折叠式棉花宽幅铺膜精量播种机设计与试验

为进一步提高铺膜精量播种机的作业效率,解决道路通行不便、田间地头转向困难的问题,改进设计了一种可平行折叠的宽幅铺膜精量播种机,一次作业可完成种床整形、开沟铺膜铺带、播种、覆土等工序。阐述了播种机整机结构及工作原理,对仿形机构、宽幅机架、举升装置和液压系统等关键部件进行设计分析,确定了各部件的最佳尺寸及影响升降过程平稳性的关键因素;通过ADAMS软件对整机展开与升降过程进行刚柔耦合分析,得到展开过程中宽幅机架最大受力点位置以及滑轨梁的变形曲线。为验证折叠式棉花宽幅铺膜播种机的作业性能,对其铺膜、铺带、播种性能进行田间试验,试验结果表明,采光面宽度合格率为92.1%,单粒率为96.4%,膜下播种深度合格率为95.7%,穴距合格率为96.3%,滴灌带纵向拉伸率为0.73%,满足行业标准及农艺要求。

针对鸭嘴式铺膜穴播机粘土问题的改进设计

针对鸭嘴式铺膜穴播机在土壤湿度大于30%区域进行套种作业时出现的鸭嘴粘土问题进行了分析与总结,并在原有基础上实施改进设计,解决了上述问题,其中具有通用性的部分对此种播种机的设计具有一定的参考意义。

油菜铺膜打孔播种机滚动式割膜打孔装置设计与试验

针对现有油菜播种膜上成穴打孔装置实际作业过程中存在膜孔尺寸偏大、形状不规则及膜孔粘连等问题,基于滑切原理设计了一种滚动式割膜打孔装置,确定了打孔装置和仿形机构结构参数,建立了打孔装置运动学模型,分析确定了影响膜孔长度的主要因素及其取值范围。运用DEM-MFBD耦合仿真,采用三因素三水平回归正交试验,以整机前进速度、纵向刀片长度、纵向刀片高度为试验因素,膜孔长度和孔距差值为评价指标进行仿真试验,结果表明:各因素对膜孔长度的影响由大到小依次为纵向刀片长度、整机前进速度、纵向刀片高度,各因素对孔距差值的影响由大到小依次为纵向刀片高度、整机前进速度、纵向刀片长度。整机前进速度为3.3 km/h、纵向刀片长度为34 mm、纵向刀片高度为31 mm时,膜孔长度为44.78 mm、孔距差值为0.64 mm,打孔性能较优。以较优参数组合开展了滚动式割膜打孔装置田间试验,结果表明膜孔平均长度为43.15 mm,膜孔长度稳定性变异系数为3.86%,平均孔距差值为-1.32 mm,膜孔孔距误差为4.22%,满足油菜播种割膜打孔要求,该研究可为油菜铺膜播种机割膜打孔装置提供参考。

地膜播种机螺旋覆土滚筒的参数优化

随着地膜覆盖栽培技术的发展 ,对覆膜播种机工作性能提出了更高的要求 ,覆土滚筒是覆膜播种机的主要工作部件 ,其参数优化对播种质量有很大影响 ,该文对覆土滚筒的导土板螺旋角 ,螺旋头数等主要参数进行了优化分析和试验研究 ,提出了合理取值范围 ,从而为覆土滚筒的设计和进一步改进提供了一定的理论依据。

膜下滴灌多功能玉米精量播种机的研制

半干旱区玉米种植中积极推广膜下滴灌栽培技术能够达到节水、高产、高效的目的。就播种环节而言,膜下播种要3次机械作业和2次人工作业。使用膜下滴灌多功能玉米精量播种机,可将膜下播种的3次机械作业变为膜上播种的1次机械作业完成,同时省去2次人工作业。膜上播种具有显著的经济效益、社会效益和生态效益。膜下滴灌多功能玉米精量播种机的成功研制,为今后半干旱区玉米种植时采用膜上播种提供了更先进的农机具。

旱地全膜双垄沟玉米精量播种机的设计与试验

为满足旱地全膜双垄沟农艺技术要求,设计了一种玉米精量播种机。为实现播种机平稳工作、保证膜下播种深度,采用双向平行四杆仿形机构,根据初始工作角和最大上下仿形量,确定了仿形机构的各项尺寸参数,上下仿形量可达到98.35 mm,左右仿形角达到15.2°,满足仿形播种要求;为减少漏播,降低空穴率,采用凸轮-平面连杆开启式穴播轮;借助ADAMS软件对穴播器成穴过程进行仿真分析,探讨了穴播轮滑移率对穴孔形状的影响,并以此对播种机的前进速度进行优化,降低了空穴错位率。田间试验结果表明:全膜双垄沟播玉米精量播种机作业后空穴率为0.9%,穴粒数合格率为93.6%,膜下播种深度合格率为91.8%,穴位错孔率为2.5%,作业质量符合行业技术标准要求。

