滴灌区玉米精量免耕播种机设计与试验

【目的】研发作业可靠且适应新疆玉米种植模式的免耕播种机具。【方法】采用运动分析及结构设计方法,设计免耕播种机清茬机构、排种器及滴灌带铺设机构,并进行田间试验验证。【结果】机具前进速度在5 km/h时通过性良好,秸秆清理率达到79.44%,满足免耕播种作业要求;播种合格指数为91.33%,漏播指数为3.18%,重播指数为5.49%,播种均匀性满足行业标准。【结论】滴灌区玉米精量免耕播种机满足设计要求,可以有效清茬、播种及铺设滴灌带。

机械化免耕播种技术路线与设备应用特征

可持续化发展是我国农业发展的主要方向,为更好保护农业耕地,在适宜的农业生产区推广机械化免耕播种技术能够取得显著的效果。近年来,免耕播种配套机械设备在农业生产中发挥了巨大作用,并有效转变了农民的生产观念,通过分析我国免耕播种实施情况及技术研究特点,说明了免耕播种技术的应用效益及环境保护功能。从免耕播种的主体技术路线出发,介绍了免耕播种实施的关键技术及实施标准,并从生产实践角度分析了配套设备的应用特征。

青藏高原天摩沟处冰碛土工程力学性质研究

通过野外考察和实地取样,研究获取了青藏高原天摩沟处冰碛土的分布情况及其土性特征,着重对取样点进行了室内物理力学试验。实验重点关注了冰碛土的力学性质及在不同应力条件下的变化路径。通过试验,天摩沟处冰碛土的力学性质得到了表征。本研究探讨了冰碛土在饱和情况下的力学特征,特别是对天摩沟处的冰碛土进行了物理力学特性测试。这些研究成果为青藏高原地区冰碛土的力学性质提供了重要的数据支持,并为其作为路基的可行性提供了有益的参考和依据。

机械化免耕播种技术路线与设备应用特征

近年来,免耕播种作业模式在我国实现了大面积推广,免耕农田所占比例持续增加,相关配套的农机产品和农艺技术也趋于成熟。见于免耕播种生产模式与传统农业生产模式存在明显的差异性,为近一步提高免耕播种实施效果,提高生产过程农机选择合理性,从机械化免耕播种的技术特征出发,介绍了免耕播种的技术路线及相关技术要点,分析了免耕播种农机设备的应用特征,以期促进免耕播种技术在我国农业生产中发挥更大作用。

基于ADAMS的免耕播种机力学分析研究

目前我国东北地区应用广泛的免耕播种机是依靠增大整机重量来增加破茬力,而播种机自身重力过大,容易造成垄台被压平,垄形破坏严重等问题。如何在不增加整机重量前提下,获得更大的入土压力是当前免耕播种机的新课题。本文以2BMZF重型免耕播种机为例,对免耕播种机工作状态进行受力分析,运用Adams软件建立力学模型并仿真,探究了不同调整方式下播种机各部位受力的变化趋势及变化关系,找出了影响播种开沟力的主要因素及播种机质心位置对播种机受力影响机理,对免耕播种机设计、调整提出了指导性意见。本文的研究成果对免耕播种机研制具有一定参考意义。

谷物免耕播种机开沟施肥装置设计

针对传统谷物免耕播种机在工作过程中开沟和施肥重复耕作导致土壤侵蚀和结构性等问题,采用了机械化方式,通过将开沟和施肥的两个功能合二为一,使用旋转刀具在土壤表面切割出直线形状的沟槽,并在沟槽中喷洒肥料。田间试验表明,该装置能够适应不同类型的谷物,适用于不同类型的土壤和地形条件,可以提高谷物播种效率和产量。研究结果旨在为保护性耕作技术的发展提供一种更加先进、高效和可持续的发展思路。

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。

小麦免耕播种机防堵装置性能对比试验

驱动链式、驱动圆盘式和带状旋耕式3种小麦免耕播种机防堵装置具有不同性能和适应性。通过田间性能对比试验,分析了装有不同防堵装置的小麦免耕播种机通过性、土壤扰动量、单位油耗、返青期小麦苗情和产量。试验结果表明:3种防堵装置在不同秸秆覆盖量的免耕地均能满足通过性要求,但在100%秸秆覆盖量情况下,带状旋耕式防堵装置通过性最好,驱动链式和驱动圆盘式防堵装置存在轻微堵塞;在土壤扰动量、单位油耗、小麦返青期苗情以及产量上,驱动链式防堵装置效果要优于驱动圆盘式防堵装置和带状旋耕式防堵装置。

驱动圆盘刀切断玉米秸秆和根茬的土槽试验

通过动力驱动的平圆盘和缺口圆盘切断玉米秸秆和根茬的土槽试验研究表明,随着刀轴转速和机器前进速度增加驱动圆盘刀功率消耗随之增加。当刀轴转速为350r/min、机器前进速度为0.65m/s时,在有秸秆和根茬土壤地表上缺口圆盘刀消耗的功率是平圆盘刀的45%。当刀轴转速大于350r/min即圆盘圆周速度大于7.4m/s时,缺口圆盘刀秸秆切断率和根茬切断率达到97%以上。

