砂壤土条件下马铃薯中耕机关键部件设计与试验

针对砂壤土条件下马铃薯出苗前期中耕机土壤回流严重、垄型一致性差等问题,设计了犁铧式马铃薯中耕机,并阐述了其主要结构及工作原理。对塑型部件培土器的结构参数进行设计分析,根据砂壤土土质特征,对土壤颗粒进行了运动学分析,确定了影响马铃薯中耕作业效果的主要因素。运用EDEM仿真试验,以培土犁与培土器间距及作业速度为试验因素,以回土量与垄型拟合度为评价指标,进行了二次正交旋转试验。对试验结果进行优化分析,当间距为600 mm、作业速度为1.3 m/s时,回土量为12.3%,垄型拟合度为0.024。对优化数据进行了田间试验,结果表明,犁铧式马铃薯中耕机回土量为12.5%,土垄垄型一致性为98.3%,土壤扰动系数为67%,碎土率为94.7%,培土高度为8.4 cm,油耗为14.6 kg/hm2,满足马铃薯中耕培土要求。     

3ZFD-440型玉米大垄双行动力中耕追肥机设计与试验

针对我国玉米大垄双行栽培技术缺少复式中耕联合作业机具的问题,设计适配于118.4～154.4 kW系列拖拉机的3ZFD-440型玉米大垄双行动力中耕追肥机。该机具一次作业可完成垄沟碎土除草、垄底深松、多苗带侧深施肥、垄台培土等多项工作。根据玉米大垄双行中耕作业的农艺要求,通过理论计算和试验分析完成施肥系统、碎土除草部件、导流式培土器的设计。碎土刀选用凿形直刀,回转半径为235 mm,刀片厚度为10 mm,碎土刀入土夹角选择35°,刃口宽度为2 mm,侧刃长度10 mm;采用导流式培土器,基础元线角为32°、导曲线切线与垂直面夹角为30°、导曲线切线与垂直面夹角增量为5°、导曲线半径为248 mm。田间试验结果表明：该机具在作业时能充分发挥大功率拖拉机的动力优势,作业时垄台台顶宽度变异系数为1.64%,垄台深度变异系数为4.34%;导流式培土器性能稳定,作业后垄形规范。碎土率为91.7%;垄沟沟底浮土厚度为4.6 cm;排肥一致性变异系数为3.1%,完全达到设计要求和国家标准。     

垄台培土与垄沟松土装置设计与试验

为解决中耕时期玉米垄台回土量大、垄沟土壤透气性差等问题,设计了垄台培土与垄沟松土装置,并介绍了整机结构与工作原理。对弧面培土圆盘和弓齿滚筒的结构参数进行了理论分析与设计,并对关键受力部件弓齿滚筒进行了有限元静力学分析,结果表明其刚度和强度均满足设计要求。以回土量为弧面培土圆盘试验指标,以土壤坚实度差值和入土深度稳定性为垄沟松土装置试验指标,进行田间性能试验,结果表明：所设计的垄台培土与垄沟松土装置回土量为15.4%,土壤坚实度差值为27.2N/cm²,入土深度稳定性为87.5%,满足中耕作物苗期垄台培土与垄沟松土作业的性能要求。     

液压调节行距马铃薯中耕培土机设计研究

由于各地马铃薯种植习惯和马铃薯种植机械的限制,马铃薯的垄距不尽相同,土壤性质也有较大的差异。马铃薯的中耕作业设备调节行距装置仅限于机械调节方式,操作不灵活且影响中耕效率。为此,研制了一种液压调节机组行距的中耕机,以适用于不同垄距的马铃薯中耕培土作业。该中耕机液压调节装置可同时调整松土铲和培土器组成的机组,培土器也可根据土壤性质无级调节培土幅度。经过在胶州马铃薯种植田地的中耕培土试验,结果表明:液压调节行距马铃薯中耕机实用性强,中耕伤苗率较低,培土垄型符合要求,可为以后的马铃薯中耕设备液压调控、智能集成提供理论依据。     

棉花中耕培土施肥一体机设计与试验

针对棉花中耕培土机械普遍存在的功能单一、作业效率低、培土效果差等问题,设计了集棉花行间施肥、松土、除草以及培土多功能于一体的棉花中耕培土施肥一体机,并对机具关键部件进行设计与分析,确定了中耕施肥仿形单体、回转式培土装置、施肥装置的结构与工作参数.在设计分析的基础上进行了田间试验,结果表明:所研制的棉花中耕培土施肥一体机...     

