免耕播种机防堵装置的设计

针对在留有秸秆和根茬的地上进行免耕播种时,播种作业过程中开沟器容易遇到缠草堵塞问题,设计了一种新型防堵装置.该装置将防堵圆盘布置在开沟器的侧面,不仅能够切断秸秆和有效清理开沟器的秸秆,而且在开沟器铲柄上挂有秸秆杂草时,通过圆盘刀的转动可以将其打落.试验表明,该装置防堵效果好,动力要求低.同时,确定了防堵装置的主要工作部件-缺口圆盘刀的主要参数.     

一种新型玉米免耕破茬防堵装置

针对在辽西地区留有玉米根茬垄作地进行免耕播种时破茬装置入土困难、易带土和杂物以及开沟器容易缠草堵塞的问题,设计了一种新型破茬防堵装置.该装置起到切断根茬杂草和清理开沟器前杂物的作用,并使杂物最大限度地不脱离地表.为此,确定了防堵装置的主要部件-倾斜波纹的圆盘刀和弹性压杂装置,并且进行了田间试验.     

小麦免耕播种机驱动链式防堵装置设计

针对我国华北一年两熟地区玉米秸秆覆盖量多,小麦免耕播种易堵塞的问题,提出了驱动拨指链抛茬和刀刃型开沟器切茬相结合的新型防堵原理,设计了免耕播种机驱动链式防堵装置。通过分析防堵装置的运动过程,确定了驱动链、拨指和刀刃型开沟器等关键部件的参数。田间试验表明,驱动链式防堵装置能够有效解决秸秆堵塞问题,保证小麦免耕播种机的通过性。由于及时清除刀刃型开沟器前方的玉米秸秆残茬,开沟阻力降低了12.3%。相比条带旋耕式小麦播种机,驱动链式小麦免耕播种机在保证种肥情况的同时,土壤扰动量减少了66.4%,油耗降低了8.07%,较好地满足了当地的农艺要求。     

星形齿刀防堵式小麦免耕播种机设计与试验

我国北方的一年两熟种植区,经常玉米地播种小麦,但由于收获后田间玉米秸秆残渣量大、根茬粗且韧性强,容易导致小麦免耕播种机通过性能差,极易出现堵塞。为此,设计了一种星形齿刀主动锯切防堵式小麦免耕播种机。同时,描述了该机的总体设计方案及星形齿刀式锯切防堵装置、锐角短翼型开沟器和双圆盘开沟播种器等关键部件的结构,并确定了主要结构参数。田间试验证明:该防堵装置不仅可以很好地切断玉米秸秆,还能及时预防堵塞,以保证小麦免耕播种机的田间通过性。该机具的研制丰富了我国北方一年两熟区免耕播种机具的多样性,对免耕播种技术的推广具有积极意义。     

小麦免耕播种机浮动支撑式防堵装置

针对我国华北一年两熟区秸秆量大,根茬粗,免耕播种机开沟器前易产生壅堵,影响机具通过性能和播种质量等问题,设计了一种浮动支撑式防堵装置,阐述了其工作原理,设计了主要工作部件,确定了其结构参数,并进行了田间性能试验。试验结果表明：安装有浮动支撑式防堵装置的小麦免耕播种机通过性能良好,符合农艺要求;与带状旋耕防堵装置相比,土壤扰动量减少约25%,油耗降低约7.04%。     

错开双圆盘开沟器用于玉米根茬地的试验研究

针对在玉米根茬较大,田地免耕直播时锐角式开沟器易出现挂茬、堵塞等问题,提出了采用错开双圆盘开沟器的方案。该开沟器可一次完成切断秸秆、劈开根茬、开沟施肥、播种的功能,用两圆盘实现传统上用1个圆盘切断秸秆、劈开根茬和2个圆盘开沟的3个圆盘的作用,从而简化播种机结构。通过设计样机,初步试验表明,其切断秸秆能力、入土能力等和机器质量密切相关,当整机配重增加到350kg时,播种机效果良好。     

动力甩刀式小麦固定垄免耕播种机

针对我国西北绿洲农业区现有固定垄免耕播种机种类少,且在玉米秸秆地固定垄免耕播种小麦易堵塞、破坏垄形等问题,提出了动力甩刀碎、抛茬和刀刃型开沟器破茬结合防堵及双翼型犁铧修垄的方法.设计了动力甩刀破茬式小麦固定垄免耕播种机,并确定了L型甩刀、开沟器、双翼型犁铧等关键部件的参数.在玉米秸秆覆盖地试验结果表明,动力甩刀破茬式小...     

