玉米根茬地小麦垄作免耕播种机研究

虚拟制造技术在国内农机行业已进行了各层面的研究应用,但是由于免耕播种机的工作环境复杂多变,目前结合虚拟制造技术进行研究仍处于初步研究阶段。根据大垄多行作物耕作技术特点,提出了避开玉米根茬播种的思路,对避茬的可行性进行了深入分析,利用Autodesk Inventor软件建立玉米根茬地小麦垄作免耕播种机虚拟样机模型。研制的垄作免耕播种机主要由修垄装置、机架、开沟器、地轮、种肥箱及传动系统、组合镇压器等组成,能够在玉米根茬地一次性完成施肥、播种、修垄和镇压等作业。     

玉米根茬机械化处理技术研究现状与发展趋势

玉米根茬热值高,是重要的生物质能燃料。目前对玉米根茬的机械化处理方式主要集中在根茬粉碎还田和免耕模式下的根茬处理,缺少根茬收获方面的相关研究。为此,通过系统分析玉米根茬特性以及不同处理模式的特点,提出玉米根茬收获、根茬还田、免耕作业相互轮作的玉米根茬处理模式,旨在为今后根茬处理方法的选择提供有效途径。     

玉米根茬收获机设计与试验

为了实现根茬的挖掘、捡拾、根土分离与放铺等联合收获作业,研制了一种偏置式挖掘铲刀和三辊机构。通过分析偏置式挖掘铲刀的挖掘特性,以及三辊机构的运动学特性,确定了工作部件的结构参数及运动参数。田间试验表明,偏置式挖掘铲刀挖掘根茬效果好,三辊机构具有较好的捡拾、根土分离和放铺能力,根茬收获机的根茬起挖率、捡拾率和放铺率均大于90%,满足设计和使用要求。     

机械化玉米根茬还田技术

玉米根茬还田技术,是利用机械将玉米根茬粉碎成丝条直接抛散在地表上,随即进行耕翻,混入土壤中作底肥的一项农机作业项目。玉米根茬还田是改变施肥结构,减少化肥施用量,增加土壤有机质,培肥地力,提高产量的有效办法,也是增     

玉米根茬收获机设计与试验

在大量试验的基础上设计了集挖茬、拾茬、清茬、引茬、集茬和侧位条铺于一体的玉米根茬收获机。整机主要由根茬挖掘装置、清理捡拾装置、链式输送装置及悬挂和液压系统等组成。适用于玉米、高梁等作物根茬的挖掘和集铺。该机具采用偏置柄式挖掘铲和弹性伸缩式捡拾机构,实现了对非藕联玉米根茬的地表下捡拾。田间试验结果表明:根茬漏拔率小于2.8%,生产率0.955～1.086 hm2/h,作业幅宽2.6 m,整机可靠性系数96.8%。     

拖拉机后置玉米根茬回收装置设计与仿真分析

【目的】解决玉米收割后根茬资源浪费、根茬留土造成的轮种困难、病虫害加剧、根系留土腐败等问题。【方法】在玉米根茬挖掘的基础上,设计了一款拖拉机后置玉米根茬回收装置。该装置采用旋耕刀辊对玉米根茬进行挖掘作业,作业后的根土经过多道筛分工序实现根土分离。然后对装置各部件的参数进行设计,结合滚筒刷的受力和转速对玉米根茬的运动轨迹进行分析,并采用HyperMesh软件对旋耕刀辊进行有限元仿真,对单个旋耕刀进行弯折角应力对比分析。【结果】1)该镰刀型旋耕刀辊前6阶固有频率为110.349～288.744 Hz,其1阶模态固有频率的75%为82.762 Hz,大于镰刀型旋耕刀辊的激励频率,故此设计能够避免产生共振,安全可靠。2)旋耕刀最大应力为142.6 MPa,最大变形为0.513 5 mm,满足各项力学条件。3)旋耕刀在弯折角度为124°时应力最小,仅为187.7 MPa,与装置设计参数相符,滑切效果最好。【结论】该装置可一次性完成根茬挖掘、根土分离、根茬回收等工作,有效避免了田间杂草缠绕并提高了旋耕挖刨效果,可以为玉米根茬的回收利用提供理论参考。     

机械化玉米根茬还田技术要领

玉米茬还田技术是利用机械将玉米根茬粉碎成丝条直接抛撒在地表上,随即进行耕翻,混入土壤中作底肥的一项农机作业项目.玉米根茬还田是改变施肥结构,减少化肥施用量,增加土壤有机质,培肥地力,提高产量的有效方法,也是增加农业后劲的有效途径.     

