保护性少耕作业耕整播一体机设计与配套动力研究

针对内蒙古沿黄地区保护性耕作技术尚未成熟,播种机、旋耕机、深松机等存在功能单一、衔接性差且对耕层结构破坏严重等特点,课题组通过分析农业关键核心技术,结合农机与农艺设计要求,提出耕整播一体机的整体结构设计方案。通过确定一体机作业技术参数并阐明结构与工作原理,再分析并计算一体机作业过程中各功能部件的功率消耗,得到一体机作业所需拖拉机功率为95.93 kW,根据所需工作功率及农户与合作社的拖拉机持有情况,选择约翰迪尔6E-1404拖拉机作为配套动力机具,结合作业参数可知,选择的拖拉机能够满足一体机的作业需要。

基于耕整播一体机的阶梯施肥装置设计与分析

根据内蒙古沿黄流域保护性少耕作业间作模式的农艺要求,课题组提出了耕整播一体机的结构设计方案与阶梯施肥的方法,研发试制了集深松、施肥、整地、播种等功能于一体的配套作业机械,并阐明了其结构与工作原理;分析了一体机作业过程中各功能部件的功率消耗,得出一体机工作所需拖拉机功率为95.93 kW,并选择约翰迪尔6E-1404拖拉机作为配套动力机具;通过理论分析和设计计算,确定了深松铲侧面阶梯施肥槽导曲线的基本结构参数,结合深松铲设计要求,确定深松铲参数为l=150 mm,h=300 mm,ω=120°,ε=26°,S=35 mm,L=260 mm;明确了影响阶梯施肥装置肥料颗粒运动的主要因素,肥料颗粒受到的合力F_(r)随着分肥管向下倾斜角β的增大而减小,确定β的取值范围为50°~64°,分析一体机肥箱设计影响因素并确定作业容积区间为50 L~90 L。

基于保护性少耕作业耕整播一体机的轮式拖拉机牵引附着性能分析

针对保护性少耕作业中集深松、整地、施肥、播种一体化的农艺技术要求,课题组以牵引装置——轮式拖拉机为研究对象,通过对拖拉机牵引附着性能的分析,获得最佳工作参数,明确了影响拖拉机牵引附着性能与牵引效率的主要因素并验证了整机动力学分析的合理性和可靠性,测试并计算出了配套耕整播一体机下拖拉机的挂钩牵引力、传动系统的传动效率等技术参量。结果表明,拖拉机挂钩牵引力随着耕作速度的加快呈现逐渐减小的趋势,当实际耕作速度在2.64 km/h~8.80 km/h(分别为2.64 km/h、3.52 km/h、4.40 km/h、5.28 km/h、6.16 km/h、7.04 km/h、7.92 km/h、8.80 km/h)范围内变化时,拖拉机挂钩牵引力降幅分别为25%、20%、16.67%、14.28%、12.5%、11.11%、10%,拖拉机耕作速度介于2.64 km/h~4.40 km/h之间,可以发挥较大的挂钩牵引力。拖拉机传动系统效率随着耕作速度的加快呈现逐渐增大的趋势,当实际耕作速度在2.64 km/h~8.80 km/h范围内变化时,沼泥地、已耕地、沙壤土条件下拖拉机传动系统效率平均增幅分别为4.46%、4.02%、3.27%。当拖拉机耕作速度为7.92km/h和8.80 km/h时,三种地表下拖拉机的传动系统效率分别为86.73%、70.44%、55.17%和90.27%、73.05%、56.85%。