意大利瓦勒拉尼整地系统与常规开沟犁整地效益对比分析

通过意大利瓦勒拉尼整地系统（由火车型犁和海豚型犁2种犁型构成,其中火车型犁近似水平沟式整地,海豚型犁近似大鱼鳞坑式整地）与常规开沟犁整地效益的对比试验,结果显示：同期覆土层（0～20 cm）的土壤含水量以瓦勒拉尼系统2种整地方式最高,是常规开沟犁整地的1.28倍和1.11倍。火车型犁整地的土壤容重为1.05 g/cm3,常规开沟犁整地为1.08 g/cm3,火车型犁整地后的土壤容重最小。瓦勒拉尼系统的火车型犁整地后的土壤毛管最大持水量是56.12%,远高于未整地的48.44%和普通犁整地的52.12%,分别是后两者的1.16倍和1.08倍。火车型犁整地后文冠果的地径达1.00 cm,是普通犁整地后地径0.42 cm的2.38倍;树高为0.93 m,是普通犁整地后树高0.53 m的1.75倍;保存率由59.30%提高至91.43%,提高了32.13个百分点;海豚型犁整地文冠果4年保存率则提高了13.42个百分点。     

茶园节能型开沟刀设计与试验

针对茶园机械化开沟减阻减耗需要,设计茶园节能型开沟刀,用于减小茶园开沟时的开沟功耗。通过理论分析确定节能型开沟刀侧切刃与正切刃曲线方程,通过离散元仿真方法确定侧切刃螺旋线终点处滑切角与正切刃在侧切刃平面内展开曲线终点处静态滑切角分别为62°、56°。对设计完成的节能型开沟刀进行田间试验,试验结果表明:在开沟深度为15、20、25 cm时,节能型开沟刀的开沟功耗分别为0.093、0.107、0.128 kW,均小于对照组通用开沟刀的开沟功耗,说明设计的节能型开沟刀在各个开沟深度均能够达到降低开沟功耗的目的。此外节能型开沟刀在不同开沟深度的沟深稳定性系数均大于90%,高于国家标准和对照组通用开沟刀试验结果,说明设计的节能型开沟刀在降低作业功耗的同时,可保证开沟质量。     

圆盘式开沟机作业功耗仿真分析及试验验证

为探明土壤条件和工作参数对圆盘式开沟机作业功耗的影响规律,该文采用光滑粒子流体动力学方法构建了土壤-开沟刀盘的有限元模型,利用ANSYS软件中的显示动力模块LS-DYNA对开沟刀盘土壤切削过程进行仿真分析,得出开沟刀盘在土壤切削过程中功率消耗的变化规律。结合正交试验设计和数值模拟技术,研究土壤坚实度、刀盘转速和开沟深度对圆盘式开沟机作业功耗的影响规律,得出影响作业功耗的因素主次顺序是土壤坚实度开沟深度刀盘转速。采用多变量单目标优化方法,建立关于土壤坚实度、刀盘转速和开沟深度的作业功耗模型,利用Matlab软件对功耗模型进行求解,得出当土壤坚实度为120 N/cm~2,刀盘转速为225 r/min,开沟深度为405 mm时,作业功耗最小为32.4 k W。通过土槽试验对优化结果进行验证,结果表明:理论值与试验值的相对误差为5.68%,作业功耗模型和优化结果具有较高的准确性。该研究可为圆盘式开沟机选择节省功耗的参数组合提供参考。     

基于微分几何与EDEM的船型开畦沟装置触土曲面优化

针对长江中下游地区油菜种植时土壤黏重板结、含水率波动大、播种作业需开畦沟避免渍害的农艺要求,考虑开沟犁体的触土曲面复杂、难以通过高速数字化土槽及田间试验方法寻求其减阻设计方法和理论依据的问题,采用微分几何理论并结合EDEM仿真方法,开展了驱动圆盘犁对置组合式耕整机开畦沟装置主要触土曲面结构优化研究。通过对主要触土曲面(开畦沟前犁犁体曲面、船式开沟犁整形曲面)牵引阻力分析和曲面参数分析,确定了触土曲面主要结构参数范围。根据微分几何理论,分别建立了能量化描述不同导曲线类型(直线、抛物线、指数曲线)犁体曲面形状变化差异的微分内蕴几何量E、L、M表达式。阻力特性仿真试验结果表明:在作业速度为0. 9～1. 5 m/s、曲面结构参数一定时,导曲线为抛物线型的开畦沟前犁和船式开沟犁具有较好的减阻特性,其平均牵引阻力相比直线型犁体分别低15. 09%、16. 92%,相比指数线型犁体分别低32. 59%、31. 58%。触土曲面的内蕴几何量E、L、M可分别反映犁体阻力随速度的增长速率、犁体牵引阻力大小、犁体阻力随速度的波动程度。当设计犁体的导曲线形状使曲面内蕴几何量E的变化率较小、L为单调减函数、M的波动较小时,犁体具有较好的减阻性能。参数优化仿真试验表明:在作业速度为1. 2 m/s、抛物线型开畦沟前犁宽度为92 mm、船式开沟犁整形曲面最大元线角为66°时,开畦沟装置牵引阻力最小,为1 042. 52 N。田间试验表明:经参数优化的组合式船型开畦沟装置在作业速度为0. 9、1. 2、1. 5 m/s时测试的平均牵引阻力分别为956. 77、1 101. 33、1 564. 85 N,与仿真试验结果误差在7%以内,作业效果满足油菜播种开畦沟的农艺要求。     

