沟器型播种机或小型拖拉机及小型圆盘开沟器型播种机相互配套进行的.运用农业机械     

基于EDEM的控位分层施肥开沟器作业过程的仿真与试验

针对免耕播种机分层施肥开沟器存在纵向尺寸大、分层效果差的问题,设计了一种由主开沟器及浅层尾管组成的控位分层施肥开沟器,通过浅层尾管的位置调节,实现分层施肥位置的横向控制。利用EDEM建立开沟器离散元仿真模型,模拟其切土开沟分层施肥作业过程。对开沟器侧位及正位施肥方式的土壤耕作阻力进行了理论分析及仿真验证。结果表明:开沟器侧位施肥方式较之正位方式,具有相对较高的土壤耕作载荷及较小的载荷波动;侧位施肥方式具有较佳的肥料分层效果及更为集中的颗粒空间分布特性。田间验证试验结果表明,控位分层施肥开沟器可实现分层施肥设计功能,正位及侧位方式的平均施肥深度差及施肥深度差变异系数分别为3.9 cm、4.7 cm及10.8%、5.1%,侧位方式具有更明显、稳定的肥料分层效果,且试验结果与仿真结果相一致。     

微耕机配套的玉米免耕播种机防堵开沟部件设计与试验

【目的】为解决我国西南地区土壤黏重,田块面积相对较小,现有免耕播种机作业时机具通过性差,播种质量难以保证等问题,设计一种微耕机配套的圆盘刀式玉米免耕播种机。【方法】应用圆盘刀与限深轮行走装置具备的破茬开沟、限深防滑功能,研究对比播种机平面、波纹与缺口圆盘刀作业时对破茬、牵引阻力和油耗等的影响;通过LS-DYNA对3种类型圆盘刀切割土壤过程进行仿真模拟,并实现关键参数的设计。【结果】田间试验结果表明,配置平面圆盘刀的免耕播种机土壤扰动量、油耗较波纹圆盘刀分别低4.03%和14.64%;较缺口圆盘刀分别低1.15%和7.51%;牵引阻力在0.54 m·s~(–1)时最低,为1.20 k N;使用3种类型圆盘刀的种肥深度合格率达85%以上,粒距合格指数为90.3%。【结论】本研究可为西南地区圆盘刀破茬的免耕播种机设计提供依据。     

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.     

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.     

常见小麦免耕播种机

<正>小麦免耕播种机就是在秸秆还田覆盖的情况下,不耕翻土壤,能一次进地完成开沟、施肥、播种、覆土、镇压等多项工序的播种机械。小麦免耕播种机按照开沟器种类分为尖角式和苗带旋耕式两种。尖角式小麦免耕播种机主要用于一年一作区,为防止堵塞,一般开沟器分为2~3排。苗带旋耕式开沟器防堵     

基于SPH算法的纵向开沟过程模拟

以河北地区蔬菜大棚秸秆生物反应堆土壤为原型,结合土壤材料MAT147模型、SPH算法和边界条件,利用ANSYS/LS_DYNA对纵向开沟过程进行数值模拟。在前进速度2 km/h、旋转速度540 r/min、耕深350 mm、刀辊倾斜角度45°参数条件下,前后处理软件LS_PREPOST仿真结果显示,SPH算法可以直观模拟纵向开沟刀辊切削土壤的整个过程,最大等效应力为43. 21 MPa,主要集中在与刀辊接触的土壤上;刀辊切削过程显示,在螺旋板及刀片螺旋布置的旋转刀辊作用下,土壤去向主要分为轴向升土和周向抛土,开沟效果明显;刀辊切削应力云图显示,土壤所受的等效应力变化小且整个过程切削比较平稳;切削稳定时的功耗为8. 23 kW,与试验中的纵向开沟装置功耗接近,验证了模拟的可靠性,为新型纵向旋转开沟装置及零部件的优化设计提供可靠依据。     

一沟双行小麦施肥播种单体的设计与试验

针对一年两熟灌溉区玉米覆盖地免耕播种小麦时播种机堵塞问题,设计研制了一沟双行小麦施肥播种单体,该单体1次作业可同时完成施1行肥和播2行小麦,进行小麦宽窄行机械化种植。田间试验以窄行距离分别为8 cm和10 cm的施肥播种单体与普通尖角开沟器进行性能对比。结果表明:同一平均行距宽窄行种植的播种机通过性较均行距种植普通尖角开沟器播种机的好;窄行距离为10 cm的单体播深变异系数和行距变异系数最小,分别为7.3%和5.6%;窄行距离为8 cm的单体牵引阻力和肥深变异系数最小,分别为459.2 N和3.5%;确定优化的小麦宽窄行平均种植行距为20 cm,作业质量满足农艺要求,解决了高覆盖量工作条件下播种机的堵塞问题。     

油菜基质块移栽机苗床带整备装置设计与试验

针对现有油菜基质块苗移栽机开沟装置作业存在沟宽稳定性差、沟底面平整度低、土壤扰动大等现象,导致立苗率低、覆土作业难度大等问题,基于船式开沟器腔体大以及芯铧式开沟器作业构建宽苗床、平沟底特点,结合类铧式曲面衔接过度,设计了一种适用于油菜基质块苗移栽机苗床构建的苗床带整备装置。建立了土壤与整备装置互作力学模型,确定了苗床带整备装置构建稳定苗床的主要结构参数。以整备装置作业速度、作业深度、类铧式曲面前端宽度、刃口角为因素,以土壤扰动量、沟宽变异系数为评价指标,利用EDEM开展四因素三水平二次正交组合仿真试验,试验结果显示：作业深度为41 mm、作业速度为0.52 m/s、类铧式曲面前端宽度为40 mm、刃口角为61o时土壤扰动量较小且沟宽变异系数较小;较优参数组合下台架试验得出土壤扰动量为13.01 cm²,沟宽变异系数8.52%。田间试验结果显示：安装在移栽单元上的苗床带整备装置相较船式开沟器的载苗基质块立苗率增加2.09百分点,沟宽变异系数减少13.3%,土壤扰动量减少20.9%,沟底面紧实度增加28.7%,满足油菜基质块苗机械移栽苗床构建要求。     

农机春播播种时注意事项

<正>1.播种机械在作业时要尽量避免停车。必须停车时,应将播种机升起,后退一段距离,再进行播种。下降播种机时,要使拖拉机在缓慢行进中进行。开沟器入土时播种机不得后退,以防止堵塞或损坏开沟器。2.地头转弯时,应将播种机升起,切断排种器和排肥器动力,并升起划行和开沟器。3.机械手要在作业中随时观察播种机的作业状况,特别     

北方旱地玉米免耕播种机的设计与有限元优化

北方干旱地区免耕玉米播种机在使用过程中,由于播种机的开沟器与土壤在接触中不可避免地受到磨损,导致播种质量和一些技术指标降低。为此,对免耕玉米播种机各零件进行三维参数化设计和虚拟装配,针对播种机的关键受力部位开沟器选用普通金属、Al_2O_3陶瓷等2种材料进行有限元对比分析。结果表明,普通金属材料的最大变形量为0. 088 mm,Al_2O_3陶瓷材料的最大变形量为0. 065 mm,陶瓷材料工作时变形更小,能增强开沟铲的耐磨性,并且Al_2O_3陶瓷材料满足开沟铲的强度要求,可使用Al_2O_3陶瓷材料来代替开沟铲的金属材料。同时,对机架三维模型进行有限元分析,表明最大应力产生在机架前段拐角处,制作过程中应加强焊接强度,满足播种机的强度使用要求。     

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。