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农业机械学报 2020年第12期51卷 24-34页

作者：赵宏波何进郑智旗张振国刘文政西北农林科技大学机械与电子工程学院陕西杨凌712100 中国农业大学工学院北京100083 新疆农业大学机电工程学院乌鲁木齐830052

针对我国华北平原一年两熟区玉米秸秆覆盖地小麦少免耕播种机作业时存在易堵塞、种床清洁率低等问题,设计了一种条带型行间侧抛清秸防堵装置。对清秸防堵装置工作时秸秆抛撒特性进行理论分析,明确影响清秸效果的关键因素为侧倾刀弯折角... 详细信息

针对我国华北平原一年两熟区玉米秸秆覆盖地小麦少免耕播种机作业时存在易堵塞、种床清洁率低等问题,设计了一种条带型行间侧抛清秸防堵装置。对清秸防堵装置工作时秸秆抛撒特性进行理论分析,明确影响清秸效果的关键因素为侧倾刀弯折角、弯折线夹角和回转半径。以作业扭矩、抛土量和种床清洁率为指标,通过离散元仿真并结合旋转正交回归试验,确定了清秸防堵装置较优参数组合为侧倾刀弯折角25°、弯折线夹角30°、回转半径250 mm,此时种床清洁率为80.5%、作业扭矩为47.2 N·m、抛土率为15.8%。配合清秸防堵装置,分别设计了一沟双行种肥分施开沟器、V型土壤导流板等部件。其中种肥分施开沟器前方装有定刀,可与防堵装置形成动定刀切割,提高了防堵性能;V型土壤导流板夹角为130°,可将抛起的土壤颗粒反弹回种床,增加了回土量。田间播种试验表明,所设计的行间侧抛清秸防堵装置未发生堵塞和缠草现象,种床清洁率为82.7%,作业扭矩为298.2 N·m,作业质量稳定,满足少免耕播种作业国标和农艺要求。

关键词：少免耕播种机侧倾刀行间侧抛清秸防堵装置

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幅宽自动控制清秸防堵装置设计与试验

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农业机械学报 2021年第3期52卷 25-35页

作者：王奇唐汉周文琪王金武东北农业大学工程学院哈尔滨150030

针对免耕播种机在进行玉米秸秆全量粉碎还田作业时,清秸防堵装置存在清秸幅宽、秸秆抛掷距离不合理和幅宽稳定性差等问题,设计了一种幅宽自动控制的清秸防堵装置。建立清秸幅宽数学模型,确定影响作业幅宽和漏清区域的主要工作参数和各... 详细信息

针对免耕播种机在进行玉米秸秆全量粉碎还田作业时,清秸防堵装置存在清秸幅宽、秸秆抛掷距离不合理和幅宽稳定性差等问题,设计了一种幅宽自动控制的清秸防堵装置。建立清秸幅宽数学模型,确定影响作业幅宽和漏清区域的主要工作参数和各参数的取值范围;运用S型压力传感器和电动直线推杆协同作用设计幅宽自动控制系统;通过正交试验设计和EDEM离散元仿真试验确定清秸盘的最优工作参数组合,并进行田间试验,验证自动控制系统和装置的作业性能。结果表明,影响星齿凹盘式清秸防堵装置作业幅宽和漏清区域的主要工作参数为清秸盘间距、工作偏角和工作倾角,通过仿真试验得到最优参数组合为90 mm、30°和15°;自动控制系统通过监测清秸盘对地压力实时调节其入土深度,从而调控其作业幅宽,可有效提高幅宽稳定性。田间试验表明,该装置苗带清秸率、秸秆横向移动最大距离和幅宽稳定性系数分别为92.3%、40.2 mm和92.1%,满足免耕播种作业农艺和技术要求。

关键词：保护性耕作清秸防堵装置作业幅宽自动控制

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免耕播种机星齿凹面盘式清秸防堵装置设计与试验

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农业机械学报 2019年第2期50卷 68-77页

作者：王奇贾洪雷朱龙图李名伟赵佳乐吉林大学生物与农业工程学院长春130022 吉林大学工程仿生教育部重点实验室长春130022

针对东北地区免耕播种机在玉米秸秆全量粉碎还田作业时,平面爪轮式清秸防堵装置清秸率低、作业性能不稳定,播种机作业质量和工作效率降低等问题,设计一种星齿凹面盘式清秸防堵装置。通过分析作业时秸秆颗粒在凹面清秸盘上的运动规律,确... 详细信息