玉米全膜双垄沟电动式精量播种机设计与试验

为满足旱地全膜双垄沟农艺技术要求,设计了一种玉米全膜双垄沟电动式精量播种机。以穴播轮容种高度、穴播轮转速、活动鸭嘴长度为因素,以空穴率和单粒率为指标进行了正交试验。再利用试验结果做出了方差分析,得出影响播种机工作性能的因素主次,进一步优化了组合部件参数。试验结果表明:容种高度为130 mm,穴播轮转速为0.85 m·s-1,活动鸭嘴长度为65 mm时,该播种机的平均空穴率为1.9%,平均单粒率为93.1%,播种效果良好,满足玉米精量播种的要求。

基于近等速机构的玉米全膜双垄沟穴播机设计与试验

针对传统膜上播种机具作业存在的撕膜、挑膜、穴孔错位等问题,通过应用转动导杆机构与正弦机构进行串联,结合强排播种机构、直插播种装置及排种系统,设计了基于近等速机构的玉米全膜双垄沟直插式电动穴播机,并对其关键部件结构参数进行了设计。田间试验表明,通过近等速补偿机构与放大机构相配合,对直插播种装置进行控制、协调,实现了成穴器位于播种段与出土段的水平分速为零,穴孔布置及播种作业运动轨迹合理;强排播种机构能够实现成穴器扎入覆膜种床后的准确开启投种、快速闭合,可有效缓解膜下播种多粒、空穴与成穴器堵塞问题。作业机田间播种性能试验指标均达到了国家相关作业质量评价技术规范要求,与一代样机作业性能相比有较大改进与提升,符合玉米全膜覆盖双垄沟播的农艺技术要求。

旱地玉米全膜覆盖双垄沟精量播种机工作参数优化

旱地玉米全膜覆盖双垄沟精量播种机采用凸轮与曲柄组合机构控制成穴器,能够实现播种时成穴器水平绝对速度为零,可改善播种作业过程中成穴器撕膜、挑膜及穴孔错位。以播种机前进速度、曲柄机构转速、凸轮机构转速和切膜刀角为自变量,穴孔错位率为响应值,依照Box-Behnken试验设计原理,采用四因素三水平响应面分析方法,建立了各因素与穴孔错位率之间的数学模型,并对各因素及其交互作用进行分析。试验结果表明:4个因素对穴孔错位率影响的主次顺序依次为凸轮机构转速、曲柄机构转速、播种机前进速度和切膜刀角;最佳工作参数为:播种机前进速度0.50 m/s、曲柄机构转速50.2 r/min、凸轮机构转速46.4 r/min和切膜刀角23.6°,此条件下穴孔错位率为1.221%。验证试验表明该组合下试验相对误差较小。

全膜双垄沟播直插式玉米播种装置双面凸轮的设计

针对全膜双垄沟播直插式玉米播种装置的核心部件单面凸轮控制的穴播杆水平位移不精确、振动较大等问题,设计采用双面凸轮代替。在沟播机虚拟样机基础上,生成双面凸轮内外接触轨迹曲线,由于生成的双面凸轮轨迹在奇点处过渡急剧,会造成凸轮与顶杆运动过程中冲击过大而无法实现设定的运动,甚至卡死,对轨迹过渡奇点段进行了圆弧过渡优化,对优化前后的凸轮在x、y方向位移曲线进行了对比,相应位移量较小。经沟播机虚拟样机仿真,双面凸轮驱动下的成穴器在入土前不会与地面发生干涉;对双面凸轮进行的冲击力和拉力作用下最大形变和应力进行分析的结果表明,双面凸轮在受到最大冲击力和拉力时最大变形量为0.092 mm,且其最大Von–Mises应力均远低于67 MPa,应能满足直插式玉米全膜覆盖双垄沟播机作业需求。

玉米全膜双垄沟直插式精量穴播机设计与试验

为适应我国西北地区旱地玉米全膜双垄沟播作业需求,解决传统膜上播种机具作业存在挑膜、撕膜、种穴与幼苗错位等问题,设计了一种玉米全膜双垄沟直插式精量穴播机。该机采用凸轮-曲柄滑块机构、运动放大机构实现了成穴器的投种控制与定点强制开启。仿真分析与田间验证试验表明,直插式精量穴播机在覆膜垄沟播种作业时,成穴器位于播种段与出土段的水平分速为零,播种株距可在一定范围内调节,穴孔布置、成穴器运动轨迹均合理,满足玉米全膜双垄沟播作业的农艺技术要求。