3ZFD-440中耕施肥机设计与试验研究

为解决东北玉米大垄双行种植模式试验推广过程中,由于缺少与播种机配套使用的中耕施肥机具,出现的中耕施肥效率低,效果差等问题,设计一种基于玉米大垄双行种植技术的驱动式中耕施肥机。该机利用分组驱动式旋耕装置和地轮驱动施肥装置,能够一次完成玉米行间松土、碎土、除草、施肥和培土等多项作业。通过对中耕碎土直刀的运动轨迹分析,得出碎土直刀不出现漏耕带的理论数值,建立碎土直刀刃口的数学模型,设计出碎土直刀的结构。根据中耕施肥机的工作原理,对其进行科学合理的整体布局,得出整机的技术参数。田间性能检测和试验考核结果表明:作业速度1.22 m/s、刀轴转速1 000 r/min、中耕深度118.34 mm,得到较优工作参数,此时伤苗率为3.85%,除草率为85.86%,符合玉米中耕施肥要求,实现优良农艺与现代农机的结合。     

丘陵山地马铃薯中耕施肥机设计与试验研究

目前,绝大多数马铃薯机械多以大型为主,中耕施肥机械成本高,维修保养难,作业效率高等。丘陵山地的耕地地块较小,大型中耕施肥机行走、调头、转运不方便,因此不能适应小地块的马铃薯中耕作业。通过经验总结法深入了解马铃薯种植要求、特别是中耕培土和施肥有关情况,利用模型法建立中耕施肥机三维模型,并对其进行模态分析和试验研究。试验结果表明该中耕施肥机高速工作时垄性饱满度平均值在75.6%,耕深稳定性为78.0%,低速工作时垄性饱满度平均值在85.1%,比高速作业情况高9.5%,耕深稳定性为84.4%,比高速作业情况高6.4%,但均满足作业实际要求。且该机器设计结构紧凑,刀片在工作时未发生共振现象,刀片设计合理;整机适用于云南黏重土壤特性,能一次完成中耕过程中所需松土、施肥、培土及筑垄功能农艺作业需求。     

大垄宽幅马铃薯中耕机纵横稳定性优化设计与试验

针对大垄宽幅马铃薯中耕机纵横稳定性差、偏摆严重等问题,对大垄宽幅马铃薯中耕机进行优化设计与试验。通过理论分析确定了影响马铃薯中耕机纵横稳定性的主要因素,并对部件进行了优化设计。运用EDEM离散元仿真软件,以覆土铧到平行四杆与机架铰接点的水平距离、平行四杆横向宽度和作业速度作为试验因素,以垄向直线度、垄高稳定性系数为评价指标,进行了二次正交旋转仿真试验。对仿真试验结果进行优化分析,当覆土铧到平行四杆与机架铰接点的水平距离为702.7 mm、平行四杆横向宽度为255.4 mm、作业速度为1.29 m/s时,中耕机垄向直线度为2.39 cm,垄高稳定性系数为94.12%。对优化后的数据进行了田间试验验证,结果表明,垄向直线度为2.4 cm,培土行距合格率为95.7%,伤苗率为1.5%,垄高稳定性系数为94.2%,培土高度为7.8 cm,均优于优化前的大垄宽幅马铃薯中耕机,具有较好的纵横稳定性。     

犁铧式马铃薯中耕机培土装置设计与试验

针对砂壤土条件下马铃薯中耕机作业效率低、培土效果不佳等问题,设计了一种犁铧式马铃薯中耕机。阐述了该机整体结构及工作原理,阐明了犁体曲面成形原理,采用水平元线法并结合马铃薯中耕作业要求以及动力学分析确定了影响培土犁作业效果的犁体结构参数及其取值范围。基于EDEM离散元仿真技术,建立了部件-土壤仿真模型,以培土高度、土壤破碎率为试验指标,以导曲线上端切线夹角、初始元线角、元线角差值为试验因素,进行了二次正交旋转回归仿真试验。在仿真试验基础上进行了田间试验,结果表明,所设计的犁铧式马铃薯中耕机碎土率为94.7%、培土高度为8.4cm、作业深度为13.6cm,根深稳定性系数为92.1%,油耗为14.6kg/hm2,明显优于锄铲式马铃薯中耕机的作业效率及作业效果,满足马铃薯中耕机作业要求。     

中间集抛后送式双侧斜输烟草培土机设计与试验

针对南方丘陵山区烟叶种植区传统铣抛式培土作业存在土块抛送不集中、定点覆土效果差等问题,采用“旋耕碎土—集中后抛—斜置送土”的作业方式,设计一款中间集抛后送式双侧斜输烟草培土机。根据土壤铣削加工和土壤螺旋输送器输送原理,对整机土壤加工关键部件进行了研究,分析集中后抛斜输过程,确定了培土机的主要结构和工作参数。利用EDEM离散元仿真,建立培土作业仿真模型,以机具前进速度、旋耕深度、螺旋输送器轴转速为试验因素,培土高度、培土幅度、取土率为试验指标,进行了二次正交旋转回归仿真试验与优化,得到最优工作参数。田间试验结果表明,作业后沟底土壤松碎,培土土量均匀,培土高度为24.37 mm,培土幅度为130.42 mm,取土率为21.19%,与仿真结果误差分别为12.21%、1.90%、10.44%。能够满足烟田培土需求,为烟草培土技术农机农艺融合提供了新途径。