茶园切抛组合式开沟刀设计与试验

针对茶园机械化开沟抛土性能不理想、无专用刀具的问题,设计了适用于茶园开沟的切抛组合式开沟刀。对抛土刀抛土片的抛土过程进行动力学分析,确定其关键参数抛土片宽度为8cm、倾斜角为30°时,可保证抛土刀横向抛土幅宽满足农艺要求。性能试验表明：切抛组合式开沟刀单侧抛土幅宽为22.7cm、抛土均匀性系数为90.3%、覆土厚度为2.1cm、开沟深度稳定性系数为87.8%、沟底浮土厚度为1.2cm,对照组单一开沟刀为13.4cm、84.3%、2.4cm、82.3%、2.5cm,说明切抛组合式开沟刀更符合茶园开沟实际需求,抛土均匀性与开沟稳定性更好,所抛土壤不易落入沟内。功耗分析试验表明,与单一切土刀相比,切抛组合式开沟刀抛土的正后侧区域冲击力减小,抛土上方区域冲击力减小,从而导致其抛土总冲击力减小,因此,该组合式开沟刀提高了开沟抛土质量,同时未明显增大开沟功耗。     

立轴柱形变螺距螺旋开沟机临界转速分析

通过对螺旋开沟机所输土块的运动及受力情况进行分析可知：当土块与坑壁之间的摩擦力能阻止土块随叶片旋转时，土块在螺旋叶片上所受作用力相互平衡。由此，推导山立轴柱形变螺距螺旋开沟机的临界转速。此即为保证土壤在螺旋而上上升的基本条件，而实际转速则大于临界转速。该分析为进一步设计立轴柱形变螺距螺旋开沟机提供了依据。     

甘蔗叶粉碎深埋还田机单边平底开沟装置的设计

针对南方甘蔗产区开展实施的甘蔗叶粉碎深埋技术,研制了一种甘蔗叶粉碎深埋还田机。本文重点设计了机具的单边平底开沟装置以适合南方砖红壤的条件要求,确定了开沟装置的结构参数;并通过扭柱型犁体曲面设计,增强了翻土和碎土能力。田间试验表明:甘蔗叶粉碎深埋还田机通过性良好;开沟装置开沟平均深度为39.95cm,底部宽度为25.03cm,上底宽为49.85cm,回土深度为11cm,开沟性能良好,工作可靠,能够满足甘蔗叶深埋技术要求。     

开沟覆膜滴灌条件下土壤水、温变化规律研究

新疆是中国葡萄重要的生产基地,但每年因盐碱与缺水导致减产现象严重。开沟覆膜滴灌技术结合膜下滴灌与开沟技术优点,理论上可有效改善作物生长的水土环境。为研究桁架葡萄下开沟覆膜滴灌技术对土壤水分与温度变化的影响,在石河子147团6连试验地用EM50仪器开展土壤水分、温度监测试验。研究结果表明:①在开沟模式为20 cm×100 cm,灌水定额为300 m3/hm~2时,无论是膜中还是膜边,灌水前后土壤含水量维持在0.22~0.38,满足作物根系吸水。加大灌水定额,在覆膜影响下,滴灌带表面积水区面积增大,使得在滴头下方形成饱和区增大;随着开沟深度的增大,覆膜中土壤含水量变化不明显,覆膜边呈下降趋势。②温度监测表明,无论是温度上升期(12时),还是夜间下降期(24时),土体温度变化幅度均在15~31℃,给葡萄生长提供良好的温度环境,利于葡萄产量与品质的提高。     

盐碱地棉花不同种植方式覆膜效应的研究

在轻度和中度盐碱地上进行了棉花平种覆膜、起垄覆膜、开沟覆膜和开沟不覆膜(对照)种植试验.结果表明,一般情况下,棉花各处理比不覆膜种植具有明显的增温、保墒和抑盐效应,对棉花生育和产量均有良好作用。棉花不同种植方式覆膜之间也有一定差异,无论是轻度或中度盐碱地棉田,综合效应以起垄和平种覆膜较好,有效地促进了棉花生育和产量提高,开沟覆膜种植次之,但其抑盐效果差异不明显。     

1KS-22型双轴开沟机设计研究

 通过对现有开沟机的比较研究,确定了1KS-22型双轴开沟机的总体结构,并对该机的主要参数、工作原理、工作部件做了分析。实践证明,该机结构紧凑,整体布局合理,设计达到了预期效果,具有良好的推广前景。