玉米根茬处理技术及其作业机具存在的问题

根茬处理是指采用机械作业切碎，消除作物根茬。其作用是提高播种机的通过性和播种质量，并充分利川根茬自身的有机养料，来增加土壤有机质，改善十壤的物理性质，增加团粒结构，以达到培肥地力、增产增收的目的。     

玉米根茬破碎还田装置设计与试验

分析了玉米根茬破碎还田装置中直刀、旋耕刀、月牙刀的破茬原理,试验验证了月牙刀滑切破茬具有土壤扰动小、功耗低、破碎能力强的特点.以刀辊转速、机器前进速度、切刀入土深度为试验因素,以功耗、破茬合格率为试验指标,分别建立了表征月牙刀破茬性能的数学模型,确定最佳参数为:切刀入土深度48 ram,机器前进速度0.77 m/s,刀辊转速266 r/min.在试验范围内,切刀入土深度对功耗的影响最大;刀辊转速和机器前进速度对破茬合格率影响最大.     

1MC-70型地膜回收起茬机铲刀结构和参数确定及试验研究

通过对1MC-70型地膜回收起茬机起膜、起茬铲刀的作业情况分析，推导出铲刀满足生产要求主要参数的求取方法和公式，并经理论分析和试验研究，确定了铲刀对玉米茬地进行起膜、起茬时主要参数的取值范围和减小牵引阻力的取值规律。通过多副铲刀的对比试验，选取出对玉米茬地进行起膜、起茬作业时，性能良好，牵引阻力较小的铲刀。     

一种玉米地残膜捡拾机的设计与试验

针对现有滚筒式/杆齿式残膜捡拾机存在卸膜困难、膜土分离困难、捡拾效率低及玉米根茬容易造成捡膜齿破坏等难题,设计了一种新型的玉米地破茬残膜捡拾机,由深松机构、破茬机构、仿地形起膜机构、捡拾机构、卸齿机构及切膜机构等部件组成。对关键零部件载荷进行了计算和应力分析,结构优化后加工制造样机。田间试验结果表明:该机可完成深松土壤、破茬、起膜、捡拾、卸齿及切膜工序,在随机挑选的农田中,玉米根茬破茬率在80%左右,捡拾率达到90%以上,工作效率为0. 5hm2/h。     

膜上灌作物需水量和地膜覆盖效应试验研究

1998年和 1 999年在新疆自治区乌兰乌苏农业气象实验站内进行了膜上灌条件下的覆膜棉花和玉米的需水规律及地膜覆盖效应的试验研究。结果表明地膜覆盖具有明显的增温保墒效应 ,在苗期增温效应尤为显著 ,覆膜农田地表下 5 cm、1 0 cm、1 5 cm、2 0 cm和 2 5 cm在 8:0 0、1 4:0 0和 2 0 :0 0等 3个时刻 ,苗期平均地温比露地棉田分别高 5 .7℃、3 .3℃、3 .5℃、1 .5℃和 1 .2℃。同一灌水下限条件下 ,在整个生育期内覆膜棉花、玉米耗水较未覆膜棉花、玉米分别减少水分蒸发损失 73 .6mm和 60 .1 mm。在当地气候条件、土壤质地和作物栽培方式下覆膜棉花、玉米在全生育期内分别耗水 3 74.5 mm和 3 74.81 mm,平均耗水强度为 2 .2 6mm/d和 2 .97mm/d。     

