链齿式耕层残膜回收机捡拾机构设计与试验

地膜覆盖技术不仅加快了农业科学的发展,而且改善了农业生产方式、提高了农业生产力,但在自然条件下土壤中残留的地膜极难降解,对农业的可持续发展造成巨大危害。为此,通过对国内外残膜回收机的研究和借鉴,设计了一种链齿式的残膜回收机,主要介绍了该机的整体结构与工作原理,并对捡拾装置进行了运动分析。试验结果表明:动力由泰鸿-300、功率为22.06kW提供时,捡拾率约为88%,生产效率为0.6hm^2/h。     

油葵籽粒物理特性的测定

农业机械化装备的发展建立在农业物料的物理特性的研究之上,油葵作为我国的油料源之一,机械化装备相对滞后。为此,对油葵籽粒的物理特性进行测定是十分必要的。油葵籽粒有关物理特性的研究是对其三维几何尺寸、质量、含水率、籽粒密度、静摩擦角及悬浮速度等参数的研究测定。测得结果为:油葵籽粒平均长度为6.2mm,平均宽度为3.74mm,平均高度为12.58mm;油葵籽粒的含水率为21.54%,百粒质量为10.1～12.6g之间;油葵体积的范围在9.023～10.334cm~3之间,密度为1.119～1.221g/cm~3之间;油葵籽粒的自然休止角θ的范围在39.3°～43.5°之间;油葵籽粒的滑动摩擦角为26°～29°之间;与金属板的之间的动摩擦因数为0.48～0.55之间;油葵籽粒的悬浮速度为7.45～9.23m/s。研究结果可以为后续有关油葵机械化装备的设计提供基础依据。     

基于EDEM-Fluent的残膜与杂质悬浮分离仿真与试验

基于残膜与土壤、秸秆等杂质在密度、悬浮速度、流动特性等方面的差异,提出了一种基于EDEM-Fluent耦合的残膜与杂质悬浮分离方法。阐述了3种残膜与棉花秸秆、土壤混合物悬浮分离速度测定法,即理论计算法、仿真分析法和台架试验测定法,利用3种方法分别测定残膜悬浮分离速度。利用EDEM-Fluent耦合的方法模拟残膜与杂质悬浮分离的过程,3种残膜混合物料中土壤和秸秆总质量占比分别为40%(其中土壤占30%)、60%(其中土壤占50%)和80%(其中土壤占70%)时,残膜悬浮速度仿真值为4.77～5.83 m/s、4.89～6.46 m/s和5.31～7.40 m/s; 3种残膜混合物悬浮分离速度台架测定试验值为4.67～5.77 m/s、4.88～6.37 m/s和5.29～7.22 m/s。残膜悬浮速度仿真值与台架试验值之间的相对误差为0.77%～4.79%,验证了基于EDEM-Fluent耦合法测定残膜混合物悬浮分离速度的可行性。混合物中杂质改变了残膜的形变量和运动特性,从而影响残膜的悬浮速度和位置;为了使仿真结果更加接近试验数值,残膜悬浮分离速度仿真值的下限值与台架试验的下限值相差较大...     

棉花种植机械化关键技术与装备研究进展

作为棉花产业发展的基础环节,棉花种植机械化是制约棉花产业发展的重要瓶颈。实现棉花种植机械化是棉花产业发展方式转变、提质增效、提升国际市场竞争力的重要途径之一,也是棉花产业全程机械化和规模化的研究重点。该文总结了中国棉花种植现状和特点,阐述了国内外典型棉花种植机械化关键技术与装备的研究现状,重点剖析了棉花育苗移栽和棉花直播2种主要种植技术与装备发展动态。在此基础上,结合精准农业背景和棉花产业生产发展要求,归纳了现有棉花种植机械化技术与装备面临的机会和挑战,提出未来的研究方向和发展建议,以期为棉花种植机械化技术研究与装备创新设计提供参考。     

矮化密植种植模式红枣物料特性试验研究

基于新疆红枣矮化密植的模式下,红枣物料特性是设计红枣收获机械的理论基础。为探究灰枣和骏枣的抗挤压能力与力学性能等物料特性,首先采用排水法测定灰枣和骏枣的密度,然后运用直接干燥法105℃烘箱法测量其含水率,使用GY-4数显果实硬度计仪器测定其上、中、下部分的硬度,最后运用WD-D3电子万能材料试验机,结合Hertz接触理论测定其弹性模量,通过设定加载速度为35 mm/min、40 mm/min、45 mm/min对灰枣和骏枣进行单因素试验。结果表明:灰枣与骏枣的平均密度分别为848.59 kg/m~3、733.20 kg/m~3,含水率分别为27.03%、21.91%,整果硬度分别为14.151 9 kgf/cm~2、12.112 5 kgf/cm~2,竖直方向平均弹性模量分别为0.263 MPa、0.467 MPa,竖直方向平均弹性模量分别为0.447 MPa、0.733 MPa,灰枣和骏枣的水平方向压缩破裂时的应变能分别为118.959 mJ、323.014 mJ,竖直方向压缩破裂时的应变能分别为446.602 mJ、585.016 mJ。     

