大垄玉米原茬地免耕播种机防堵装置设计与优化试验

为解决北方寒区玉米机收秸秆粉碎覆盖大垄原茬地免耕播种时易发生堵塞及地温回升较慢的问题,设计了一种大垄玉米原茬地免耕播种机的防堵装置。通过理论分析,设计了防堵装置关键部件,初步得到了该装置的结构和作业参数。应用三因素三水平正交试验方法和模糊综合评价分析法,以机组作业速度、清秸刀齿总成转速、清秸刀齿总成回转轴垂直面与机具前进方向的夹角为试验因素,以根茬清除率、秸秆清除率、防堵装置当量功耗为评价指标,对影响防堵装置性能的结构与作业参数进行了试验与优化研究。结果表明:在试验条件和试验因素水平范围内,影响多目标函数的参数优化组合为机组作业速度5.4 km/h、清秸刀齿总成转速440 r/min、清秸刀齿总成回转轴垂直面与机具前进方向的夹角20°,此时,根茬清除率为93.94%,秸秆清除率为95.39%,防堵装置当量功耗为4.36 k W,土壤扰动量为31.9%。     

大豆集排带式排种器设计与试验

为简化播种单体结构,适应大豆窄行密植农艺对播种机的要求,设计了一种大豆集排带式排种器。阐述了该排种器的基本结构和工作原理,并通过理论分析确定了关键部件结构参数。应用三因素五水平二次正交旋转中心组合试验方法进行了参数优化试验,建立了以气压、作业速度、清种振动频率为试验因素,以合格指数、重播指数、漏播指数为试验指标的数学模型,分析了各因素对合格指数、重播指数、漏播指数的影响规律。确定最佳参数组合为:气压4. 4 kPa、作业速度10. 5 km/h、清种振动频率44. 6 Hz,此时排种器性能指标为:合格指数90. 65%、重播指数1. 97%、漏播指数7. 38%。表明该排种器满足播种机的技术要求。     

防堵式覆膜同步开孔插秧装置设计与试验

针对现有覆膜插秧机械中存在的无开孔装置或开孔装置易阻塞造成秧苗根系损伤与漏插等问题,设计了一种防堵式覆膜同步开孔插秧装置。在齿轮旋转箱双臂分插机构的基础上,加装+形尖点的单臂开孔装置。为探究覆膜开孔与插秧作业过程,以单个栽植臂为研究对象,建立了开孔装置运动轨迹的数学模型。运用建立的模型进行模拟仿真,确定了影响开孔质量的主要因素,并验证了开孔与插秧相位角差的可行域。采用二次正交旋转中心组合试验方法,以开孔与插秧相位角差、开孔倾角、旋转速度为试验因素,以膜孔长度、插秧前开孔长度、膜孔合格率为评价指标实施参数优化试验。结果表明:当开孔与插秧相位角差8. 0°、开孔倾角7. 0°、旋转速度246. 4～250. 1 r/min时,开孔装置无堵塞现象发生,所得膜孔平均长度47. 3 mm、膜孔平均宽度16. 6 mm、插秧前开孔平均长度18. 0 mm、平均膜孔合格率94%以上。应用参数优化试验结果,对防堵式覆膜同步开孔插秧装置与H形同步开孔插秧装置进行了防堵性能和开孔性能对比试验。结果表明:所设计的开孔装置各项指标均优于改进前的H形开孔装置,满足农艺要求。     

杀菌型水稻秸秆纤维基地膜制造工艺参数优化研究

为提高农药有效利用率、减少农药使用量,对负载广谱杀菌剂多菌灵的杀菌型水稻秸秆纤维基地膜制造工艺参数组合进行了优化研究。应用四因素五水平二次正交旋转中心组合试验方法,以湿强剂、施胶剂、胶黏剂浓度和涂层厚度为影响因子,选择杀菌型水稻秸秆纤维基地膜的干抗张力、湿抗张力、透气度、降解周期、农药有效利用率为响应函数,实施了组合试验,结果表明:当工艺参数组合为湿强剂质量分数0.8%～0.9%、施胶剂质量分数0.5%～0.7%、胶黏剂浓度2.0%、涂布厚度20μm时,杀菌型水稻秸秆纤维基地膜干抗张力≥35 N、湿抗张力≥15 N、透气度≤2μm/(Pa·s)、降解周期≥60 d、农药有效利用率≥80%。研究结果表明该地膜不仅提高了秸秆纤维基地膜的各项性能指标且增加了秸秆纤维基地膜的杀菌功能,而且为广谱杀菌剂多菌灵增效减量和广谱杀菌型水稻秸秆纤维基地膜的研发提供了参考依据。     

2BMFJ系列免耕精量播种机清秸装置优化与试验

针对2BMFJ系列原茬地免耕覆秸精量播种机作业过程中,清秸装置所引起的振动强度较大、功耗较大、作业速度较慢等问题,在机收后的小麦原茬地条件下,采用四因素三水平正交试验方法,选择每盘刀齿数、刀盘排布方式、作业速度、刀盘转速为影响因素,以机组通过性、振动强度、当量功耗、当量燃油消耗率为评价指标,对影响清秸装置性能的结构与作业参数进行了优化试验研究。结果表明:在每盘刀齿数4、刀盘排布方式3-2-3、作业速度5.4km/h和刀盘转速300 r/min时,清秸装置未发生堵塞,振动强度为134.48 m/s~2,当量功耗为4.58 k W,当量燃油消耗率为159.22 m L/(k W·h)。较优化前的机具,振动强度降低31.74%,当量功耗降低22.11%,作业速度提高20%。     

