秸秆粉碎还田回收机刀辊工作参数的研究

通过理论分析和试验研究,对秸秆粉碎还田回收机核心部件刀辊的结构参数和运动参数进行了探讨,确定了甩刀的排列、机具静态下甩刀刀刃离地最小间隙和刀辊的转速,为研制一种无需借助风机即可完成秸秆粉碎还田作业,又可完成秸秆粉碎回收作业的机具提供了依据。     

水稻秸秆反旋深埋滑切还田刀优化设计与试验

针对水稻秸秆深埋还田时,还田刀作业功耗过高和缠草的问题,结合还田机作业过程,分析还田刀功耗过高和缠草的原因,设计了一种反旋深埋滑切还田刀。使用阿基米德螺旋线设计还田刀侧切刃,提高还田刀的滑切性能,计算并验证侧切刃曲线的动态滑切角满足土壤-秸秆滑出还田刀的条件,使用圆弧曲线设计还田刀正切面,以耕宽和正切面安装角为依据确定圆弧半径为60mm。运用离散元仿真软件EDEM进行了反旋深埋滑切还田刀与传统还田刀的仿真对照试验,结果表明反旋深埋滑切还田刀的秸秆还田率、抛土性能与传统还田刀基本一致,作业功耗降低18.19%,选取留茬高度、刀辊转速和机具前进速度为影响因素,选取作业功耗为评价指标进行正交试验设计,确定影响还田机作业功耗的因素从大到小依次为：刀辊转速、机具前进速度、留茬高度。田间试验结果表明：在土壤含水率为20%~30%,地表秸秆覆盖量为336~353g/m2,拖拉机作业速度为低速一挡（1.5km/h）,刀辊转速为250r/min时,秸秆深埋滑切还田刀作业后,平均耕深为18cm左右,秸秆还田率为87.9%~89.7%,地表平整度为2.1~3.7cm,作业指标均满足秸秆还田的农艺要求。     

旋耕刀排列方式对反转旋耕机作业性能的影响研究

以秸秆还田作业为背景,研究反转旋耕机刀辊排列方式对作业性能的影响。为此,设计了4种刀辊排列方式,分别为螺旋排列、人字排列、双人字排列及正人字排列,从旋耕作业主要性能指标及秸秆还田指标去分析。结果表明:①功耗方面刀辊排列方式影响比较明显,在耕深稳定性、碎土率、植被覆盖率方面,刀辊排列方式影响并不明显;②在秸秆分布方面,4种排列方式对于机具作业影响基本相同,都未到达秸秆深埋的效果。     

六头螺旋秸秆还田耕整机刀辊设计与试验

针对长江中下游两熟制地区土壤黏重板结,传统秸秆还田耕整机作业质量不理想、刀辊易缠绕和功耗大等问题,提出了一种六头螺旋秸秆还田耕整机刀辊。基于滑切原理设计了等滑切角二次切刀,阐述了刀辊结构及工作原理,分析了二次切刀减阻程度及主要作业参数。田间试验结果表明:各因素对功耗和秸秆掩埋率影响显著性由大到小分别为刀辊转速、耕深、作业速度和耕深、作业速度、刀辊转速,对秸秆粉碎率和碎土率影响显著性由大到小为刀辊转速、作业速度、耕深,通过软件分析得到最优参数组合为:耕深12. 7 cm,作业速度0. 7 m/s,刀辊转速273 r/min。验证试验结果表明:最优参数组合下六头螺旋秸秆还田耕整机功耗、秸秆掩埋率、秸秆粉碎率和碎土率分别为31. 9 k W、93. 1%、87. 5%和78. 3%,与软件预测值之间的误差分别为4. 7%、1. 4%、1. 9%和2. 6%。对比试验结果表明:六头螺旋秸秆还田耕整机功耗和秸秆掩埋率较水旱两用秸秆还田耕整机分别低8. 8%和2. 3%,秸秆粉碎率和碎土率分别高3. 0%和6. 1%。     

