全膜双垄沟起垄覆膜机镇压作业过程仿真分析与试验

为深入研究全膜双垄沟起垄覆膜机镇压作业过程中不同工作参数对机具运行及种床构建质量的影响,该文利用ABAQUS软件建立镇压装置轮组与种床土壤互作的三维有限元模型,模拟镇压作业过程中触土部件与土壤相互作用的动态过程。采用三因素三水平Box-Behnken试验设计方法,建立载荷、机具前进速度、土壤含水率与垄面沉陷量、水平牵引阻力及渗水孔偏移量之间的数学模型,寻求覆膜机镇压轮组的最优作业参数组合。仿真试验中采用基于ALE算法的自适应网格划分技术解决网格畸变导致的仿真中断问题。仿真结果确定了3种不同土壤条件下较优的作业参数组合,并进行田间验证试验。结果表明,土壤含水率为15%条件下,机具前进速度为1.01m/s,施加载荷为100N时镇压轮组所受水平牵引阻力均值为44.15 N,大垄垄面平均沉陷量为11.82 mm,渗水孔平均偏移量为8.25 mm,试验结果满足全膜双垄沟种床构建质量要求。本文建立的三维有限元模型可用于预测镇压装置工作过程中的作业情况,可为机械化双垄沟种床构建作业方式及起垄覆膜机镇压装置的设计提供参考。     

玉米滚轮式气吸式排种试验台设计

为了方便测取滚轮式玉米气吸式排种器粒距合格指数、重播指数和漏播指数等性能指标,设计了结构简单、性能测取方便的气吸式排种器试验台,重点确定气吸式精量排种器主要结构。当玉米滚轮式气吸式排种器试验台在排种盘转速为197 r/min、气吸室负压为4 kPa、排种盘型孔直径4 mm的工作参数条件下,粒距合格指数为96.8%、漏播指数为2.2%、重播指数为1%,满足相关排种试验指标。     

4UX-550型马铃薯挖掘机振动筛运动特性分析及仿真研究

在4UX-550型马铃薯挖掘机振动筛的工作机理和理论分析的基础上,应用Solidworks软件建立了4UX-550马铃薯挖掘机的三维参数化造型,完成挖掘机的整机装配.运用ADAMS对挖掘机进行仿真研究,获得振动筛工作时质心的位移、速度和加速度的变化曲线,及振动筛加速度方向角的变化曲线.结果表明:4UX-550型马铃薯挖掘机的特征值为4.4,振动筛质心的最大速度1.06m/s,最大加速度为62.24m/s2,传动轴在0.11s内转动一周,振动筛在0.025s和0.078s时出现了2次加速度方向角的突变,为马铃薯挖掘机振动筛的工作性能和振动筛对土壤和马铃薯混合物的抛送和分离能力分析提供了理论依据.     

铰接转向果园割草机的设计与试验

针对丘陵山地现有果园割草机行走性能差及人员操作便捷性低等问题,设计一种铰接转向果园割草机。采用理论分析与仿真、田间试验相结合的方法,对铰接转向果园割草机进行研究。结果表明：1）铰接转向果园割草机最大行驶速度5.9km/h,割刀转速1 450～3 850rad/min,最小转弯半径466.4mm,爬坡与下坡纵向极限倾覆角度分别为37.47°和60.99°,横向极限倾覆角为48.76°;2）应用Ansys workbench软件分析得到割草机车架在平地直行、平地最大角度转向、直行爬坡与直行下坡四种工况下最大变形量和最大等效应力分别为0.034 4mm和20.06MPa。田间试验结果表明：铰接转向果园割草机的割幅利用率为98.9%,平均碎草率85.9%,割茬高度基本符合设定高度,满足丘陵山地小地块果园作业需求。     

带有蓄土装置的胡麻精量穴播联合作业机的设计与试验

针对西北地区胡麻播种机旋耕取土装置取土不均匀导致膜上覆土不均匀的问题,设计一款带有蓄土装置的胡麻精量穴播联合作业机。该机具由旋耕装置、地膜覆土装置、滴灌带铺设装置、地膜铺设装置和播种装置组成。根据农艺种植要求对机具的关键装置进行理论分析和功率计算,确定满足覆土工作时运土带线速度、双向螺旋输送器转速、双排取种勺式穴播器的半径及整机配套拖拉机功率。采用EDEM软件对地膜覆土装置覆土过程进行仿真,验证蓄土装置的可行性。田间试验结果表明：机具前进速度为0.6m/s时,其空穴率为1.2%、穴粒数合格率89.3%、播种深度合格率86.5%、膜孔错位率5.1%、膜边覆土厚度合格率95.7%、邻接行距合格率92.4%。田间播种性能试验相关指标均达到覆膜穴播机作业质量要求,田间试验覆土结果与仿真结果基本一致。     