针对东北地区免耕播种机在玉米秸秆全量粉碎还田作业时,平面爪轮式清秸防堵装置清秸率低、作业性能不稳定,播种机作业质量和工作效率降低等问题,设计一种星齿凹面盘式清秸防堵装置。通过分析作业时秸秆颗粒在凹面清秸盘上的运动规律,确定了影响清秸率的主要结构参数和各参数的取值范围。结合旋转正交试验设计和EDEM离散元仿真技术确定了星齿凹面清秸盘的最优结构参数组合,通过田间对比试验验证了该装置的作业性能。研究结果表明:影响星齿凹面盘式清秸防堵装置作业性能的主要结构参数为清秸盘回转半径、圆盘曲面投影长度和曲率半径。当清秸盘回转半径为152. 5 mm、曲率半径为160 mm和圆盘曲面投影长度为50. 9 mm时,该装置作业性能最佳,苗带清秸率和作业阻力分别为92. 2%和142. 6 N。星齿凹面盘式清秸防堵装置的工作性能优于平面爪轮式防堵装置,作业质量稳定,满足免耕播种作业农艺和技术要求。

关键词：免耕播种机玉米清秸防堵装置离散元法结构优化

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51.5-73.5kW拖拉机配套麦茬地免耕大豆精量播种机的研究

51.5-73.5kW拖拉机配套麦茬地免耕大豆精量播种机的研究

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作者：吴广伟东北农业大学

学位级别：硕士

我国黄淮海一年两熟地区,冬小麦收获后田间残留大量秸秆和根茬,给下茬作物的高质量适时播种造成困难,使得现役的免耕播种机具都极易发生堵塞现象,焚烧秸秆现象屡禁不止。针对这种现状,本研究创新设计了一种与51.5-73.5kW拖拉机配套的具... 详细信息

我国黄淮海一年两熟地区,冬小麦收获后田间残留大量秸秆和根茬,给下茬作物的高质量适时播种造成困难,使得现役的免耕播种机具都极易发生堵塞现象,焚烧秸秆现象屡禁不止。针对这种现状,本研究创新设计了一种与51.5-73.5kW拖拉机配套的具有高生产率的麦茬地免耕大豆精量播种机,并对其进行了深入系统的研究。(1)总体方案设计。全面总结及分析前人研究成果,同时广泛参考国内外现有同类机具的技术特点,根据设计要求确定了麦茬地免耕大豆精量播种机的总体设计方案。(2)清秸防堵装置设计。确定了清秸防堵装置的总体结构和技术参数,并完成了相关主要零部件的设计和分析;运用ANSYS软件对清秸防堵装置的机架和清秸机构总成分别进行了有限元分析,结果表明：机架最大应力149.99MPa,小于机架材料许用应力196MPa,满足强度要求;清秸机构总成的固有频率与各激振源的振动频率相差较大,不会发生共振现象而引起结构破坏。(3)清秸刀齿设计与优化。通过理论分析完成了清秸刀齿的基本结构设计,并对其相关参数进行了分析;在此基础上,采用二因素三水平的正交试验设计方法,以清秸刀齿的滑切角和入土角为影响因素,以试验装置的秸秆根茬清除率和旋转功耗为目标函数,寻求清秸刀齿最佳结构参数组合。结果表明：当清秸刀齿的回转半径为350mm、齿宽为35mm、齿厚为5mm、滑切角为25°和入土角为30°时,试验装置的旋转功耗为5.44kW,秸秆根茬清除率为92.0%,秸秆和根茬不会造成机具堵塞现象发生。(4)播种单元体及施肥装置的设计。施肥开沟器采用凿型锄铲式结构,入土性能好;所选排种器为2BJP-3型垂直窝眼轮式排种器,试验台检测结果表明：在作业速度为5.4km/h条件下,排种器各项播种性能均满足国家标准优等品水平,可满足播种要求;三向可调式覆土镇压器覆土镇压圆盘直径320mm,覆土镇压圆盘夹角6°-30°可调,覆土宽度30～60mm可调,作业时覆土严密,厚度一致,镇压效果好。(5)样机试制与田间试验。确定了整机结构与技术参数,对机组的纵向稳定性进行了分析验证,并完成了样机的加工试制。田间性能试验结果表明：在机组作业速度5.4km/h条件下,理论粒距设定为6cm和8cm水平时,播种粒距合格指数、重播指数、漏播指数和变异系数均达到国家标准优等品水平;播种深度达到国家标准一等品水平,所施颗粒肥位置完全符合大豆农艺生产要求;清秸刀齿入土深度在30mm以上时,机组作业通过性良好,可顺利完成高质量播种作业。(6)所设计的麦茬地免耕大豆精量播种机一次进地可完成清秸、开沟、施肥、播种、覆土、镇压和覆秸等环节,通过性好,适应性强,作业效率高,无需焚烧秸秆即可保证高质量播种作业。(7)样机改进。鉴于51.5-73.5kW拖拉机配套的麦茬地免耕大豆精量播种机样机作业幅宽为2.4m,实际作业时因清秸刀齿入土深度不均带来的局部清秸不净或动土量较大等问题,提出了分段仿形式清秸防堵装置的改进方案,并完成了改进后的清秸防堵装置整体结构设计和样机试制,但其实际作业效果仍需通过后续田间试验进行确定。

关键词：麦茬地大豆免耕播种机清秸防堵装置清秸刀齿

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