高空修枝作业的工效学分析与辅助装置设计

目前我国高空修枝作业方式主要是利用高空作业车将油锯等修枝设备和工作人员托举到高空进行修枝作业,这种油锯修枝方式危险性较高,作业姿势单一,容易造成肌肉骨骼疾病。为提高高空修枝作业的安全性,利用CATIA(Computer Aided Tri-Dimensional Interface Application)软件建立高空修枝作业人-机模型,并对高空修枝作业过程进行工效学分析,根据分析结果设计一套与高空作业车配套使用的安全防护与辅助装置,可以有效地减轻相同作业姿势下的上肢负荷,并降低油锯反弹带来的风险。     

适配免耕播种单体的清秸装置改进设计与试验

地表秸秆覆盖免耕播种具有蓄水保墒、提高土壤肥力、改良土壤结构、控制土壤侵蚀、降低生产成本和提高作物产量等社会、生态和经济效益。针对现有同位仿形免耕播种单体在重度秸秆覆盖、高速作业条件下,清秸装置作业质量差、工作效率低问题,改进设计了一种具有秸秆轴向加速推送功能的清秸装置。阐明了清秸装置清理秸秆机理,完成了关键部件清秸轮和助推螺旋设计,确定了影响其工作性能主要参数及取值范围。采用二次回归正交旋转中心组合试验方法,以作业速度、工作偏角、螺旋升角、螺旋叶片数为试验因素,清秸率和工作阻力为性能评价指标,在构建的EDEM-ADAMS联合仿真试验平台上实施参数组合优化试验,结果表明：各因素对清秸率影响由大至小依次为作业速度、工作偏角、螺旋叶片数、螺旋升角;各因素对工作阻力影响由大至小依次为作业速度、工作偏角、螺旋叶片数、螺旋升角。应用Design-Expert软件对试验结果进行参数组合优化,当螺旋升角为40°、螺旋叶片数为4、作业速度为7.5～10.7 km/h、工作偏角为20.0°～32.5°时,清秸率大于85%,工作阻力小于110 N。在作业速度8、9、10 km/h条件下,对螺旋升角40°、...     

原茬地小麦免耕播种机性能试验研究

针对黄淮海地区小麦播种技术存在的问题,设计了一种带有轻型动力种床整备装置的原茬地小麦免耕播种机。该免耕播种机可以一次完成种床整备、开沟、施肥、播种、覆土镇压和秸秆覆盖等多道作业工序。在安徽宿州秋季玉米机收后玉米秸秆根茬残留量为2.6kg/m2茬地上,以NY/T 1768-2009《免耕播种机质量评价技术规范》为评价标准,进行了性能测试试验。结果表明:该播种机能有效清除残留秸秆并对播种带进行微耕且均匀覆秸,机具通过性良好;播种均匀性变异系数为32.4%,播种深度合格率为93%,变异系数为11.2%,均满足GB/T 2 0 8 6 5-2 0 0 7《免耕施肥播种机》中小麦免耕播种的要求。该研究为该机的试验示范以及推广应用提供了科学依据。     

垄上双行插装式排种器性能试验研究初报

为提高大豆育种试验的准确性,降低劳动强度,针对垄三栽培小区试验农艺技术要求,设计了一种与之配套的垄上双行插装式排种器,并以作业速度和株距为影响因素对其工作性能进行了测试。结果表明:当作业速度分别为3.6、4.5、5.4 km.h-1,双行株距为5 cm时,其粒距合格指数≥85.17%、重播指数≤11.11%、漏播指数≤4.24%、变异系数≤20.69%;当双行株距为7.5 cm时,其粒距合格指数≥85.26%、重播指数≤9.47%、漏播指数≤5.26%、变异系数≤18.17%。两种工况下,排种器均达到JB/T51017-1999《中耕作物精密播种机产品质量分等》优等品标准的要求。该排种器为垄三栽培模式配套大豆小区精密播种机的开发奠定了基础。     

可降解地膜原料大豆秸秆纤维的制备工艺及参数优化

为了解决秸秆和塑料地膜带来的环境污染问题,高值化利用秸秆资源。该研究采用二次正交旋转中心组合试验方法,探索运用物理方法制取清洁、高强度、高得率的可生物降解地膜原料-大豆秸秆纤维的可行性,寻求物料特性和工作参数对制取大豆秸秆纤维的影响规律和最优工艺参数组合。分别选取大豆秸秆长度、浸泡时间、加工温度、主轴转速和喂入量为影响因素,纤维得率、纤维长宽比及抗张强度为响应函数,应用Design-expert6.0.10软件设计方案与数据分析。试验结果表明:当参数组合为秸秆长度7cm、浸泡时间24h、喂入量27g/min、工作温度80～85℃、转速110～120r/min时,制得的大豆秸秆纤维得率大于80%、干抗张强度大于7N、长宽比大于5;各因素对纤维得率贡献率的主次关系为:浸泡时间>主轴转速>喂入量>秸秆长度>加工温度,各因素对干抗张强度贡献率的主次关系为:秸秆长度>加工温度>喂入量>浸泡时间>主轴转速,各因素对纤维长宽比贡献率的主次关系为:喂入量>秸秆长度>加工温度>浸泡时间>主轴转速。为利用大豆秸秆制备可降解地膜提供理论依据和技术支撑。