湿烂田块智能化小麦旋耕施肥播种机结构设计

针对近年来小麦播种季节常遇连续降雨,土壤湿度大,现有的小麦施肥播种机存在机具易堵塞、工作阻力大、镇压辊黏连土壤严重,造成漏播漏施等问题,设计一种适用于湿烂田块的小麦旋耕施肥播种复式作业机,可一次完成秸秆旋耕还田、智能化施肥播种、播后镇压等多道作业工序。介绍整机结构及其工作原理;确定旋耕部件传动系统和旋耕刀排列形式;设计GPS种肥智能调速装置,实现施肥播种量与机具行进速度精准匹配;在镇压辊上方设计一种螺旋刮土装置,解决镇压辊在湿烂田块易粘土抱死问题。在连云港市赣榆区塔山镇小官庄村进行作业机的田间作业性能试验,结果显示,该机具工作性能优良,播深合格率达86.7%,耕深稳定性系数达91%,各指标均符合旋播机行业标准要求。     

正反转倒U型甩刀香蕉茎秆粉碎还田机的设计与试验

针对香蕉秸秆含有又长又韧的纤维,在粉碎还田作业中缠绕机具,造成作业功耗大、效率低、机具易损坏的问题,研制了一种正反转倒U型甩刀香蕉秸秆粉碎还田机,描述了整机技术方案,确定了主要工作部件的结构与参数。该机从解决蕉茎长度入手,采用刀辊正转作业1次,将蕉茎打烂、切短,再反转作业1次的工艺流程作业。试验结果表明:该机配套拖拉机动力58.8～66.15kW,工作幅宽1.08m,纯工作小时生产率0.17hm~2/h,单位面积耗油量56.8 kg/hm~2,香蕉秸秆粉碎率93.1%,作业后土地可立即翻耕播种;与现有同类机型相比,其纯工作小时生产率提高70%,单位面积耗油量降低29%。该研究可为香蕉秸秆粉碎还田机的设计提供参考。     

UG在秸秆粉碎还田机刀辊动平衡校核中的运用

秸秆粉碎还田机在工作过程中,由于振动给机具的正常工作带来了极大的危害.其不但影响机具的工作性能,而且降低了机具零部件的使用寿命.机具上刀辊的不平衡是引起该机振动的主要原因之一.为此,在传统的动平衡理论计算的基础上,通过计算机辅助设计,利用UG提供的运动学及动力学分析的功能,对秸秆粉碎还田机刀辊进行了动平衡校核,为该机具的设计及校核提供了一种新的方法.     

水稻秸秆全量深埋还田机设计与试验

针对水稻秸秆全量深埋还田机作业时刀辊前方壅土问题,结合水稻秸秆全量深埋还田机作业过程,分析作业过程中刀辊前方壅土原因,通过运动学及动力学分析,建立在加速阶段及抛运阶段土壤颗粒与还田刀间相对位移模型及在空转阶段土壤颗粒运动模型,利用Matlab对已建立模型求解,确定还田刀的弯折线角为55°、刀辊转速为190 r/min、还田刀弯折角为77°、还田刀宽度为80 mm,并对整机进行配置。以前进速度、留茬高度、离地间隙作为影响因素,以还田率、碎土率、地面平整度及耕深作为响应指标,设计田间试验,并在相对潮湿、粘重的土壤环境下进行适应性试验。田间试验结果表明:水稻秸秆全量深埋还田机可在牵引功率66 k W、留茬高度不大于260 mm、作业速度不大于3 km/h的作业条件下完成作业,还田率达到85%,碎土率与地面平整度均达到95%,前方壅土现象得到明显减轻,且能在相对潮湿、粘重的土壤环境下进行作业,各项指标均优于农艺要求,证明了机具的适用性。     

纵向双辊式香蕉秸秆粉碎还田机的设计与试验

针对目前香蕉秸秆粉碎还田机仍然存在秸秆纤维缠绕严重、秸秆粉碎不彻底、粉碎刀具变形及损坏等问题,提出纵向刀辊香蕉秸秆粉碎还田方案,设计了一种纵向双辊式香蕉秸秆粉碎还田机,阐述了该机具的总体设计方案,确定了粉碎装置、传动系统等主要部件的设计。田间试验表明,该机具平均工作效率为0.41 hm^2/h,满足0.40 hm^2/h工作效率的性能指标,秸秆粉碎合格率为95.94%,大于秸秆粉碎合格率为94%的性能要求,有效解决了原有机具存在的不足,满足了香蕉秸秆粉碎还田的实际需求。     

1GMC-70型船式旋耕埋草机的设计

针对我国南方多熟制稻作区秸秆难以用人畜力及常规机械埋覆还田的生产实际,研制了1GMC-70型船式旋耕埋草机.该机由船式拖拉机(机耕船)和悬挂于船尾的左、右旋螺旋埋草刀辊组成.机组前进时,机耕船船底板将秸秆压伏于地表;船尾刀辊回转,将稻秆、麦秆、油菜秆、绿肥、杂草等秸秆及植被埋覆还田.经试验表明,该机平均耕深可达117 mm;秸秆覆盖率95.6%,生产率0.133～0.167 hm2/h,适用于泥脚深度350 mm以下、秸秆高度700 mm以下的水田耕整作业要求.     