气力式矮密栽培红枣捡拾机研制

为满足在矮密栽培模式下实现红枣收获机械化的工作要求,该文针对落地红枣捡拾效率较低、机械化捡拾易伤枣及红枣与杂质分选困难等问题,研制了一种适用于新疆矮化密植红枣的气力式红枣捡拾机。该机主要由柴油机、风机、拨轮分选装置、吸气室、闭风器、吸气管、传动系统、行走系统以及振动分离筛机构等组成,根据其工作原理,确定振动分离筛机构的偏心距为60mm,曲柄转速范围为131.61～160.62r/min。运用Design-Expert10.0.3.1软件,根据Box-Benhnken中心组合设计方法,以机器前进速度、风机转速、曲柄转速为影响因子,红枣拾净率和含杂率为响应值进行三因素三水平二次回归正交试验设计,并对各因素进行优化。结果表明:对红枣拾净率和含杂率的显著性影响顺序为:风机转速曲柄转速机器前进速度;验证试验结果表明:当机器前进速度为0.60 m/s、风机转速为3 080 r/min、曲柄转速为140 r/min时,红枣拾净率为96.41%、含杂率为1.54%。田间试验值与理论优化值相对误差分别为1.71%和3.40%,均小于5%。该研究可为矮密栽培红枣机械化捡拾提供参考。     

基于ADAMS的摆环机构运动仿真分析

摆环机构是实现往复式切割器运动的一种典型传动机构。运用Solidworks软件对摆环机构进行建模设计,介绍其结构及工作原理。通过ADAMS软件对摆环机构进行模拟仿真,研究其传动方式和运动规律,获得割刀在往复运动方向上的位移、速度、加速度等运动曲线,为农、牧业收获机械中摆环机构的设计分析提供依据。     

油葵收获机拨禾板式割台装置研制

针对目前油葵机械化收获存在缺少专用机械设备、籽粒损失率和破损率均较高、收获设备工作性能不可靠等问题,该研究设计了油葵联合收获机拨禾板式割台装置并介绍其结构与工作原理,建立拨禾齿的运动模型,分析拨禾机构运动特性并获取拨禾齿端点的运动轨迹。通过对拨禾齿端点运动轨迹仿真,分析拨禾板转速、机具前进速度与拨禾板圆周数量之间的变化关系;利用MATLAB软件编写程序,仿真获取相邻两拨禾齿端点的运动轨迹曲线,解决拨禾齿运动参数不合理、籽粒碰撞损失较高的难题。割台性能试验结果表明,当割台倾斜角度25°、绞龙转速150 r/min、拨禾板与导板距离170 mm时,油葵花盘损失率为2.04%。进一步通过田间油葵收获正交试验和参数优化,分析油葵收获机前进速度、拨禾板转速、茎秆留茬高度的不同组合对油葵籽粒损失率及破损率的影响,利用Design-Expert获取最优参数组合。结果表明,当油葵收获机前进速度1.2 m/s、拨禾板转速240 r/min、茎秆留茬高度570 mm时,油葵籽粒损失率与破损率分别为1.90%和0.65%。研究结果可为提高油葵联合收获机的作业性能、油葵收获机的结构设计和参数优化提供参考。     

抖动链齿杆式残膜-土壤-秸秆挖掘与输送装置设计与试验

针对土壤层残膜回收装备存在挖掘阻力大、功耗高、易壅土等问题,设计抖动链齿杆式残膜-土壤-秸秆挖掘与输送装置,其中旋耕挖掘机构降低挖掘阻力并解决壅土问题,抖动链齿输送机构提高残膜-土壤-秸秆输送效率。建立输送链表面物料颗粒的受力模型,分析前进速度与输送链转速之间的变化关系,计算抖动轮与输送链转速;测定土壤剖面残膜和秸秆的含量及分布并建立虚拟仿真土槽,模拟棉田土壤中残膜和秸秆含量及分布特点。在EDEM中构建残膜-土壤-秸秆挖掘与输送装置仿真模型并设置挖掘铲入土深度150 mm,在不同前进速度(0.75、1、1.25 m/s)、旋耕刀片转速(210、230、250 r/min)、输送链转速(65、85、105 r/min)组合条件下,模拟挖掘与输送残膜-土壤-秸秆过程中的壅土效果和颗粒速度变化特性;根据仿真试验结果可知,在挖掘与输送装置前进速度较高的条件下易发生壅土问题,土壤层残膜、土壤和秸秆颗粒运动速度小于5 m/s。田间试验结果与仿真试验结果基本相同,在不同的因素水平组合条件下,田间试验测量壅土高度范围为71～246 mm;田间试验表明,当壅土高度小于等于90 mm时不会发生挖掘阻力较大...