风沙区主要作物需水量研究

北屯灌区降雨量少风沙大气候干燥,为典型的戈壁平原干旱风沙区。利用当地典型风沙区20年的逐日气象资料,对灌区参考作物需水量进行了分析计算,ET0值在年内与年际间变化较大,全年的7月上旬至8月上旬ETrad稍大于或基本等于ETaero外,其余月份基本上是ETaero大于ETrad,说明全年风速对ET0的影响相对来说比较大。对灌区内6种主要作物进行了作物需水量计算,其中地膜甜瓜和地膜打瓜需水量最小,全生育期需水量在300~350 mm之间,建议高效经济作物采用地膜种植可作为一项有效的节水措施。     

用冠层温度定量诊断作物根系活动层

冠层温度在定量诊断作物水分亏缺中得到了广泛的应用，1998年和1999年在新疆乌兰乌苏农业气象站试验田对覆膜棉花和玉米进行了研究，在此研究成果的基础上，提出了冠层温度最佳的测定时间，进行了用冠层温度定量诊断作物根系活动层的初步研究，结果表明可以利用CWSI与不同土层含水量的相关系数动态，准确地确定作物根系主要活动层的范围。     

玉米全膜双垄沟残膜回收机优化设计与试验

针对现有玉米全膜双垄沟残膜回收机作业中存在起膜单体仿形能力差、易堵塞、根茬易被挑起及卸膜难等问题对机具的起膜装置、卷膜装置及卷膜装置的传动方案进行优化设计。起膜装置由8个仿形起膜单体、滑块、导轨及调压弹簧组成起膜单体能够随地形上下仿形,解决了根茬被挑起、堵塞及冲击振动问题。卷膜装置由主从动锥型卷膜辊、辅助卷膜齿和联动卸膜转臂组成。其中,卷膜辊应用了摩擦传动恒线速度机理,保证卷膜松紧程度均匀;辅助卷膜齿采用快速插接机构插接在主从动锥型动卷膜辊上,实现残膜高效缠绕;主从动卷膜辊设计为锥型结构便于脱膜;联动卸膜转臂能够保证主从动锥型卷膜辊近似直线分开使卸膜较为便捷。通过分析偏心伸缩弹齿的运动,确定了弹齿周向分布4个。以残膜回收率、缠膜率和含杂率为评价指标,采用正交试验得出样机最优工作参数为:前进速度3 km/h、偏心伸缩弹齿挑膜滚筒转速60 r/min、卷膜辊转速90 r/min。以最优工作参数进行了田间试验验证,结果表明,作业机残膜回收率为89.46%,缠膜率为1.93%,含杂率为25.53%,满足全膜双垄沟残膜回收技术要求。     

玉米全膜双垄沟残膜回收机改进设计与试验

针对现有玉米全膜双垄沟残膜回收机作业过程中存在起膜齿仿形效果差、易拥堵,以及卷膜辊集膜、卸膜性能不理想等问题,对该机具的仿形弹齿部分和卷膜装置部分进行了改进设计。整个仿形弹齿由多个单铰接起膜齿和凸轮轴组成,每个单铰接起膜齿在凸轮轴的作用下可以实现单独仿形,且能完成相邻两起膜齿在空间上的间歇运动,以解决起膜装置局部仿形能力差、壅土及相互搂膜干涉问题;卷膜装置由主、从动滚筒及变径卷膜辊组成,其中,改进设计的变径卷膜辊依靠手动拉杆和内置弹簧实现外轮廓直径可变,优化后的活动叶片通过内外齿的啮合使其在打开与闭合状态下都能保证其外轮廓为“封闭”的圆柱体,从动滚筒外围加装了人字形输送齿,使得卷膜装置整体在工作时运转更加平稳,变径卷膜辊与主、从动滚筒可以始终保持接触,避免了因摩擦力突变引起的变径卷膜辊在主、从动滚筒上方停滞不转动的现象。通过分析偏心拨齿滚筒的搂集、抛送和脱落过程,确定了偏心拨齿滚筒的最小转速为164.92r/min。结合正交试验,以地膜回收率、缠膜率和含土率为评价指标,应用综合评分法得出作业机工作时各显著性参数对其各指标的综合性能影响主次顺序为：机具前进速度、反向刮膜板转速、偏心拨齿滚筒转速、凸轮轴转速。田间试验表明,在机具作业3.km/h、输送辊转速140.4r/min、凸轮轴转速130.6r/min、偏心拨齿滚筒转速为183.6r/min、反向刮膜板轴转速为120.8r/min时,残膜回收率为90.26%,缠膜率为1.94%,含土率为25.41%,满足全膜双垄沟残膜回收技术要求,为残膜回收机具的设计提供了参考依据。     