玉米免耕播种机滚筒式防堵机构的设计与试验

针对中国一年两熟地区麦茬地免耕播种玉米时小麦秸秆和杂草等易对播种机开沟器形成堵塞的问题,该文设计了一种驱动滚筒式主动防堵机构。依据流体力学边界层理论并结合对比试验分析得出滚筒的适合形状为抛物线型,将滚筒与秸秆的相对运动简化为均匀流对圆柱体的有环量绕流,得出滚筒的适宜转速。田间试验表明,驱动滚筒式防堵机构能有效防止秸秆杂草等对开沟器的堵塞,有较好的工作效果。在施肥开沟器与播种开沟器之间设置了张角为30o的分禾栅板,避免秸秆杂草等重新落入种沟而造成种子播在地表形成晾种。

中国北方一年两作区保护性耕作技术研究(英文)

该文主要研究适于中国北方半湿润偏旱区一年两作保护性耕作的技术模式。介绍了在“杨凌农业机械化保护性耕作新技术新机具试验示范园地”建立的小麦玉米一年两作区10种不同机械化保护性耕作的模式、试验方案以及自主研制开发的配套机具的性能；将不同模式与传统犁耕作业模式进行了对比试验与分析研究。结果表明：小麦生长全程秸秆粉碎还田、麦收后玉米免耕播种作业模式与传统犁耕无秸秆覆盖相比，小麦增产53％，玉米增产25％，土壤蓄水量增加1％～1．2％，各类保护性耕作模式土壤有机质平均增加1．03g／kg。另外，深松作业增产节水效果优于深耕作业；前茬小麦高留茬玉米免耕播种效果优于低留茬的玉米免耕播种。经济分析还表明，由于作物增产并降低了机械作业成本，保护性耕作技术模式的经济效益明显优于传统犁耕作业。

基于ADAMS的免耕播种机仿形机构弹簧参数优化

为了明确四杆仿形机构拉力弹簧对免耕播种机开沟深度稳定性的影响,对播种单体进行了受力分析,根据拉格朗日方程建立了开沟深度稳定性数学模型,采用ADAMS软件建立了免耕播种机仿形机构的虚拟样机,以2BG-2免耕播种机为例,对其弹簧刚度、弹簧预拉力、播种单体质量进行了优化。结果表明:仿形轮最大压力从1054 N降低为934 N,播种单体质量从120 kg减少为102.6 kg,弹簧刚度系数从12 N·mm-1下降为10 N·mm-1。安装拉力弹簧有利于开沟深度稳定,弹簧刚度系数越大,开沟深度变化越小;通过合理选择弹簧的刚度系数和预拉力,在保证开沟深度稳定的同时,还可以降低播种单体质量,为免耕播种机的设计和使用提供参考。

驱动缺口圆盘玉米秸秆根茬切断装置的研究

针对一年两熟地区免耕播种机播种小麦时存在的问题,提出以驱动缺口圆盘刀作为切断覆盖玉米秸秆、根茬装置,该装置的缺口圆盘平面中心垂直线与刀轴的轴线有一个较小夹角(7°)。通过对该装置的运动分析和土槽试验,确定主要基本参数。当刀轴转速为350 r/m in时,消耗功率为1.7 kW,并能够有效切断秸秆根茬。开出沟槽的地表宽度为56.7 mm。

大垄玉米原茬地免耕播种机防堵装置设计与优化试验

为解决北方寒区玉米机收秸秆粉碎覆盖大垄原茬地免耕播种时易发生堵塞及地温回升较慢的问题,设计了一种大垄玉米原茬地免耕播种机的防堵装置。通过理论分析,设计了防堵装置关键部件,初步得到了该装置的结构和作业参数。应用三因素三水平正交试验方法和模糊综合评价分析法,以机组作业速度、清秸刀齿总成转速、清秸刀齿总成回转轴垂直面与机具前进方向的夹角为试验因素,以根茬清除率、秸秆清除率、防堵装置当量功耗为评价指标,对影响防堵装置性能的结构与作业参数进行了试验与优化研究。结果表明:在试验条件和试验因素水平范围内,影响多目标函数的参数优化组合为机组作业速度5.4 km/h、清秸刀齿总成转速440 r/min、清秸刀齿总成回转轴垂直面与机具前进方向的夹角20°,此时,根茬清除率为93.94%,秸秆清除率为95.39%,防堵装置当量功耗为4.36 k W,土壤扰动量为31.9%。