玉米覆膜精播多功能一体化播种机的设计与研究

为了解决春玉米种植时种子浪费严重、地膜烧苗、施肥落后等技术难题,研制了玉米覆膜精播多功能一体化播种机,并对玉米覆膜精播多功能一体化播种机整机构造、工作原理以及关键部件进行研究,提供了玉米精密播种机械的主要技术参数,并在试验田进行了播种田间性能测试试验,以2FBJD-2(机械式播种)为对照。结果表明:该机整体结构合理,播种性能优,播种速度快;平均播种深度为3.52 cm,没有过深或晒种现象,与对照相比,比对照深0.20 cm,差异显著;株距合格率为93.80%,重播率9.20%,漏播率2.60%,播种均匀性较好;覆膜质量高,破损率基本为0;施肥的稳定性和各行一致性效果较好;出苗率高达95.60%,较对照91.80%高3.80%。收获后测产表明,该机械播种的田间地块平均产量达12934.50 kg/hm^2,较对照产量11473.40 kg/hm^2高12.70%。该机能够一次性完成平地、覆膜、施肥、打孔、播种、覆土、镇压等多项作业,降低劳动强度,提高工作效率,节约成本,基本能够满足玉米农艺要求。

玉米全膜双垄沟自走直插式精量穴播机设计

为适应中国西北玉米全膜双垄沟播农艺技术要求,解决传统膜上播种机具作业所存在的挑膜、撕膜、穴孔错位等问题,研制了全膜双垄沟自走直插式玉米精量穴播机,为高性能膜上直插播种农机装备的开发奠定理论基础。依据直插播种作业原理,对样机结构组成、传动方案及关键作业部件进行分析;借助Step函数建立运动算例,对影响样机直插播种性能的盘形凸轮轮廓及所对应播种轨迹作分析研究,并进行田间播种试验。完成样机运动放大机构、直插成穴播种装置设计,获得盘形凸轮最大尺寸为182.719 mm,最小曲率半径为53.057 mm及相应Step控制函数;样机播种作业后穴孔错位率达0.43%,地膜采光面机械破损程度为45.5 mm·m-2。自走直插式玉米精量穴播机播种运动轨迹合理,直插成穴装置位于播种段与出土段的水平分速为零,能够实现对全膜双垄沟覆膜种床的自适应低损伤播种,符合膜上播种作业质量评价技术规范要求。

槽轮驱动垂直插入式穴播机的设计

针对全膜双垄沟播播种时撕膜及穴孔与膜孔错位等问题,设计了槽轮驱动垂直插入式穴播机,将槽轮机构的间歇运动和曲柄滑块机构的直线往复运动有机结合起来,成穴器垂直入土和出土,并在入土最低端强制开启,实现零速投种,种孔位置精确,解决了传统穴播机空穴率高及出苗率低的问题.通过建模仿真分析,该穴播机满足全膜双垄沟播玉米播种的农艺要求.

基于近等速机构的玉米全膜双垄沟穴播机作业性能试验

应用Plackett-Burman试验设计并结合玉米全膜双垄沟穴播机工作原理分析获得的8个初始参数(放大机构比例、近等速机构传动比、成穴器开启位移、成穴器角度、曲柄转速、机器前进速度、主动杆转速、成穴器播深)进行筛选,得到作业机曲柄转速、机器前进速度以及主动杆转速对穴孔错位率、采光面机械破损率影响显著。在通过最陡爬坡试验确定显著性参数最优值区间的基础上,根据Box-Behnken试验结果分别建立了穴孔错位率、采光面机械破损率与显著性参数的二阶回归模型,探究单一因素及交互因素对不同响应值的影响效应,并结合OptimizationNumerical计算方法对直插式穴播机工作参数进行优化与田间试验验证。试验结果表明:样机作业性能在符合国家标准要求前提下,各显著性参数对其穴孔错位率的影响主次顺序为机器前进速度、曲柄转速、主动杆转速;对采光面机械破损率的影响贡献由大到小为机器前进速度、主动杆转速、曲柄转速。优化所得的样机最佳工作参数条件为:机器前进速度为0.52 m/s、曲柄转速为72 r/min、主动杆转速为140 r/min。同时在此条件下,样机田间验证试验的穴孔错位率均值为1.23%,采光面机械破损率均值为9.56%,较优化前穴孔错位率(1.56%~5.87%)、采光面机械破损率(10.63%~73.37%)有明显的下降,表明在优化工作参数条件下作业机能够实现零速投种,基本无穴孔错位与撕膜、挑膜现象出现,能够有效避免对采光面地膜的机械损伤,表明建立的回归模型是可靠的。