异向双辊式香蕉秸秆粉碎还田机设计与试验

香蕉秸秆含水率高、脆性大、富含纤维素,而现有的香蕉秸秆粉碎还田机粉碎率低、能耗高且茎秆纤维易缠绕粉碎刀辊。针对上述问题,设计一种异向双辊式香蕉秸秆粉碎还田机,介绍该机的总体设计方案,确定粉碎装置、传动系统、限深装置的结构和主要参数。田间试验表明:该机器在田间作业时,当刀辊转速为1 600 r/min,前进速度为12.9 m/s,粉碎刀片长度为124 mm时可达到最优工作状态,此时平均工作效率为0.437 hm^2/h,高于性能指标0.400 hm^2/h;机器平均粉碎合格率为97.09%,大于行业标准94%,达到秸秆粉碎还田的农艺要求。     

南方丘陵山区水稻秸秆还田耕整地技术研究

调查和分析了南方丘陵山区水稻秸秆还田现状及农民常用的几种耕整地机具的特点,进行了以手扶拖拉机为动力的驱动圆盘犁和旋耕机联合作业的水稻秸秆还田耕整地试验。试验结果:水稻秸秆还田率可达95.1%,耕深达到20cm以上,田块范围内的地表高低差只有2.4cm,符合水稻机插秧对田块的要求。     

双辊秸秆还田旋耕机试验

阐述了粉碎刀辊正转、旋耕刀辊反转的双辊秸秆还田机结构特点和作业机理.基于土槽试验台设计了室内旋耕耕作部件试验装置.室内试验结果表明,双辊作业模式具有良好的植被性能和相对较低功耗,其应用于双辊秸秆还田旋耕机是可行的.研制了双辊秸秆还田旋耕机并进行了玉米秸秆还田性能试验,试验结果表明双辊秸秆还田旋耕机可一次完成直立玉米秸秆还田、旋耕碎土等联合作业,秸秆粉碎合格率、根茬破碎率、植被覆盖率、碎土率等可达90％以上.     

人字型水旱两用旋埋刀辊设计与试验

为适应长江中下游水旱轮作多熟制稻作区的秸秆还田与土壤耕作,降低现有组合刀辊的作业功耗和轴向负载,开展了螺旋横刀排列方式及结构参数的相关研究。根据对刀辊轴向受力的理论分析,提出平衡刀辊轴向力的初步方案,采用离散元软件模拟不同排列形式的螺旋横刀对土壤的切削过程,仿真结果表明,人字型排列方式的轴向受载稳定性与切削阻力优于锯齿型和交错型。基于人字型排列原则,重新规划旋耕刀的布局并设计配套刀盘,形成一种人字型水旱两用旋埋刀辊。为了进一步降低刀辊功耗,建立螺旋横刀切削土壤的数学模型,分析安装角与刀宽对切削阻力及秸秆埋覆效果的影响,并进行优化。为验证刀辊优化后的区域适用性及减阻效果,进行了田间试验。试验结果表明:人字型水旱两用旋埋刀辊适用于大多数水稻田的秸秆埋覆与土壤耕作,其中耕深均值为18. 10 cm、耕深稳定性系数均值为92. 75%、耕后单幅平整度均值为2. 00 cm、秸秆埋覆率均值为92. 60%,均满足设计要求。同时,在不降低秸秆埋覆率的前提下,人字型刀辊较交错型刀辊降低功耗0. 34%～17. 01%; 50°安装角的螺旋横刀的刀辊较35°安装角螺旋横刀的刀辊降低功耗6. 81%～16. 46%,达到了优化目的。     

