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折叠式棉花宽幅铺膜精量播种机设计与试验

农业机械学报 2024年第8期55卷 53-62页

作者：史增录王美静张学军张燕李明华卢登明新疆农业大学机电工程学院乌鲁木齐830052 新疆智能农业装备重点实验室乌鲁木齐830052 新疆金天成机械装备有限公司阿克苏842008

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... 详细信息

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。

关键词：棉花铺膜播种机宽幅折叠

卷辊式耕层残膜回收机起膜装置的设计与试验研究

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中国农业大学学报 2024年第11期 196-208页

作者：刘小鹏史增录姚洁婷张学军鄢金山张朝书刘蕾新疆农业大学机电工程学院新疆智能农业装备重点实验室新疆阿克苏天地机械制造有限责任公司

针对新疆棉田耕层残膜与土壤及根茬混合粘结，造成耕层残膜回收拾净率低的问题，提出一种旋耕起抛膜土混合物，弹齿顺向旋转捡膜，逆向旋转卸膜的耕层残膜回收方法。对起膜装置关键作业部件进行设计与参数计算；开展起膜装置起抛性能试... 详细信息

针对新疆棉田耕层残膜与土壤及根茬混合粘结，造成耕层残膜回收拾净率低的问题，提出一种旋耕起抛膜土混合物，弹齿顺向旋转捡膜，逆向旋转卸膜的耕层残膜回收方法。对起膜装置关键作业部件进行设计与参数计算；开展起膜装置起抛性能试验，分析起膜装置对不同土层深度残膜的起抛性能；以机具前进速度和刀轴转速为试验因素，残膜起膜率与破碎度为评价指标，进行2因素3水平正交试验，运用Design-Expert 13.0软件对试验结果进行分析获得起膜装置的最佳工作参数组合，并进行田间验证试验。结果表明：基于滑切原理，起膜刀正切刃的磨刃角为25°，折弯角为73°，折弯半径为30 mm，侧切刃刀刃终点滑切角为58°；起膜装置对不同土层深度的残膜起抛高度不同，且能可靠地将其抛起到捡膜高度，对土层0～150 mm深度残膜的起膜率为92.3%；当机具前进速度为4.5 km/h、刀轴转速为213.75 r/min时，残膜起膜率为90.21%，残膜破碎度为6.03 mg/块，与理论优化值误差分别不超过1个百分点和1 mg/块。起膜装置对土层0～150 mm深度的残膜起膜效果明显，且破碎度在可进行机械化捡拾作业的范围内，满足作业要求。

关键词：耕层残膜起膜装置残膜回收机性能试验

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基于单片机的花生覆膜播种机监测系统研究

现代电子技术 2024年第14期47卷 162-170页

作者：李长勇秦鹏博卢登明陆亮阳廖应良张颖新疆大学机械工程学院新疆乌鲁木齐830046 新疆金天成机械装备有限公司新疆阿拉尔843000

针对花生覆膜播种机在作业过程中薄膜和滴灌带容易发生断膜、断带及卡带等问题,而驾驶员无法及时获取对应的故障信息,导致花生覆膜播种机作业完成之后出现大面积的无效作业,这加大了后续人员的工作量。为此,提出一种花生覆膜播种机关键... 详细信息

针对花生覆膜播种机在作业过程中薄膜和滴灌带容易发生断膜、断带及卡带等问题,而驾驶员无法及时获取对应的故障信息,导致花生覆膜播种机作业完成之后出现大面积的无效作业,这加大了后续人员的工作量。为此,提出一种花生覆膜播种机关键作业参数监测系统。该系统以单片机为监测系统的核心,通过角度传感器测量角度来反映滴灌带和薄膜的铺设距离和铺设速度;采用GPS-北斗模块测量花生覆膜播种机的经纬度数据,以反映播种机的速度和位置变化。通过实验建立相关的速度数学模型和距离数学模型,并且编写了相对应的上位机软件。实验结果表明,所提系统能对播种过程中薄膜和滴灌带断膜、断带及卡带等问题进行有效监测,准确率达到90%,可有效提升花生覆膜播种机的智能化水平。

