斜口螺旋精控排肥器优化设计与试验

为解决螺旋排肥器排肥流量不均匀影响精控施肥的问题,在通过排肥过程肥料运动状态仿真分析确定其排肥不均原因的基础上,采用倾斜排肥口的结构设计以提升排肥均匀性。利用EDEM建立斜口螺旋排肥器仿真模型,以斜口长度x1、斜口角度x2、开口宽度x3试验因素,排肥流量变异系数为试验指标,进行二次通用旋转组合设计试验研究。试验结果表明：试验因素对试验指标的影响主次顺序为x3、x2、x1,且当x1为105mm、x2在30°~44°范围内、x3在40.05~55.00mm范围内时,排肥流量变异系数σ小于15%,排肥均匀性较佳。采用台架试验对传统及斜口螺旋排肥器进行对比试验,结果证明：转速60r/min时斜口螺旋排肥器排肥流量变异系数σ为13.59%,与理论优化值相吻合,且斜口螺旋排肥器均优于传统螺旋排肥器。同时基于实测的排肥器排肥转速流量曲线,设计一种排肥控制器并进行台架试验,结果表明其可实现精控施肥。     

刀齿排布旋向对免耕覆秸精播机清秸单体性能的影响

为探寻定轴钢齿种床整备装置作业执行部件清秸单体因刀齿排布旋向不同而对其作业性能及负载的影响,该文在介绍左、右螺旋清秸单体的机构组成及工作原理的基础上,理论分析确定其等距切土节距条件,依此确定了玉米大垄双行清秸单体参数,并进行运动学仿真,仿真验证了等距切土节距条件的正确,并对比分析总结两者打击规律:刀轴纵向前进,侧向旋转,刀齿按序号1~9次序依次与地面进行打击,左旋清秸单体刀齿沿作业方向打击位置排序为186429753,右旋清秸单为594837261,单头螺线刀齿打击方向,左旋清秸单体与作业方向相同,打击间距等于4个节距,整体采用反向插补式打击;右旋清秸单体与作业方向相反,打击间距等于2个节距,整体采用推进式打击,且两者具有相同的螺旋进距及切土节距。利用仿真模拟及田间试验的方法对两者的载荷状况及作业性能进行对比分析,左、右螺旋清秸单体仿真切土平均阻力及离散度分别0.0658 k N、66.2及0.062 k N、60.1;田间扭矩消耗均值、标准差及根茬清除率分别为64.6 N·m、7.2、93.8%及62.7 N·m、5.1、95.3%,右旋清秸单体所有评价指标除根茬清除率外皆小于左旋清秸单体,表明右旋清秸单体具有较小的载荷消耗、载荷波动及较佳的作业性能。该研究可为具有排布特性的土壤耕作机具研究提供参考。     

2BMFJ-BL5型原茬地大豆免耕覆秸精量播种机性能试验研究

在北方垄作秸秆根茬残留量为0.994 kg·m~(-2)的人工收获后玉米原茬地上,测试分析2BMFJ-BL5型大豆原茬地免耕覆秸精量播种机田间作业性能。在作业速度5 km·h~(-1)条件下,按照中华人民共和国机械行业标准NY/T1768-2009《免耕播种机质量评价技术规范》实施了本次试验。结果表明:播种均匀性达到了国家标准优等品标准,播种深度合格率达到了国家一等品的标准。各行排肥量一致性变异系数达到了国家一等品的标准,总排肥量稳定性变异系数达到了国家优等品的标准。秸秆清秸率达97%以上,植被覆盖率达97%以上,田间出苗率达94%以上。试验结果为2BMFJ-BL5型大豆原茬地免耕覆秸精量播种机的产业化和推广应用提供了理论依据。     

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%。     

D200型秸秆纤维制取机结构优化试验研究

为进一步完善D200型秸秆纤维制取机,以水稻秸秆为试验材料,采用五因素两水平正交试验方法,选取制取机模头内径、挤压段长度、挤压段螺杆螺距、喂入段螺距型式、升压环外径为影响因子,以秸秆纤维制取机生产率、纤维得率、纤维长宽比、抗张指数为响应函数,对其进行较优结构参数组合试验研究,结果表明,当结构参数组合为模头内径164 mm、挤压段长度240 mm、挤压段螺杆螺距40 mm、喂入段螺杆采用变距螺旋型式、升压环外径195 mm时,各项指标分别达到:生产率762.9 kg·h-1、纤维得率82.5%、纤维长宽比41.3、抗张指数8 N·m·g-1,满足设计目标要求,验证试验结果进一步证明参数优化结果的合理性。可为该机定型设计提供参考依据。     