垄作玉米免耕播种机破茬装置设计与试验

针对东北一年一熟垄作区玉米根茬地免耕播种时存在根茬不易破除且易挂茬等问题,设计了一种驱动破茬装置,该装置在3个平面内安装破茬刀具,其中心与开沟器前后对齐。为确定破茬装置的合理结构,设计了3种轴套,同时设计了3种刀具组合方式。在土槽上进行了三因素三水平的正交试验,通过分析各因素对功率消耗和根茬切断率2个指标的影响,得出较好的参考组合:机具前进速度为0.75km/h,刀轴旋转速度为150r/min,刀具组合方式为ZH2。对轴套进行选择的试验表明,当产生相同切土节距S=2cm时,轴套2的功率消耗较低,根茬切断率达到92%。

2BMFJ-3型麦茬地免耕精播机防堵装置

针对黄淮海一年两熟地区小麦机收后地表残留的秸秆量大且根茬过高,致使免耕播种下茬作物时易发生堵塞的现象,设计了一种用于麦茬地免耕精播机的防堵装置。为确定该装置合理的结构与作业参数,采用三因素三水平正交试验方法进行了优化试验,得到最优参数组合:机组作业速度4.5 km/h、清秸覆秸刀齿排布4-3-4、刀轴转速400 r/min。田间试验结果表明,当清秸覆秸刀齿切茬深度为20～30 mm时,防堵装置土壤扰动量为63%～76%,防堵效果好,能够创造良好的种床,提高播种质量。

指夹式玉米免耕精密播种机振动特性及对排种性能的影响

为研究2BMZ-2型指夹式玉米免耕精密播种机在免耕地表作业时的振动特性及振动对排种器排种性能的影响规律,建立了整机振动特性模型,求解其稳态振动响应;测试播种机在免耕地表作业时排种器振动特性。搭建振动排种试验台模拟田间作业振动环境,测试机械振动对排种器性能的影响规律,并运用高速摄像和与图像目标追踪技术研究籽粒落种运动规律。结果表明,播种机的振动特性主要决定于作业速度、地表及土壤情况和播种机的结构特性。播种机前进速度在 5~9 km/h 范围内,播种机振动能量的频率分布主要集中在低频段的 3~11 Hz;前进速度越大,振动加速度越大,但不影响振动能量的频率分布。机械振动对排种器充种性能无显著性影响,对播种性能具有显著性影响的试验指标为播种合格率、粒距纵向变异系数和粒距横向变异系数(P<0.05);试验因素对排种均匀稳定性影响的主次顺序为排种轴转速、振动加速度、振动频率;各试验因素的增大均使籽粒下落轨迹及落点更加离散、落种范围增大,且增大排种轴转速使落种点位置逐渐远离投种初始位置。该研究为免耕播种机指夹式排种器排种性能的提高提供了参考。

螺旋刀型垄台清理装置的设计与试验

针对现有玉米垄作免耕播种机存在的堵塞,功耗大,播种后种带存有大量秸秆影响播种质量等问题,研究设计了一种与玉米垄作免耕播种机配套使用的螺旋刀型垄台清理装置。在玉米秸秆覆盖垄作地试验结果表明,该装置的土壤扰动量约为18.3%～26%,秸秆覆盖率降低了35%～53%,能够满足免耕播种要求,有利于提高播种质量。相比条带旋耕式垄台清理装置,免耕播种机单位面积耗油量降低了13.8%,能够减少拖拉机的动力消耗。因此螺旋刀型垄台清理装置不仅解决了条带旋耕式垄台清理装置动力消耗大的问题,而且能够创造清洁的种床,对垄作保护性耕作技术的推广具有重要意义。

免耕播种机械化技术的分析

针对国内外免耕播种机的发展状况,分析了国内免耕播种机机械化的特点与存在的问题,主要包括作业性能、安全质量、可靠性、播种质量和杂草控制等。为了使我国保护性耕作技术更好地发展,提出了我国发展免耕播种生产机械化的对策和建议,为免耕播种机的生产和使用提供参考和借鉴。

麦茬地免耕播种机清秸覆秸装置设计与试验(英文)

针对黄淮海一年两熟地区麦茬地免耕播种存在秸秆堵塞单体,缺少适宜的防堵装置等问题,研制了一种用于麦茬地免耕播种机的清秸覆秸装置,该装置采用弹齿作为清秸部件,并融合了秸秆横向位移的思想和主动式防堵的特点。为确定清秸覆秸装置的合理结构,采用 L9(34)正交试验方法,对该装置的参数进行了优化试验。结果表明:弹齿线速度 20.72 m/s、作业速度 4.5 km/h、弹齿齿数 7 排、挡板角度 75°时,清秸率达 98%以上、覆秸均匀度达 7.48、覆秸宽度达 2.89 m。按照国家标准 GB/T6973-2005《单粒(精密)播种机试验方法(Testing Methods of Single Seed Drills)》对免耕播种机进行了田间播种性能试验。结果表明,在理论株距分别为 6 和 8 cm,理论播深为 3～5 cm 条件下,免耕播种机的粒距合格指数、重播指数、漏播指数及株距变异系数均达到了国家部颁标准优等品要求水平,播深合格率达到一等品的要求水平。该研究对解决麦茬地免耕机械化播种问题具有参考意义。