关键词：花生覆膜播种机单片机参数监测传感器滴灌带 GPS-北斗模块

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圆周往复水射流式挖藕试验装置设计与试验

农机化研究 2024年第2期46卷 70-76页

作者：玉苏甫江·艾米都力张佳潘江如郭辉佟灵茹朱军新疆农业大学机电工程学院乌鲁木齐830052 新疆工程学院机电工程学院乌鲁木齐830023 新疆鑫力同机械制造有限公司乌鲁木齐830000

为满足莲藕采挖作业多样化的试验要求,提高试验装置的互换性、通用性与测量精度,设计了圆周往复水射流式挖藕试验装置。介绍了试验装置中试验台的结构设计、工作原理和关键部件设计,分析了圆周往复水射流结构在不同条件的挖掘深度及莲... 详细信息

为满足莲藕采挖作业多样化的试验要求,提高试验装置的互换性、通用性与测量精度,设计了圆周往复水射流式挖藕试验装置。介绍了试验装置中试验台的结构设计、工作原理和关键部件设计,分析了圆周往复水射流结构在不同条件的挖掘深度及莲藕浮出率等,确定了试验指标,并进行了台架验证试验。结果表明:圆周往复水射流式挖藕试验装置能够有效反映喷头直径、喷射角度和喷头与泥土表面距离对莲藕采挖效果和挖掘深度的影响。当喷头直径不变时,喷射角度越小挖掘深度越深,喷头与泥土表面距离越小挖掘深度越深,喷射角度越大冲刷面积越大,成正比例关系;喷头与泥土表面距离越近、喷射角度越小情况下莲藕的浮出率越高,满足圆周往复水射流式挖藕试验要求。

关键词：挖藕机水射流台架试验莲藕浮出率

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齿板式棉秆扶拔装置设计与试验

农业工程学报 2024年第4期40卷 41-50页

作者：张佳喜杨锐王振伟候聪飞王毅超蔡佳麟亚森江·白克力郭刚新疆农业大学机电工程学院乌鲁木齐830052 四平市顺邦农机制造有限公司四平136000

针对新疆地区棉秆整株拔取难、拔断率、漏拔率高的问题,该研究设计一种齿板式棉秆扶拔装置,以不入土拔取棉秆,减少对地膜影响。齿板式棉秆扶拔装置由V型齿板组、扶禾皮带、调节装置等组成。采用解析法对V型齿板组、扶禾皮带夹秆运动过... 详细信息

针对新疆地区棉秆整株拔取难、拔断率、漏拔率高的问题,该研究设计一种齿板式棉秆扶拔装置,以不入土拔取棉秆,减少对地膜影响。齿板式棉秆扶拔装置由V型齿板组、扶禾皮带、调节装置等组成。采用解析法对V型齿板组、扶禾皮带夹秆运动过程进行分析,建立V型齿板组夹秆点速度方程和扶秆轨迹,结合棉花种植农艺要求得到齿板转速大于前进速度,夹持皮带水平分速度大于前进速度,确定工作参数范围。为了探明各参数对拔秆效果的影响,以拔断率、漏拔率为指标,以前进速度、齿板转速、皮带线速度为试验因素,使用Design Expert 13设计三因素三水平二次回归正交试验。结果表明,皮带线速度大于0.85 m/s、前进速度大于0.8 m/s时对拔断率、漏拔率影响最大。响应曲面优化试验得出装置的最佳参数组合为:前进速度0.63 m/s、齿板转速58.57 r/min、皮带线速度0.71 m/s,此时拔断率、漏拔率分别为3.90%和4.34%。田间试验结果表明:前进速度0.65 m/s、齿板转速58 r/min、皮带线速度0.71 m/s时,拔断率、漏拔率分别为3.87%、4.48%与理论预测值相对误差在5%以内,优化结果可靠。研究结果可为棉秆整株起拔装置设计提供参考。

关键词：农业机械优化棉秆齿板响应面

基于FEM-SPH耦合的卷辊式耕层残膜回收部件结构优化与试验

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农业工程学报 2024年第10期40卷 55-65页

作者：张学军郭磊史增录鄢金山刘小鹏张朝书刘蕾新疆农业大学机电工程学院乌鲁木齐830052 新疆智能农业装备重点实验室乌鲁木齐830052 阿拉尔市天典农机制造有限责任公司阿拉尔843300

