玉米免耕播种机主动式秸秆移位防堵装置的设计与试验

针对黄淮海麦玉轮作区小麦秸秆全量还田下苗床整备前存在多机具多次下田、生产成本高以及传统玉米免耕播种机在小麦秸秆全覆盖地作业时存在开沟壅堵、架种、晾种等问题,该文设计了一种基于"秸秆移位"防堵思路的主动式秸秆移位防堵装置。运用EDEM软件构建无支撑秸秆全覆盖土壤离散元模型,在秸秆-土壤-主动式防堵装置系统中进行秸秆移位虚拟仿真,设定了主动式秸秆移位防堵装置的刀轴驱动转速为500 r/min、回转半径为120 mm、刀盘幅宽为216 mm及刀齿入土深度为10 mm,利用仿真数据对秸秆扰动位移、清秸率进行分析,检验主动式秸秆移位防堵装置结构参数和运动参数设计的合理性。田间试验结果表明,安装主动式秸秆移位防堵装置的玉米免耕播种机的作业通过性稳定,改善种床环境,开沟壅堵次数为0次,秸秆清秸率为90.21%,相比仿真减少8.29个百分点。该研究可为小麦高留茬、秸秆全覆盖地的玉米免耕播种机的设计与推广提供参考。

轻型高防堵性能免耕播种机研究

以主动防堵的思路,提高国产免播机质量与尺寸受限情况下的防堵性能。先后研制出带状旋耕、条带粉碎和驱动圆盘3种主动防堵的轻型免播机,防堵能力强,能胜任高产玉米地免耕播种小麦,质量316～500 kg/m,与国产拖拉机匹配,价格为国外免播机1/8左右。田间对比试验表明,轻型主动防堵免播机动土量和动力消耗比国外免播机大一些,但在小麦出苗、长势和产量上优于国外机器。2006年推广近2万台,玉米地免耕播种小麦约40×10~4hm^2。

我国轻型免耕播种机研究

我国经过10余年努力,一批被动防堵式轻型免耕播种机研制成功,在一年一熟中低产地区得到了大面积应用。但是这些免耕播种机防堵能力有限。20世纪末开始,先后创新多种主动防堵式轻型小麦免耕播种机,防堵能力达到国际领先水平,质量比国外免耕播种机轻50%、价格低80%。国外免耕播种机设计思路是重型、被动防堵,我国则是轻型、按覆盖量采用被动或主动防堵。2007年我国使用各种轻型免耕播种机8万多台,其中轻型高防堵性能免耕播种机2万多台,成为世界上第一个用轻型机具实现保护性耕作的国家。

油菜精量联合直播机深施肥装置设计与试验

针对长江中下游稻油轮作区油菜直播时,土壤黏重板结且前茬水稻收获后秸秆残茬量大,机具易壅土、挂草堵塞,难以实现深施肥的难题,设计了一种油菜精量联合直播机主动防堵深施肥装置。基于主动刮削防堵原理,分析确定施肥铲入土部位曲线为与旋耕刀轴回转中心同心、包络旋耕刀末端运动轨迹的圆弧;根据深施肥铲防堵功能及铲体内肥料颗粒运动分析,确定过渡段下圆弧直径、入土段圆弧圆心角、过渡段上圆弧直径等施肥铲结构设计关键参数及其许用范围;以施肥铲末端肥料流出瞬时速度最大为优化目标,以施肥铲关键结构参数为设计变量、其许用范围为约束条件,构建施肥铲结构优化设计的数学模型;通过施肥过程离散元仿真分析,以施肥铲体入土段上端圆弧圆心角、过渡段圆弧直径为试验因素,以施肥铲末端肥料流出瞬时速度为响应指标,进行二次回归正交旋转组合试验,建立该数学模型的目标函数,求解得到施肥铲结构优化设计最佳参数为:入土段上端圆弧圆心角为36°、过渡段上端圆弧直径为93 mm、过渡段下端圆弧直径为66 mm。田间试验结果表明,安装深施肥装置的直播机作业后厢面平整度为17.96~21.37 mm,单个施肥铲黏附质量保持在1.5 kg以下,施肥深度平均值为91.10 mm,施肥深度合格率为93.33%,施肥断条率为1.08%,机具通过性良好,可满足稻油轮作区油菜种植施肥播种农艺要求。

2BMG―7型小麦免耕条播机的研制及试验

为了解决青岛等沿海地区的小麦宽苗带免耕播种缺乏配套机具的问题,本文设计了适用于半岛沿海地区保护性耕作的2BMG―7型小麦免耕条播机,对其结构及工作原理作了相关的介绍,并对免耕防堵刀轴、种肥分施开沟器等关键部件的结构设计作了详尽的阐述。经过试验测得该机的种肥平均垂直距离为6.4cm,排种均匀性变异系数为43%,各行排量一致性变异系数为3.1%,且机具通过性显著。