四杆平移式大豆小区育种排种器设计与试验

针对大豆小区育种清换种作业操作繁琐的问题,本文设计了四杆平移式大豆小区育种排种器。采用平行连杆机构配合可旋转的排种盘完成清换种作业,根据大豆小区育种作业要求对整机关键部件进行了设计,通过理论分析确定了大豆充种下限角度与排种盘转速的关系,以及排种器的排种盘直径、型孔尺寸、型孔数量、毛刷角度等结构参数数值。采用离散元软件进行仿真,模拟了排种器的排种过程,首先分析并验证了排种盘转速与下限角度的关系,进而在此试验基础上分析了种箱厚度对残余种子数的影响,试验结果表明：下限角度随排种盘转速增大逐渐减小,残留种子数随种箱厚度增加先减小后增大,并确定了下限角度119°、种箱厚度11 mm为排种器的优化结构参数。在最优参数下的田间试验表明：在理论粒距下排种器顺利清换种,作业结束后种箱内无种子残留,同时在作业速度3.6 km/h时粒距平均合格指数87.61%、重播指数6.63%、漏播指数5.75%,均达到优等品标准。     

叠片式啮合圆弧齿轮排肥器设计与仿真试验

为达到稳定排肥、排肥流量可调控的目的,设计了改善排肥流量均匀性的叠片式啮合圆弧齿轮排肥器。通过对排肥器结构设计与理论分析确定影响叠片式啮合圆弧齿轮排肥器排肥量的主要因素为排肥器工作槽长与排肥轮转速。设计仿真试验研究排肥器排肥量随影响因素变化规律,对结果进行台架试验验证。结果表明：选取排肥量变化曲线拟合斜率表征排肥流量,发现排肥流量可调控且与工作槽段长度、排肥轮转速存在线性关系,线性拟合结果显示校正决定系数分别为0994、0990;试验值与仿真值相对误差值较小,仿真试验结果可靠;与外槽轮式排肥器相比变异系数平均减小65%,排肥流量均匀性有了较大的提高。该结果对排肥器的创新设计与理论研究提供了参考。     

基于遗传算法的螺旋双轮排肥器优化设计与试验

【目的】对传统单螺旋排肥器排肥口物料流量随时间波动变化造成排肥均匀性低的问题进行改进。【方法】通过离散元法仿真分析单螺旋排肥器的排肥过程，针对单螺旋排肥器排肥均匀性低的问题设计一种螺旋双轮排肥器；通过理论分析确定该螺旋双轮排肥器理论排肥量，并建立以中心距、螺距、叶片高度、叶片厚度、螺旋叶片内径为设计变量，有效储肥体积为目标函数的数学模型，利用遗传算法对排肥器进行结构优化，并以史丹利复合肥颗粒为肥料对螺旋双轮排肥器进行台架试验验证。【结果】优化后结构参数分别为中心距49.8 mm,螺距32.5 mm,叶片高度15.2 mm,叶片厚度2.3 mm,螺旋叶片内径13.6 mm。对优化后的排肥器进行台架对比试验，在不同转速下螺旋双轮排肥器较单螺旋排肥器排肥均匀性波动系数平均减少26.62%,实际排肥量平均提升75.41%,并得到螺旋双轮排肥器转速与排肥量的线性函数方程。【结论】螺旋双轮排肥器解决了单螺旋排肥器的现存排肥流量波动问题，优化后的排肥器排肥均匀性更好，排肥量更大，且可实现转速变化控制精量施肥。     

农业硕士“试验设计与统计”课程考核方式的改革实践

为实现农业硕士研究生利用课程所学知识解决实际问题能力的培养目标,达到"试验设计与统计"课程的教学目的,将Design-expert软件及翻转课堂引入到课程教学中,提出了平时成绩+课堂报告+小论文+大论文的考核方式,结合专业2018~2019两级学生,对其考核方式的持续改进进行了讨论及分析。结果表明,两级学生的平均成绩达到良好的水平,再次提高了学生的平均成绩,且成绩分布更趋于集中,课程考核改革激发学生学习兴趣,调动学生自主性,降低学习难度,提升了学生使用Design-expert完成试验设计与统计分析应用能力,并锻炼了学生的文献查阅、语言表达、写作技能、科学研究等方面的综合能力,整体教学质量显著提高,同时研究可为一线任课教师的相关教学提供参考。