针对棉田耕作层内残膜力学性能差及膜土分离困难,残膜拾净率低和回收的残膜含土量高等问题,该研究对卷辊式残膜回收部件进行优化。在分析起膜捡膜工作过程和建立卷辊弹齿与膜土团聚体之间动力学关系的基础上,采用有限元法(finite elemen... 详细信息

针对棉田耕作层内残膜力学性能差及膜土分离困难,残膜拾净率低和回收的残膜含土量高等问题,该研究对卷辊式残膜回收部件进行优化。在分析起膜捡膜工作过程和建立卷辊弹齿与膜土团聚体之间动力学关系的基础上,采用有限元法(finite element method,FEM)和光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)耦合算法,建立卷辊弹齿-膜土团聚体接触计算模型,探究卷辊弹齿与膜土团聚体之间相互作用机理,分析卷辊弹齿接触膜土团聚体后残膜受力程度和土壤扰动程度的变化规律。以卷辊回转半径、弹齿直径、弹齿顶端折弯角为试验因素,以残膜平均峰值应力及土壤最大应变为指标开展仿真试验,分析各因素对指标的影响规律并对卷辊弹齿结构参数进行优化,获得卷辊弹齿最优结构参数为:卷辊回转半径100 mm、弹齿直径5 mm、弹齿顶端折弯角42°,此时残膜平均峰值应力为0.1201 MPa,土壤最大应变为3.7584。为了验证优化后卷辊弹齿的捡拾作业性能,以拾净率和含土率为试验指标进行田间试验,结果表明:机具拾净率为80.34%,含土率为37.13%,与初代研制的样机相比拾净率提升了8.74个百分点,含土率下降了12.18个百分点,机具作业性能明显提升且试验指标达到设计要求。本文建立的有限元模型可为残膜回收机关键部件的结构优化提供参考。

关键词：农业机械优化残膜回收弹齿 FEM-SPH 膜土团聚体

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轧花机的发展

中国棉花加工 2024年第4期 4-7页

作者：王新亭李占涛王韶斌李怀坤山东天鹅棉业机械股份有限公司山东济南250032 新疆天鹅现代农业机械装备有限公司新疆五家渠831300

公元5世纪,人类发明了第一台轧花机(单辊轧花机)。接下来又发展出了契尔卡(churka)轧花机(双辊轧花机),它轧棉的速度是单辊轧花机的5倍。1750年,契尔卡轧花机在北美广泛使用,用于加工陆地棉和海岛棉(ELS)。1794年,伊莱·惠特尼(Eli Whit... 详细信息

公元5世纪,人类发明了第一台轧花机(单辊轧花机)。接下来又发展出了契尔卡(churka)轧花机(双辊轧花机),它轧棉的速度是单辊轧花机的5倍。1750年,契尔卡轧花机在北美广泛使用,用于加工陆地棉和海岛棉(ELS)。1794年,伊莱·惠特尼(Eli Whitney)发明了钉齿轧花机。1796年,霍根·霍姆斯(Hodgen Holmes)发明了一种带锯齿锯片的能连续喂料的轧花机,这是与双辊轧花机截然不同的概念。霍姆斯的锯齿轧花机主导了陆地棉行业直至如今,而双辊轧花机仍继续用于海岛棉。1840年,方斯·麦卡锡(Fones McCarthy)发明了一种往复刀式皮辊轧花机,因为锯齿轧花机的轧棉能力明显高于麦卡锡轧花机,所以仍然用于陆地棉;而麦卡锡皮辊轧花机却可以保证长绒棉的品质,所以应用于海岛棉。1923年,受棉铃象鼻虫的影响,海岛棉停止生产,同时,由于美国西南地区已发展起来皮马棉(超长纤维棉),因此皮辊轧花机的使用仍在继续。1963年,人们发明了一种滚刀式皮辊轧花机,它的轧棉速度是往复刀式皮辊轧花机的5倍。2005年,人们又研发出来一种高速皮辊轧花机,其生产能力可以与现代锯齿轧花机相媲美。

