灭茬免耕播种机设计与试验

作     者：王超群 

作者单位：安徽农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：孙燕;王喜恩

授予年度：2019年

学科分类：0828[工学-农业工程] 08[工学] 

主      题：灭茬 免耕播种 设计 静力学分析 试验 

摘      要：本文主要针对传统播种机功能单一,且使用效果不好,易造成架种、晾种、堵塞等,严重影响种子发芽等技术难题,以及保护性耕作的技术要求,进行灭茬粉碎、破土施肥、精量播种等多项关键技术的研究。在小麦秸秆处理和综合利用方面取得突破,通过灭茬粉碎后均匀抛洒在地表上,解决了播种时秸秆堵塞播种机,混入土壤中造成种子架种、晾种而影响种子发芽,焚烧造成环境污染等难题。通过灭茬粉碎还田,实现小麦秸秆的综合利用,变废为宝,培肥地力。本研究的主要内容和取得的成果:(1)完成了灭茬免耕播种机整体方案设计。通过查阅国内外免耕播种机相关资料,分析和比较国内外免耕播种机发展现状及机具的工作原理和优缺点,结合安徽省大豆、玉米播种条件及特点,确定了本研究采用洁区播种的思想。(2)完成了灭茬免耕播种机的结构设计。创新设计灭茬粉碎装置,合理安装灭茬刀轴和开沟器的位置,通过动刀和定刀的配合,将粉碎后的秸秆抛向播种机后方实现洁区播种。整机实现侧施肥4行播种玉米,行间距60 cm;7行播种大豆,间距30 cm。经计算和理论分析:确定了 30个动刀座采用双螺旋式排布,相邻动刀座径向呈85°等分,轴向间距67 cm;定刀采用线性排列,30个相邻定刀座间距71 cm;灭茬刀轴转速应大于1857 r/min;开沟器M点的入上角为35°。(3)对关键部件进行静力学分析。通过ANSYS/Workbench软件对开沟器、动刀和机罩壳进行静力学分析,施加相对应的载荷,得出应力、应变数据,验证了开沟器、动刀设计是合理的;机罩壳设计不够合理,经改进后满足了设计要求。(4)对灭茬免耕播种机进行田间试验。根据不同的前进速度,不同的灭茬刀轴转速,对机具进行播种大豆、玉米试验。经田间试验表明,机具通过性良好,各项指标均符合设计要求。当机具前进速度1.39m/s、灭茬刀轴转速2000r/min时,大豆播种:根茬粉碎合格率92.75%、晾籽率1.28%、粒距合格指数92.68%、播种深度合格率88.35%、重播指数2.15%、漏播指数3.82%、仿形地轮滑移率3.52%;玉米播种:根茬粉碎合格率93.25%、晾籽率1.25%、粒距合格指数92.62%、播种深度合格率90.45%、重播指数2.61%、漏播指数3.36%、仿形地轮滑移率3.46%。