秸秆粉碎还田机秸秆抛撒不均匀度测试方法探讨

秸秆抛撒不均匀度是评价秸秆粉碎还田机作业质量的重要指标。本文在研究秸秆粉碎还田机工作原理的基础上,分析现行秸秆抛撒不均匀度测试方法存在的缺陷,明确秸秆抛撒不均匀度的定义,提出新的测试方法,并进行试验验证。新的测试方法在测区选择上更加合理,排除了作物秸秆分布和长势等因素的影响,能够科学地评价秸秆抛撒作业质量。

卧式有机肥撒施机改进设计与试验

常作为基肥的固态有机肥,具有施用量大、流动性差、易结拱等特点,采用卧式有机肥撒施机施肥,存在输肥功耗大、施肥均匀性差等问题。对卧式有机肥撒施机进行改进设计,在肥料出口处增设钉齿式输肥破碎辊、减压挡板和撞击导板,以减小输肥功耗提高施肥均匀性。对卧式有机肥撒施机改进前后的输肥功耗进行理论计算与对比分析,结果表明:改进前完成一次抛撒作业链板输肥功耗为2.57×10^(5) J,改进后完成一次抛撒作业输肥功耗为2.05×10^(5) J,输肥功耗可降低20.23%。运用EDEM软件,以输肥破碎辊钉齿排数、输肥破碎辊转速、肥量调节板开度为试验因素,抛撒均匀性横向变异系数为评价指标,进行单因素试验与响应面试验;运用Design-Expert 8.0.6软件对试验结果进行参数优化,并对优化后的参数进行验证试验。结果表明:输肥破碎辊钉齿排数为7排、输肥破碎辊转速为147 r/min、肥量调节板开度226 mm时,抛撒均匀性横向变异系数为14.04%,试验结果与仿真结果基本一致。研究结果为卧式有机肥撒施机的结构和性能优化提供参考。

油菜秸秆粉碎抛撒效果试验研究

油菜秸秆粉碎后能否较为均匀的抛撒地表,并保证下茬水田耕整的作业效果和水稻种植的质量,是农艺对农机化技术提出的要求。试验选用油菜联合收割机一次完成油菜收获、秸秆粉碎还田,通过对安装内置式秸秆切碎抛撒装置与未安装该装置的油菜收割机作业后的秸秆粉碎抛撒均匀度与油耗的试验研究,分析秸秆均匀抛撒与成条铺放状态对水田秸秆还田的秸秆覆盖效果和作业成本的影响,为机械的改型研究提供理论依据。

基于EDEM的有机肥撒施机抛撒性能试验研究

为解决有机肥流动性差、机械抛撒难的问题,基于自制的卧式有机肥撒施机,建立了有机肥在抛撒过程中的运动模型,分析了影响抛撒均匀度的主要因素;采用SolidWorks软件建立了有机肥和卧式有机肥撒施机的三维模型,运用EDEM软件以输肥速比(作业速度与刮板输肥速度比值)、抛撒辊转速、螺旋叶片螺距为试验因素进行了响应面设计试验;采用Design-Expert 8.0.5软件优化了作业参数,并进行仿真试验验证和田间试验验证。仿真结果表明:影响抛撒均匀度横向变异系数的主次顺序为螺旋叶片螺距>抛撒辊转速>输肥速比;当输肥速比为-16.42、抛撒辊转速为557.90 r min、螺旋叶片螺距为365.40 mm时,抛撒均匀度横向变异系数为14%,仿真验证值与预测值误差≤5%,响应面模型合理。田间试验表明,当输肥速比为-16.6、抛撒辊转速为560 r min、螺旋叶片螺距为360 mm时,抛撒均匀度横向变异系数为14.5%,与EDEM仿真值误差≤5%,满足有机肥撒施机的田间作业标准,仿真模型及优化参数合理。该研究可为有机肥撒施机的优化设计及抛撒性能提升提供参考。

双圆盘式固体肥料抛撒机抛撒性能试验

为增加有机质、氮、磷、钾等土壤养分,提升耕地质量总体水平,加大粪肥、有机肥施用量,提高抛撒效率及抛撒均匀性,研究了双圆盘式抛撒机作业速度、抛撒盘转速、排肥口开度3个因素对抛撒效率、抛撒均匀性的影响。试验结果表明:影响抛撒效率的因素主次顺序为作业速度>排肥口开度>抛撒盘转速,最优组合为作业速度6 km/h、排肥口开度70%、抛撒盘转速90 r/min;影响抛撒均匀性的因素主次顺序为作业速度>抛撒盘转速>排肥口开度,最优组合为作业速度6 km/h、抛撒盘转速120 r/min、排肥口开度70%。综合分析得知,抛撒作业速度是抛撒效率和抛撒均匀性的最大影响因素。

不同粉碎程度与还田方式对稻草焚烧特性的影响

为从根本上禁止稻草焚烧,促进稻草还田,本研究依托自主研发的稻草粉碎均匀抛撒装置,通过大田试验与野外模拟试验,以目前水稻收获的常规模式稻草不粉碎条带还田(T1)及中度粉碎条带还田(T2)为对照,设置稻草粉碎条带还田模式(T3)及稻草粉碎均匀抛撒还田模式(T4),研究不同粉碎程度与还田方式对稻草焚烧特性的影响。结果表明:稻草抛撒均匀度及还田密度随着粉碎程度的增加而显著增加,稻草还田厚度则呈显著减少趋势。T4的稻草平均长度为5.3 cm,分别仅为T1、T2的13.6%、36.8%;稻草抛撒均匀度为87.4%,较T1、T2分别增加49.7个和42.0个百分点;稻草还田厚度为2.7 cm,仅为T1、T2的22.1%、27.8%;稻草还田密度为17.6 kg·m^(-3),较T1、T2分别增加88.3%、17.3%。在稻草条带还田(T1、T2、T3)模式下,粉碎程度越高,含水率下降越慢,燃烧时间越长,燃烧率越低,燃烧速率越慢,灰分越高,燃烧越不充分。T4通过稻草均匀抛撒虽可加速稻草含水率的下降,但燃烧时间、燃烧率及灰分仅分别为0.3min、6.0%、1.7%,均显著低于其他处理,几乎未燃烧。表明稻草粉碎均匀抛撒还田条件下无法燃烧,有利于从根本上实现秸秆禁烧。

基于响应面法的棉秆粉碎还田试验

针对棉秆粉碎还田效果差、粉碎还田装备可靠性差等问题,采用设计的棉秆粉碎还田机,并将粉碎辊转速、甩刀离地高度、机具前进速度作为试验因素,将棉秆粉碎长度合格率、棉秆抛撒不均匀度、留茬平均高度作为试验性能指标进行棉秆粉碎还田单因素和Box-Behnken试验,建立各试验因素和试验性能指标之间的回归方程,确定各试验因素对性能指标的影响规律,并进行优化计算,对优化结果进行试验验证。结果表明:棉秆粉碎还田的最优值为粉碎辊转速为2290 r/min,甩刀离地高度45 mm,机具前进速度1.58 m/s,棉秆粉碎长度合格率95.13%,棉秆抛撒不均匀度12.16%,留茬平均高度42.13 mm,为棉秆粉碎还田机作业和设计提供理论指导。