铲式青贮玉米起茬及残膜回收联合作业机设计与试验

为解决青贮玉米根茬和残膜难回收的问题,设计一种铲式青贮玉米起茬及残膜回收联合作业机。联合作业机主要由起膜起茬铲、升运链、分离滚筒筛、集膜箱等部件组成。对联合作业机的关键部件进行理论分析和田间试验,确定其结构和工作参数。利用Design-Expert软件设计了三因素三水平二次回归正交试验,以机具前进速度、起膜起茬铲入土深度、分离滚筒筛转速为影响因素,以残膜拾净率和根茬起茬率为响应指标,建立响应面三维模型,得出机具前进速度和起膜起茬铲入土深度对机具残膜拾净率影响显著,而起膜起茬铲入土深度和分离滚筒筛转速对机具起茬率影响显著。利用Design-Expert软件中的Optimization对机具作业参数进行优化分析,结果表明,优化的作业参数为机具前进速度3.54 km·h^(-1),起膜起茬铲入土深度12.94 cm,分离滚筒筛转速51.53 r·min^(-1)。田间验证试验结果表明,在机具前进速度3.5 km·h^(-1),起膜起茬铲入土深度13 cm,分离滚筒筛转速50 r·min^(-1)作业条件下,残膜拾净率89.26%,根茬起茬率90.37%,机具运行稳定可靠,满足残膜回收机的作业要求。

上输送齿链组合式残膜回收机参数优化及试验

针对残膜回收机存在的根茬难处理、残膜漏捡和作业效果不佳等问题,设计了一种集根茬处理和残膜回收功能于一体的组合式残膜回收机,并阐述了其整机结构与工作原理。以机具前进速度、起膜铲入土深度、拾膜滚筒与齿链拾膜机构转速比为试验因素,残膜回收率和缠膜率为试验目标,进行了三因素三水平响应面试验,并运用Design-expert软件优化分析。结果表明:对于残膜回收率和缠膜率均是转速比影响最大,起膜铲入土深度影响最小。试验验证结果表明:当机具前进速度为6km/h、起膜铲入土深度56mm、转速比1.47时,为最佳工作参数组合,且理论值与实际值相对误差较小,优化结果可靠,可为残膜回收机具工作参数选择提供参考。

留膜留茬免耕栽培对旱作玉米田土壤养分、微生物数量及酶活性的影响

为了探讨不同耕作和覆盖方式对陇东黄土旱塬农田耕层土壤养分、土壤容重、酶活性及微生物数量的影响。采用随机区组设计,设置留膜留茬免耕栽培(T)和全膜双垄沟播栽培(CK)2个处理,测定不同生育时期0~10 cm、10~20 cm、20~40 cm 3个土层土壤养分含量、水解酶(蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶)活性及微生物(细菌、放线菌、真菌)数量等指标。结果表明:与CK相比,留膜留茬免耕栽培显著(P<0.05)提高了收获期表层(0~10 cm)土壤有机质、全量磷钾及速效磷钾含量,随土层深度增加,有机质及全量和速效磷钾含量均呈递减趋势。碱解氮含量在0~20 cm土层降低,在20~40 cm土层出现聚集。留膜留茬免耕栽培显著(P<0.05)增加了0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm土层土壤容重,增幅为7.1%~12.4%。不同耕作方式玉米0~40 cm土层微生物数量为细菌>放线菌>真菌。耕作方式对不同土层各生育期土壤微生物数量整体上影响显著(P<0.05),为T>CK。同一生育期随土层深度增加,土壤微生物数量整体上呈减少趋势,以表层(0~10 cm)最高,为T>CK。与CK相比,T的细菌和真菌在苗期、拔节期、抽雄期、灌浆期、收获期分别增加23.7%、64.5%、7.6%、44.0%、5.6%和31.1%、91.7%、85.7%、10.5%、33.3%。放线菌在苗期、拔节期、收获期分别增加79.8%、15.1%、17.6%,抽雄期、灌浆期分别减少17.2%、33.2%。耕作方式对不同土层各生育期土壤酶活性整体上影响显著(P<0.05),为T>CK。同一生育期随土层深度增加,酶活性逐渐降低,以表层(0~10 cm)最高,T效果优于CK,与CK相比,T的蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶在玉米全生育期增幅分别为4.7%~126.1%、9.8%~47.0%、5.4%~33.7%、2.3%~43.2%。相关分析表明:土壤酶活性之间呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)相关,细菌与蔗糖酶显著(P<0.05)相关,与磷酸酶极显著(P<0.01)相关,放线菌与土壤酶活性呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)相关,表明土壤微生物数量与酶活性能较好地反映土壤肥力水平。因此,留膜留茬免耕栽培在旱作农田条件下有利于土壤有机质及磷钾养分含量、酶活性及微生物数量的提高。