条带式旋切后抛防堵装置设计与试验

针对我国华北平原一年两熟区玉米秸秆覆盖地小麦少免耕播种机易堵塞、动力防堵装置功耗大等问题,设计了一种条带式旋切后抛防堵装置。结合防堵装置工作原理,从秸秆流动、抛撒、防堵装置受力角度分析确定影响防堵性能和功耗的关键因素为:防堵装置与开沟器间距、旋切刀滑切角、刀轴转速;通过离散元模拟仿真与正交试验有限元仿真结合,以秸秆拥堵量和作业功耗为性能评价指标,对防堵单体和开沟器的组合装置进行参数优化,仿真结果表明,旋切刀滑切角为50°、刀轴转速为320 r/min、间距为100 mm时综合作业质量较优,防堵单体及开沟器功耗为2.8 k W,秸秆拥堵量为43根/dm,通过性能良好;对优选方案旋切刀进行有限元校核,其最大应力为1.387×108Pa,满足强度要求。在玉米秸秆覆盖地进行了小麦播种田间试验,结果表明,条带式旋切后抛防堵装置在3种秸秆覆盖量0.8、1.6、2.4 kg/m2和3种前进速度1、1.25、1.5 m/s作业条件下,通过性能均满足免耕施肥播种机国标要求,所设计旋切刀与传统旋耕刀相比,在通过性能基本一致的情况下,功耗减小13.83%,土壤扰动量减小37.5个百分点,沟深稳定性系数提高8.2个百分点。     

2BMFY-4型玉米免耕播种机研制与试验

针对山东省小麦玉米一年两作轮作区的农艺特点,以及小麦收获后秸秆覆盖量大、免耕播种玉米时容易产生堵塞等问题,研制了2BMFY-4型智能玉米免耕播种机。设计了苗带浅旋动力防堵结构,能防止小麦秸秆在排肥开沟器耧腿上的堆积;设计了垂直勺盘式排种器与种肥一体式开沟器相结合的形式,能够有效降低排种高度并提高播种精度;研制了株距调节变速器,播种作业时能适应多种玉米种植农艺规格和不同玉米种子公顷株数的要求。根据免耕播种机田间高速作业时性能监测的要求,研发了可视化分布式的播种作业性能监测系统。播种试验结果表明,动力防堵单体解决了相邻两组施肥播种开沟器的拥堵问题,通过性良好,种肥施播深度变异系数分别为17.2%,18.6%,株距合格率为97.2%,监测仪计数精度96%,播种作业效率和精度明显提高;免耕播种时,一次可同时完成小麦秸秆粉碎后抛、小麦根茬破碎、开沟施肥、播种、覆土镇压等多个农艺环节,作业费用降低了30%左右;作业时,刀轴上甩刀入土浅,动土量为20%,土壤扰动小。     

2BML-6型小麦免耕播种机的设计与试验

针对我国北方一年两熟区秸秆量大、杂草多和免耕播种小麦机具易堵塞问题,设计了2BML-6型小麦免耕播种机,主要设计了动力传动方案、刀刃型开沟器、驱动链式防堵装置和双圆盘播种开沟器等关键部件,并确定了其主要结构参数。田间试验表明,该机能够有效清除秸秆、杂草,保证小麦免耕播种机的通过性,是实现我国北方一年两熟区小麦免耕播种的理想机具。     

稻麦联合收获开沟埋草一体机播种系统设计与试验

目前免耕播种机多为收获后免耕播种作业,未有将免耕播种系统与收获、秸秆还田相结合的复式机型,为了满足此种集成作业需要,达到抢农时、提高作业效率、减少机器下地次数的目的,设计了一种免耕播种系统与稻麦联合收获开沟埋草一体机相结合的机型,该播种系统主要由排种装置、种沟开沟装置、抛土装置构成。性能试验结果表明:设计的小型免耕开沟器开沟深度为3.1 cm,开沟宽度为3.6 m,破茬率为83.4%;延伸板长度为12 cm的抛土装置单侧抛土幅宽为105 cm,覆土厚度为2.2 cm,碎土率为97.8%,抛土均匀性为91.7%。播种系统水稻旱直播田间试验表明:当播种系统播种水稻干种、湿种播量分别为112.5 kg/hm~2、135 kg/hm~2时,产量分别为6 532.4、6 510.0 kg/hm~2,满足一体机免耕旱直播的播种需求。     

免耕播种机浅旋清茬斜置式防堵装置设计与试验

针对黄淮海地区玉米免耕播种作业时,过量小麦秸秆残茬堵塞开沟器的问题,提出一种以拨离残茬和浅旋根茬形式实现苗床清整的斜置式防堵装置。通过理论分析对防堵装置结构参数进行设计,确定了各参数的范围和相互关系,并根据装置结构对耕刀拨茬入土和脱茬离土的过程进行受力分析,确定了影响工作性能的因素。运用离散元方法模拟防堵装置在田间作业过程,以秸秆清除率、土壤扰动系数和功耗为评价指标,对装置倾角、转速和前进速度进行回归分析和显著性检验,确定了各因素对评价指标的影响及主次顺序。通过对回归模型进行多目标函数优化求解,得到最优参数组合为：转速400r/min、前进速度6km/h、倾角18.5°,此时秸秆清除率为74.5%、土壤扰动系数为34.7%、功耗为1.36kW。以优化得到的参数对装置进行土槽试验,试验结果表明：转速为400r/min、前进速度6km/h、倾角18.5°时,秸秆清除率为92.5%、土壤扰动系数为29.6%、功耗为1.51kW,试验结果与仿真试验优化结果相吻合,满足设计要求。     