船式旋耕埋草机螺旋刀辊作业功耗试验

基于LabView软件平台开发了功耗测试系统。采用相位差原理,对船式旋耕埋草机的螺旋刀辊进行了中稻收获后的水田适度耕整与秸秆埋覆还田功耗试验。在功率测试平台上对测试系统进行了标定,结果显示系统测量误差在5%以内。在田间对螺旋刀辊作业功耗进行了实时检测,通过分析各因素对功率消耗的影响,得到了船式旋耕埋草机较优作业模式：实行2次耕整,刀辊转速310r/min,其中第1次作业耕深55mm,其平均作业功耗为7.13kW,第2次作业耕深达到110mm,其平均作业功耗为7.59kW,两次耕整后秸秆埋覆率达到95%以上。     

横卧辊式棉秸秆起拔收获机的设计与试验

针对目前新疆棉区棉秸秆回收存在的问题,设计了一种横卧辊式棉秸秆起拔收获机。该机将横卧辊式棉秸秆起拔装置与辊式圆捆打捆装置相结合,可实现棉秸秆整株起拔和整株回收联合作业,主要由拨禾链耙、传动系统、拔杆装置、输送装置、喂入装置和打捆装置等组成。通过对主要工作部件的设计及实际作业过程中的运动机理分析,确定机具的主要结构和工作参数,并进行田间试验。试验结果表明:在机具作业速度5km/h、棉秸秆起拔角度为30°、拨禾链耙最低线速度2.5m/s、拔秆辊最低转速236r/min的条件下,棉秸秆回收率达到95.43%。该研究结果可为棉秸秆起拔收获机的研制提供参考。     

秸秆粉碎还田回收机性能试验

在棉田对秸秆粉碎还田回收机进行机具性能试验,选定留茬高度、秸秆粉碎长度和抛送距离作为主要的性能指标,通过一系列正交试验和理论分析,用直观分析法和方差分析法揭示了影响秸秆粉碎还田机性能的主要因素.与实际生产相结合,确定了最优的参数组合,即秸秆粉碎还田回收机在刀辊的转速为1800 r/min,粉碎机具前进速度为5.4 km/h,甩刀刀刃离地最小间隙为8cm.实验结果表明,机具有较优的性能指标,为整机的设计研究提供了理论依据.     

水田秸秆还田整地机具研制进展

为改善水田耕整地作业效果,研制水田秸秆还田耕整机具。介绍水田秸秆还田的类型及质量要求,总结国内外水田秸秆还田机具的研究进展及主要成果,为提高相关技术发展水平提供理论参考。     

水稻秸秆双轴深埋还田机设计与试验

针对北方寒地稻田在秸秆还田作业时,传统单轴机具难以适应覆有大量秸秆的湿黏土壤条件,作业质量难以满足实际作业需求的问题,设计了一种前轴正旋、后轴反旋的新型水稻秸秆双轴深埋还田机。结合实际农艺要求及土壤运动过程确定前后刀轴中心水平距离650 mm、竖直距离100 mm,并对整机进行配置。运用EDEM仿真软件模拟还田机工作过程,以前进速度、前轴转速、后轴转速为试验因素,以秸秆还田率和机具功耗为评价指标进行正交试验,建立秸秆还田率及机具功耗回归方程。利用Design-Expert分析软件得到最优参数组合,根据仿真优化结果及实际加工需求确定最优工作参数为：前进速度1.5 km/h、前轴转速274.2 r/min、后轴转速219.4 r/min,为后续田间试验提供理论支撑。田间试验结果表明,在留茬高度为15～20 cm、地表秸秆覆盖量为468～578 g/m²、拖拉机前进作业速度为低速1挡(1.5 km/h)时,水稻秸秆双轴深埋还田机还田率为88.7%～91.2%、地面平整度为1.8～2.4 cm、碎土率为97.7%～98.8%、耕深为16.6～19.5 cm,各项指标均满足...     

秸秆还田施肥播种机播种装置设计

针对现有秸秆粉碎旋耕播种复式作业机具,存在技术集成度不够、配套性差、作业效果不理想等实际问题,设计了一种新型秸秆还田施肥播种机;同时,阐述了该机的总体结构、设计原则以及技术参数,确定了播种施肥装置的结构与参数。通过应用实践表明,该机具有结构合理、紧凑等特点,适应范围广,能实现秸秆粉碎、旋耕整地、播种施肥、镇压一次性复式作业。