基于EDEM的油菜播种机仿真试验研究

为提高油菜播种质量,探索最佳螺旋窝眼轮式排种器工作参数组合,运用EDEM技术对不同排种轮转速、窝眼轮型孔圆角直径、窝眼轮型孔排列螺旋升角进行仿真分析,确定了排种轮转速、窝眼轮型孔圆角直径及窝眼轮型孔排列螺旋升角与排种性能的关系。仿真结果表明:排种器转速30 r·min~(-1)、窝眼轮型孔圆角直径3mm、螺旋升角59.31°时,合格指数在93.7%以上,漏播指数为1.3%,重播指数为5%;随转速的增加,合格指数呈线性下降趋势,漏播指数、重播指数、变异系数均一定程度有所上升。经方差分析,得综合指数影响显著性顺序依次为排种轮转速、窝眼轮型孔圆角直径大小及窝眼轮型孔排列螺旋升角。仿真与田间试验拟合度高,表明采用离散元法分析油菜播种作业是可行的。     

旱地小麦全膜覆土播种一体机的研制

旱地小麦全膜覆土播种一体机是针对全膜覆土穴播技术而研制的,该机可一次性完成旋耕、镇压、铺膜、覆土、播种等工序。该机采取旋耕抛土与铲土板相配合的取土方式,保证了充足的土壤来源,设计了输送带链传动的输土装置、外槽轮式覆土装置,实现了膜上均匀覆土和覆土厚度的控制。设计了仿形机构,实现了穴播装置的地面仿形,并对仿形机构进行动力学仿真,分析了仿形机构的仿形效果。通过样机田间试验测定,覆土厚度的平均值为1.074 cm,覆土宽度的平均值为121.283 cm符合农艺要求,覆土的厚度、宽度的变异系数分别为23.37%和0.96%,符合设计要求。通过实验测定,旋耕镇压后的土壤容重和土壤孔隙度符合农艺要求。     

滴灌用黄河水泥沙分离参数优化

针对滴灌中黄河水泥沙含量高的问题,根据其基本特征,研制了适于黄河水泥沙分离的碟式分离机,选用FXJ-150-I型旋流器,将分离机与旋流器串联进行泥沙分离。通过三因素二次正交旋转回归试验,考察了底流口直径、旋流入口压力、转鼓转速对溢流颗粒D50的影响,得出D50与影响因素的回归模型。结果表明:底流口直径和旋流入口压力对D50的影响极显著(P0.01),转鼓转速对D50的影响显著(P0.05);获得较小D50的最佳结构和操作参数是底流口直径为14 mm,旋流入口压力为0.06 MPa,转鼓转速为3 800 r/min。     

双孢菇工厂化搔菌机机架模态及有限元分析

为增强双孢菇工厂化生产自走式搔菌机作业可靠性和安全性,运用SolidWorks三维建模软件建立机架的三维模型,在ANSYS Workbench中对其进行模态分析。提取出前10阶固有频率和模态振型,并与外部激振频率进行对比分析,排除可能发生共振现象的固有频率,并进行机架的有限元分析。结果表明:机架前10阶固有频率在35.26~113.41 Hz之间,在第9阶固有频率106.31 Hz出现最大振幅为24.153 mm,在第3阶固有频率51.737 Hz出现第2大振幅19.06 mm,振幅范围在8.705~24.153 mm,机架上各阶固有频率有效地避开了可能发生共振现象的外部激励频率范围,且机架满足设计强度要求,进一步提高了搔菌机作业安全性。本研究为双孢菇工厂化生产自走式搔菌机的设计与优化提供参考。     

硬实种子摩擦处理试验研究

针对部分牧草种子存在硬实的问题,根据牧草硬实种子的基本特征,设计了种子摩擦处理机;采用一次回归正交试验,分析了影响处理效率的主次因素,并找出了最佳参数组合;通过回归正交设计,得到了以处理效率Y为试验目标的回归方程。运用方差分析可知,该方程极显著（а=0.005）,并且拟合较好。试验结果表明,出料压力对处理效率影响极显著,螺旋转速和螺距对处理效率影响较小。