1MC-70型地膜回收起茬机铲刀结构和参数确定及试验研究

通过对1MC—70型地膜回收起茬机起膜、起茬铲刀的作业情况分析,推导出铲刀满足生产要求主要参数的求取方法和公式,并经理论分析和试验研究,确定了铲刀对玉米茬地进行起膜、起茬时主要参数的取值范围和减小牵引阻力的取值规律。通过多副铲刀的对比试验,选取出对玉米茬地进行起膜、起茬作业时,性能良好,牵引阻力较小的铲刀。

玉米根茬残膜回收机的离散元模拟及性能试验

为提高内蒙古地区玉米根茬残膜机械化回收水平,解决大根茬作物残膜回收率低、膜茬缠绕等问题,针对设计开发的玉米根茬残膜回收机,利用离散元数值模拟的方法,分析了作业时滚刀装置工作参数对根茬的回收率的影响。模拟结果表明,选用的滚刀装置作业参数可以实现对根茬段和地膜的抛起作用。参照残地膜回收机相关标准,对设计开发的玉米根茬残膜回收机进行了田间性能试验,结果表明:在给定的作业参数内,残膜表层拾净率为88%,缠膜率为1.8%,深层拾净率为91%,运输离地间隙为350mm,试验性能指标均高于相关标准。该机可用于玉米等大根茬作物根茬和残膜的有效回收。

残膜回收灭茬联合作业机的设计与试验

开发和设计了一种伸缩杆式残膜回收灭茬联合作业机。在对国内外各种残膜回收机优化组合的基础上,进行了残膜回收机的总体设计及主要部件的结构设计,着重进行了残膜回收灭茬联合作业机的传动系统与拾膜部件机构的设计。试验和理论计算表明:各项工作部件的设计和使用都是正确的,理论、试验均满足残膜回收作业要求。

滚刀式青贮玉米起茬及残膜回收联合作业机的设计与试验

为提高新疆青贮玉米地残膜机械化回收水平,研究大根茬对残膜机械化回收的影响,解决残膜回收率低、膜茬缠绕易堵塞等机具工作难题,该文研究设计了一种滚刀式青贮玉米起茬及残膜回收联合作业机。该机关键工作部件为滚刀起茬、滚筒拾膜和脱膜辊等装置,作业时采取滚刀结构将玉米大根茬起出,解决了大根茬对残膜回收的影响,随后通过滚筒拾膜机构将地膜挑起,由脱膜辊装置将滚筒上的地膜拨送至膜箱。根茬起茬率、地膜捡拾率是评价起茬及残膜回收联合作业机性能的主要指标,该文利用Design Expert软件设计了三因素三水平二次回归正交试验,以滚刀入土深度、机具前进速度、滚刀刀轴转速为影响因素,建立了响应面三维模型。分析得到滚刀入土深度及机具前进速度对机具残膜捡拾率影响显著(P<0.01),而滚刀入土深度及滚刀刀轴转速对机具根茬起茬率影响显著(P<0.01),通过方程推导出机具最佳工作参数为滚刀入土深度18.50 mm、机具前进速度4.57 km/h、滚刀刀轴转速906.43 r/min。大田试验结果表明,在工作参数为前进速度4.5 km/h,滚刀入土深度20 mm,刀轴转速900 r/min作业条件下,根茬起茬率达到88.25%、残膜捡拾率达到84.62%,与理论推导值对比误差均小于4%。该机通过滚刀式起茬能够解决青贮玉米地根茬对残膜回收的影响,可为玉米等大根茬类作物残膜回收机的研究提供参考。

