秸秆收集机捡拾器仿真优化设计

为提升玉米秸秆的利用率,以4JQH-120型号秸秆收集机为研究对象,通过选择不同刀具和排列方式设计三种能够与之搭配工作的捡拾器,分别是刀具都为“Y”型刀,采用双螺旋排布;刀具为锤爪和“Y”形刀依次混装,采用双螺旋排布;刀具为锤爪和“Y”形刀对称混装,采用双螺旋排布。通过ANSYS分别对三种捡拾器进行模态分析,仿真结果表明：最低阶数的固有频率为186.09 Hz,不在设计频率31.67～38.33 Hz内,不会产生共振。选定捡拾器种类、捡拾器转速和行驶速度3个因素,进行三因素三水平正交试验,利用EDEM-RecurDyn对捡拾装置部分进行联合仿真,明确秸秆被捡拾、破碎的机理。仿真结果表明：各捡拾器均不会发生应力变形;搭载DC捡拾器,在转速为2 300 r/min、行驶速度为0.6 m/s时,秸秆捡拾率最高,达81.85%。该研究可以为玉米秸秆收集机以及其他作物捡拾器的优化提供参考。     

β-胡萝卜素发酵及提取工艺的研究

[目的]研究三孢布拉氏霉菌β-胡萝卜素发酵及其提取工艺的优化。[方法]利用三孢布拉氏霉菌发酵β-胡萝卜素,并通过分析发酵时间、干燥方法、保藏方式等因素对β-胡萝卜素含量的影响,确定β-胡萝卜素的制取工艺。[结果]试验得出,最适发酵时间为5 d,干燥方法为真空冷冻干燥机干燥法,保藏方法为下罐后较短时间内提取。按此工艺条件得到的β-胡萝卜素胞内含量为5.80%,发酵液中β-胡萝卜素含量可达到0.44 g/L。[结果]研究可为发酵法生产β-胡萝卜素及其提取工艺研究提供参考依据。     

地下灌溉复合管成型装置设计与试验

为解决黄淮海地区玉米秸秆还田技术中还田机械设备种类单一和玉米秸秆利用率低等问题，设计一种用于地下灌溉复合管成型装置。提出玉米秸秆还田的新方式，将作物秸秆粉碎与土壤按不同比例掺量混合，挤压形成空心圆管状的复合管材，应用时采用一次性浅埋，一年或一季后直接全量还田。依据农机农艺融合，提出装置整体结构设计方案，介绍装置的工作原理，对搅拌部件、螺旋挤压成型部件等关键部件进行设计，计算挤压成型部分物料输送功率，确定满足工作的结构要求及满足农艺要求的装置结构。基于自主搭建的试验平台，进行玉米秸秆复合管成型试验。台架试验表明：在含水率20%~26%的区间中，保证玉米秸秆复合管满足性能要求，即复合管密度不小于1.30 g/cm3时，随着含水率的递增，玉米秸秆成型密度先递减再递加，且成型密度离散性越来越小，玉米秸秆复合管性能更加稳定。当混合物含水率在26%，绞龙轴转速在488 r/min，物料喂入量在170 kg/min时，既保证玉米秸秆复合管出料的连续性，且出料速度相对较快。满足玉米秸秆全量还田的农艺要求，为玉米秸秆还田的发展提供技术参考。     

夏玉米穴施肥作业机械设计与试验——基于新能源技术

为了探究夏玉米中耕施肥机械化,设计了一种基于新能源技术的精准定穴施肥试验机械,可以在600mm等行距的玉米田间完成两行的精准定穴施肥。该机包括行走机构、整体机架及电控机构,可升降及水平滑动调节的施肥单体机构、玉米植株探测机构及穴施肥距离保持机构等。其中,玉米植株探测采用自复位式行程开关实现植株的识别;施肥单体采用电磁式推拉杆、3D打印槽轮和鸭嘴等关键结构实现施肥单体的入土扎穴精准施肥;穴施肥距离保持机构采用自复位式行程开关与电推杆结合,实现了施肥单体的横向移动,保证扎穴点与植株合适的距离。初步试验表明:作业机械经过每株玉米时可以实现扎穴施肥,且施肥量变异系数均小于6,满足中耕追肥机的技术标准,可为利用新能源技术实现玉米的机械化精准施肥提供技术参考。