玉米原茬地高速作业侧向清茬刀设计与试验

针对我国东北地区玉米原茬地免耕播种机高速作业时,播种施肥触土部件堵塞导致播种作业质量降低等问题,改进设计一种适用于高速免少耕播种作业的侧向清茬刀。通过对正切刃折弯曲线及作业过程理论分析,确定了侧向清茬刀的结构和工作参数,构建了清茬防堵装置在田间作业过程中刀齿-土壤-根茬离散元仿真模型,进行了以清茬刀正切刃折弯角、作业速度和刀轴转速为影响因子,根茬清除率、土壤扰动率和当量功耗为评价指标的二次回归正交中心旋转组合仿真试验。依据参数优化仿真结果试制样机并进行田间性能试验,结果表明:在玉米残茬覆盖量1.73 kg/m²、平均留茬高度400 mm、土壤硬度20.8 kg/cm²条件下,当正切刃折弯角34.5°、作业速度14.4 km/h、刀轴转速380 r/min时性能最优,此时根茬清除率91.6%、土壤扰动率26.6%、当量功耗12.62 kW;安装优化清茬刀的清茬装置比安装侧向清秸刀齿的根茬清除率提高12.67%。     

玉米苗期收膜机结构设计与试验

为解决玉米苗期收膜机卸膜工序复杂、困难的问题,设计出一种新型既捡拾又卸膜的机构,建立了玉米苗期收膜机的三维模型,并应用ADAMS软件进行虚拟样机的仿真,得到该机构的相对和绝对运动轨迹。对苗期地膜进行地膜力学特性试验,测出地膜的撕断力FΔ和延伸率δ,并通过对捡膜齿出土过程的力学分析找出捡膜齿对残膜水平作用力F与残膜捡拾滚筒最大角速度ω之间的关系。同时,以玉米苗期残膜捡拾机为研究对象,设计了玉米苗期残膜捡拾卸膜机构,选取机具的前进速度、入土角度、入土深度为影响因素,以地膜收净率和伤苗率为试验指标进行土槽模拟试验。结果表明:该机设计简单、合理,收膜效率高,能够满足预期的设计要求。     

机采棉中残地膜静电吸附法分级去除

提出一种基于静电吸附方法分级去除机采棉中残地膜的方法,以新疆阿拉尔地区种植的新陆早26号机采棉为研究对象,根据机采棉中残地膜曲直形态与荷电极化程度存在一定的相关性,利用图像处理提取机采棉中各种残地膜杂质特征并进行聚类算法分级,将残地膜分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等级。搭建静电吸附分离平台,对掺有不同等级残地膜的机采棉进行不同荷电时间、飞入速度、极板电压下的试验,以除杂率为测定指标,找出对应级别残地膜的最佳参数组合,以期达到残地膜杂质与机采棉的分离最大化。试验表明,对除杂率影响显著的因素由大到小为:飞入速度、荷电时间、极板电压。掺有Ⅰ级残地膜的机采棉除杂最佳荷电时间为24 s,飞入速度为4. 7 m/s,极板电压为39 k V,分离率为96. 2%;Ⅱ级最佳荷电时间为29. 8 s,飞入速度为5. 8 m/s,极板电压为37. 6 k V,分离率为98. 1%;Ⅲ级最佳荷电时间为30. 1 s,飞入速度为3. 5 m/s,极板电压为46. 2 k V,分离率为97. 2%。研究结果表明:基于静电吸附分级去除残地膜的方法可行,能够满足实际生产需要。