玉米起茬机构的强度及振动特性分析与试验

玉米地膜污染治理中,玉米根茬较大、根系中大量气生根与地膜穿插在一起,致使玉米地膜回收较为困难,该文设计采用圆盘式起茬机构将玉米根茬起出,进行地膜回收,可有效解决玉米大根茬影响地膜回收的问题。但在双圆盘起茬过程中,田间地面不平引起的随机激励和圆盘刀等激励产生的振动频率接近起茬机构固有频率时,将引起共振加速,影响整机结构动态特性与可靠性。采用振动测试与模态分析方法,分析起茬机构田间振动特性,避免机构的共振影响起茬工作。首先,进行模态分析,提取机构固有频率与振型;其次,通过整机田间动态信号测试,进行动态数据采集分析,每个测点的振动响应进行快速傅里叶变换的频谱分析,测点位置的主要振动频率为19.53 Hz,与模态分析的一阶固有频率38.176 Hz相差较大,不在同一频率范围内,机构不会产生共振现象发生。根据胡克定律在一定的比例极限范围内应力与应变成线性比例关系,对田间动态数据进行计算得到机构的受力情况,计算受力最大处的测点4应力为227.94 MPa,小于普通炭钢的屈服强度为235 MPa,满足强度要求。该研究可避免起茬装置的共振发生,可为农机装备的振动特性分析与强度设计提供参考。

一种玉米地残膜捡拾机的设计与试验

针对现有滚筒式/杆齿式残膜捡拾机存在卸膜困难、膜土分离困难、捡拾效率低及玉米根茬容易造成捡膜齿破坏等难题,设计了一种新型的玉米地破茬残膜捡拾机,由深松机构、破茬机构、仿地形起膜机构、捡拾机构、卸齿机构及切膜机构等部件组成。对关键零部件载荷进行了计算和应力分析,结构优化后加工制造样机。田间试验结果表明:该机可完成深松土壤、破茬、起膜、捡拾、卸齿及切膜工序,在随机挑选的农田中,玉米根茬破茬率在80%左右,捡拾率达到90%以上,工作效率为0. 5hm2/h。

玉米起茬残膜回收机结构设计与性能试验

根据玉米覆膜种植的地域环境、土质条件和作物特点,研究开发设计一种新型玉米起茬残膜回收机,能够较好地完成挖掘玉米根茬和残膜,实现残(膜)茬与土壤分离和残(膜)茬的收集回收。通过改进的残膜回收机在内蒙古多地进行使用性能试验,试验结果表明:表层拾净率为87.9%,深层拾净率为90.7%,缠膜率为1.8%,机具作业指标、作业质量达到设计预期。简要介绍该新型玉米起茬残膜回收机的工作原理和结构设计,为玉米残膜回收机的改进设计和机具的进一步定型提供相关依据。

垄膜玉米地表残膜及根茬清理机设计

针对覆膜玉米收获后残留地膜、根茬不易回收等问题,研究设计了一种残膜及根茬清理机。起膜起根装置将根茬、土壤及地膜铲起送入链板输送装置,前地轮驱动偏心轴使得链板输送装置产生振动,同时拾膜、脱膜装置将在链板上输送的地膜拾起并清理至集膜箱,剩余的土壤、根茬进入双轴粉碎机构粉碎。工作速度3~5 km h,幅宽1 100mm,可将200 mm深的玉米根茬和100 mm的土与地膜铲起,回收残膜的同时可对玉米根茬进行清理与粉碎,并对土壤进行疏松。有限元分析结果表明起膜起根铲强度满足要求。该机可完成残膜、根茬的清理及根茬的粉碎工作,满足作业要求。

农田种床整备机的研制

介绍了一种农田种床整备机,重点阐述了该机的结构、工作原理、技术参数、特点及试验情况,该机可实现一次作业完成残膜残茬回收和联合整地两道工序,可达到提高功效节约成本的目的。