旋转拨刀式小麦免耕播种机的设计与试验

针对我国一年两熟区免耕播种小麦机具易堵塞问题,设计了旋转拨刀式小麦免耕播种机。主要设计了动力传动方案、开沟器、立式拨刀防堵装置等关键部件,并确定了其主要结构参数。田间试验表明:该机能够有效清除秸秆、杂草,保证机具的通过性,播种深度为41.5mm,施肥深度为89.6mm,种肥间距为45.2mm,一次可以完成拨茬、开沟施肥、播种、镇压等作业,土壤扰动量少,作业质量满足农艺要求。     

手扶式水稻种绳直播机设计与试验研究

为了解决水稻种绳直播机质量大、耗能高、装卸不方便等问题,采用虚拟设计方法研制了一种手扶式水稻种绳直播机。该机主要由防堵器、限深轮、播绳装置、覆土器及镇压轮等组成,可使播种水稻种绳的旋耕、压沟、开沟、播放种绳、覆土、镇压等动作一次性完成。田间试验表明:水稻种绳直播机开沟器结构能够满足强度和刚度要求,圆弧型限深轮压沟深度变异系数为5.05%,种绳的覆土厚度变异系数均值为3.72%,轮1的滑移率为7.36%,轮2的滑移率为7.10%,机具的通过性满足农艺要求,各项指标均达到了农业设计要求。     

水平拨草轮式玉米免耕播种机设计和试验

设计了水平拨草轮式玉米免耕播种机,确定了拨草轮、开沟器和播种覆土装置等部件的主要结构参数。田间试验表明,采用动力水平拨草轮和刀刃型开沟器相结合的防堵原理,能够有效清除秸秆、杂草,保证机具通过性能。与条带旋耕式玉米免耕播种机相比,在满足种肥深度要求下,土壤扰动量减小了69.7%,单位油耗减小了19.3%,较好地满足了农艺要求。     

立式螺旋开沟器土槽试验装置

为了研究立式螺旋开沟器在不同前进速度、转速、开沟深度以及开沟角度组合工况下进行作业的功率消耗情况,设计了一套试验装置.该装置以上位机和数据采集卡为控制系统核心,利用LabVIEW编写的测控软件实现了开沟器转速、转矩等参数的采集、显示以及土壤切削功耗的处理和分析,以获得不同前进速度、转速、开沟深度以及开沟角度组合作用下土壤功耗的变化情况.利用该试验装置在转速为250 r/min,开沟角度为0°,开沟深度为250 mm的情况下,进行了前进速度分别为3,4,5 m/min的单因素土壤切削试验,并将试验参数代入切削功耗的理论计算公式中,从而对试验结果加以计算验证.单因素试验结果表明：该装置能模拟开沟器在不同前进速度、转速、开沟深度以及开沟角度组合作用下的土壤切削全过程,并且以前进速度为单因素变量的试验测得的土壤切削功耗与理论计算的最大误差为11.05%.     

免耕播种机锯切防堵装置的高速摄影分析

以免耕播种机锯切防堵装置为研究对象,借助高速摄影技术对秸秆运动规律和抛撒轨迹进行了在线跟踪拍摄,通过对拍摄图片的再现观察与分析,发现秸秆运动轨迹是平抛、斜抛和直线运动的组合,秸秆在抛送过程中伴有自转、偏转、碰撞与反弹回流等现象,验证了锯切防堵装置的防堵机理是锯齿圆盘切刀切割秸秆的同时,依靠锯齿前角和抛撒板共同作用抛送切断秸秆而实现防堵功能。     

2BF-9型化肥深施播种机的设计

设计了一种适应前茬为大豆、玉米、水稻等作物,进行化肥深施的谷物播种机。该机采用联合作业方式,开沟器为自行开发的锐角开沟器,先施肥、后下种,种肥垂直距离50mm左右。田间试验表明,该机工作性能良好,防堵效果显著,可进行常规播种及硬茬播种。     

免耕播种机开沟器的适应性分析

目前,国内外免耕播种机开沟器种类较多,但性能与实际生产要求存在着相当大的差距,表现出适应作物单一、通过性能差、破茬能力弱、对地表破坏率较大、调节困难、使用可靠性及适应性较差等问题。为推广保护性耕作,实施有效免耕播种,以研究开沟器适应性为主题,在不同地表田间对北方地区使用的免耕播种机开沟器进行了试验、测试、分析、研究,对其适应性进行了探讨,认为在实施免耕播种作业时,开沟器必须有较强的破茬和清草能力,需配备切草与清草装置。单纯依靠增加机具的重量来加强开沟器的入土能力,其适应性较差。通过实验可知,采用动力型平面条旋开沟器性能可靠,实现了在土壤硬度较高、含水率较低、土壤板结严重、秸秆覆盖条件下进行免耕开沟作业,其适应性可靠,可以满足免耕播种农艺要求。