谷子宽膜穴播机设计应用研究

谷子是晋北冷凉旱作区重要的杂粮作物,当前种植方式主要为双行地膜覆盖,而四行宽膜波浪形覆盖穴播的种植方式,能为谷子提供更优越的温度、水分、微生物等环境条件,为此设计适应冷凉旱作区谷子提质增效的2KMXB—1/4宽膜穴播机。2KMXB—1/4宽膜穴播机,配套幅宽1 600mm以上高强度薄型地膜,在部件可调节度、整机一体化作业、机械化播种模式、宽膜四行种植的覆土方式、小粒种子精量下种设备、播种机覆盖宽膜破裂的难题等方面,进行创新、发明和突破,解决当前双行地膜覆盖方式存在的生产问题,在小区试验和大田示范中成功应用,推动冷凉旱作区谷子种植生产进一步发展。

玉米起垄施肥覆膜播种一体机的设计

玉米地膜覆盖栽培技术可以有效解决保墒抗旱问题,但目前广泛采用的是膜上种植模式,这种模式存在雨水利用率低、雨后易形成板结、揭膜难度大等亟待解决的问题,设计一种集起垄、施肥、覆膜及膜侧播种功能于一体的玉米起垄施肥覆膜播种一体机,该机采用行间覆膜、膜侧播种模式。试验结果表明,该机可稳定可靠完成起垄、施肥、覆膜及膜侧播种的功能;与膜上种植模式相比,地膜破损度较小,保温保湿效果显著,提高降雨利用率,蓄水保墒效果较好,揭膜难度减小。该玉米起垄施肥覆膜播种一体机减轻劳动强度的同时有效解决了保墒抗旱问题,对于干旱地区的玉米生产具有重要意义。

直插式覆膜小麦穴播机的设计

该文设计的直插式覆膜小麦穴播机 ,采用平行四杆机构与轨道共同控制成穴器运动 ,成穴器轨迹非常接近理想直插运动曲线 ,成穴器入土后沿机组前进方向无显著位移运动。解决了原用滚筒鸭嘴式穴播机的撕膜、错位问题。即使改变成穴器有效工作长度 ,不会引起成穴器轨迹的变化 ,可满足不同作物的穴播。成穴器直接接种、整体仿形。

生物降解渗水地膜覆盖旱地谷子试验

生物降解渗水地膜覆盖技术是协调解决农田白色污染问题和高效利用天然降水资源、提高旱地农作物产量的重要途径。对研制成的1 300 mm×0.007 mm PPC基生物降解渗水地膜覆盖旱地谷子进行试验。结果表明,在谷子生育前期有较好的增温、保墒功能;在谷子生育后期,地膜降解效果良好;与2MB-1/3铺膜穴播机结合集成的技术模式,有延长膜的安全期和促进作物增产的作用。测试表明,45 d内0~60 cm土壤含水率比PE地膜的高0.56百分点;65 d内5 cm地温的增温作用与PE地膜的基本一致;膜面出现裂解时间50 d左右,180 d后地面膜的质量残留率为36.8%,土壤中膜的质量残留率为28.8%。

抛扬式膜际覆土马铃薯播种联合作业机设计与试验

针对传统马铃薯联合播种机播深合格率较低、膜际覆土质量差等问题,结合西北旱作区马铃薯机械化覆膜播种特点及甘肃省河西走廊马铃薯机械种植要求,设计了一种具有仿形播种能力的集旋耕、施肥、起垄、播种、覆膜和膜际覆土的马铃薯播种联合作业机。为降低地轮行走过程中对播种深度的影响,利用连杆原理分析确定了开沟器安装于仿形架的位置;为借助EDEM软件优化链勺结构参数,进行了二因素三水平的仿真试验,当链勺最大直径为77 mm,深度为25.5 mm时,取种性能较优;为提高抛扬式膜际覆土装置的覆土质量,通过土壤相对运动计算确定了覆土量;为提高抛扬叶轮的碎土性能,通过计算得叶轮半径为230 mm,起土铲后端高度为70 mm,叶轮回转角速度为4 rad/s。马铃薯联合播种机田间试验结果表明,当作业速度为0.69 m/s时,抛扬覆土式马铃薯联合播种机的合格指数为88.6%,漏种指数为5.3%,重播指数为6.1%,种植深度合格率为90.4%,种薯间距合格指数为89.4%,试验指标符合农业行业标准要求。膜际覆土倾角为65.3°,满足甘肃省河西走廊马铃薯种植覆膜要求。