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农业机械学报 2019年第1期50卷 96-104页

作者：段宏兵陈志鹏宋波涛余参参徐涛华中农业大学工学院武汉430070 农业农村部马铃薯生物学与生物技术重点实验室武汉430070

针对中国丘陵山区地形复杂、马铃薯机械化水平偏低、种植规模较小等问题,设计了一种可实现施肥、播种、开沟起垄、整形镇压一体化作业的三角链半杯勺式马铃薯精密播种机。将传统的链勺式马铃薯播种机的"上下"2个链轮的传动改为3个链轮的... 详细信息

针对中国丘陵山区地形复杂、马铃薯机械化水平偏低、种植规模较小等问题,设计了一种可实现施肥、播种、开沟起垄、整形镇压一体化作业的三角链半杯勺式马铃薯精密播种机。将传统的链勺式马铃薯播种机的"上下"2个链轮的传动改为3个链轮的"三角形排列"的传动模式,增加了水平清种区,依靠重力清种,减少种薯的损伤,以及实现单粒精播的要求;将勺式取种装置改为半杯状取种装置,有效增加了取种数量,提高了取种的可靠性;通过分析计算确定了排肥系统、靴式开沟器、排种系统的工作参数,对于丘陵山区土地粘性大造成的起垄高度低、起垄不平整等问题,设计了一套开沟起垄、整形镇压装置。田间试验结果表明,当作业速度1. 9～2. 0 km/h时,粒距合格指数83. 26%,重播指数8. 36%,漏播指数8. 38%,变异系数22. 31%,垄高、垄底宽、垄面宽和垄距的稳定系数均在97%以上,性能指标符合国家标准要求。

关键词：马铃薯播种机三角链半杯勺式丘陵山区

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三角链半杯勺式马铃薯精密播种机的设计与试验研究

三角链半杯勺式马铃薯精密播种机的设计与试验研究

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作者：陈志鹏华中农业大学

学位级别：硕士

马铃薯是世界上少有的粮菜兼用型作物,同时也是世界上最主要的粮食作物之一。2016年2月,我国农业部正式发布《关于推进马铃薯产业开发的指导意见》,意味着我国马铃薯生产、加工等相关产业发展进入快车道。在我国南方广大地区,丘陵山区... 详细信息

马铃薯是世界上少有的粮菜兼用型作物,同时也是世界上最主要的粮食作物之一。2016年2月,我国农业部正式发布《关于推进马铃薯产业开发的指导意见》,意味着我国马铃薯生产、加工等相关产业发展进入快车道。在我国南方广大地区,丘陵山区马铃薯种植是我国南方马铃薯种植的主要形式之一,目前国内、外相关研究领域针对于丘陵山区马铃薯机械化生产的研究较少,在影响马铃薯机械化研究和技术推广的较多客观因素中,土质环境与作业田地大小较大程度限制了马铃薯的机械化发展。为此本文在结合我国丘陵山区农艺种植要求的种植模式下,围绕农艺与农机的原则,设计并研制了一款可实现施肥、播种、开沟起垄、整形镇压等一体化作业的三角链半杯勺式马铃薯精密播种机,并根据设计要求对样机进行了田间试验。本课题主要研究内容如下:(1)结合我国南方丘陵山区马铃薯种植农艺特性,确定了三角链半杯勺式马铃薯精密播种机总体设计方案。该机采用拖拉机牵引为动力,通过地轮带动排种器转动,适用于马铃薯单垄单行种植模式,可一次完成施肥、播种、开沟起垄、整形镇压等一体化作业,满足播种深度12000mm,播种行距700mm,播种株距210mm、230mm和260mm的要求。(2)通过对样机的关键零部件进行设计和计算,将传统的链勺式马铃薯播种机的“上下”2个链轮的传动模式改为由3个链轮组成的“三角形排列”的传动模式,增加了水平清种区,依靠重力清种,减少种薯的损伤,以及实现单粒精播的要求;将勺式取种装置改为半杯状取种装置,有效的增加了取种数量,提高了取种的可靠性;通过分析计算确定了排肥系统、靴式开沟器和排种系统的工作参数;对于丘陵山区土地粘黏性大造成的起垄高度低、起垄不平整等问题,设计了一套开沟起垄、整形镇压装置。(3)利用EDEM离散元仿真软件完成对三角链半杯勺式排种器全过程的仿真。为使半杯勺在种箱内充分取种,对种箱进行优化,利用EDEM软件模拟种箱挡板的大小和种箱安装位置对半杯勺取种的影响,比较重播指数和漏播指数确定种箱的安装角度θ为20°,种箱挡板高度e为200mm。对排种器的取种、清种和导种过程进行全面仿真试验,试验仿真测定排种器的合格指数为93.18%,重播指数为5.68%,漏播指数为1.14%。与台架试验合格指数93.74%,重播指数3.99%,漏播指数2.27%相近。(4)以三角链半杯勺式马铃薯精密播种机的排种合格指数、重播指数、漏播指数、变异系数为主要评价指标,探究300g小整薯与切块薯重量比和拖拉机行驶速度2个试验因素对播种机排种试验指标的影响规律。单因素试验表明,播种机在行驶速度为慢一档(0.55m/s)、慢二档(0.69m/s)和慢三档(0.81m/s)时对300g小整薯的播种性能达到了合格品的要求;播种机在行驶速度为慢一档(0.55m/s)和慢二档(0.69m/s)时对300g小整薯与切块薯的重量比在50%时的播种性能达到了合格品的要求;播种机在行驶速度为慢一档(0.55m/s)时对切块薯的播种性能达到了合格品的要求;播种机田间播种后,种薯的破损率<1%,达到合格品水平;播种深度合格率为90%,达到一等品水平;垄高、垄底宽、垄面宽和垄距的稳定系数均在95%以上,性能指标符合国家标准要求。

关键词：马铃薯播种机三角链半杯勺式丘陵山区 EDEM仿真

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