关键词：超长纤维轧花机麦卡锡皮马棉双辊轧棉惠特尼长绒棉

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间歇通风策略在西北地区夏季蛋鸡舍应用效果

农业工程学报 2024年第18期40卷 184-193页

作者：陈辰王阳彭海青李保明万代富李德义郑炜超农业农村部设施农业工程重点实验室北京100083 中国农业大学水利与土木工程学院北京100083 北京市畜禽健康养殖环境工程技术研究中心北京100083 福康源禽业责任有限公司乌鲁木齐830001 新疆牧丰伟业机械制造有限公司昌吉831100

在中国西北地区夏季蛋鸡养殖中,由于昼夜温差大,需对蛋鸡舍的通风换气量进行频繁调整以适应环境变化。在连续通风策略下,对风机运转数量的调整常导致舍内负压值的较大波动,并且难以实时准确地通过进风口来调控舍内负压水平,导致舍内温... 详细信息

在中国西北地区夏季蛋鸡养殖中,由于昼夜温差大,需对蛋鸡舍的通风换气量进行频繁调整以适应环境变化。在连续通风策略下,对风机运转数量的调整常导致舍内负压值的较大波动,并且难以实时准确地通过进风口来调控舍内负压水平,导致舍内温度波动大、热环境分布不均匀。为探究间歇通风策略在西北地区夏季蛋鸡舍的应用效果,该研究在两栋不同进风模式的商品代蛋鸡舍进行试验。通过对两栋鸡舍内温湿度、风速及内外压差的连续监测,对比间歇通风和连续通风策略下,侧墙小窗进风及纵向通风鸡舍内的热环境分布,并对风机的间歇调控策略进行分析。结果表明:间歇通风策略下,侧墙小窗进风和纵向通风鸡舍内的平均温度波动分别为0.6、0.7℃,水平方向最大温差分别为0.3、5.2℃;连续通风策略下,侧墙小窗进风和纵向通风鸡舍内的平均温度波动分别为1.2、1.0℃,水平方向最大温差分别为0.8、4.7℃。开启风机数量相同时,两栋鸡舍内外压差和风速均不随通风策略的改变而发生变化,侧墙小窗进风鸡舍风机相对山墙至风机排风端的内外压差由17 Pa增大至19 Pa,纵向通风鸡舍相对山墙处舍内外压差为11 Pa;侧墙小窗进风鸡舍平均进风风速和走道平均风速分别为3.30、0.49 m/s,与纵向通风鸡舍相比分别提高1.86、0.12 m/s。综合间歇和连续通风策略下两栋鸡舍内热环境情况,间歇通风策略应用于西北地区夏季蛋鸡舍可有效降低舍内温度波动并维持舍内外压差水平的稳定,间歇通风策略更适用于侧墙小窗进风式鸡舍,可提高舍内温度分布均匀性。

关键词：环境控制风速通风策略温差热应激压差

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变量施肥联合整地机设计与试验

农业机械学报 2024年

作者：韩长杰刘钊毛罕平马旭王速新疆农业大学机电工程学院新疆智能农机装备工程技术研究中心石河子市光大农机有限公司

针对新疆缺少棉田施肥联合整地机械和施肥量控制精度不高问题，设计了一种变量施肥联合整地机，可一次性完成耙地、变量施肥、平土、碎土和镇压等作业。对排肥装置、双圆盘开沟机构、缺口耙片组、碎土与镇压组件等关键部件进行设计，通... 详细信息

针对新疆缺少棉田施肥联合整地机械和施肥量控制精度不高问题，设计了一种变量施肥联合整地机，可一次性完成耙地、变量施肥、平土、碎土和镇压等作业。对排肥装置、双圆盘开沟机构、缺口耙片组、碎土与镇压组件等关键部件进行设计，通过静力学分析得到影响其工作性能的关键因素，并确定关键部件结构参数；基于北斗自动导航驾驶系统获取行驶速度，并以STM32F405为核心处理器实现了变量施肥控制。以各行排肥量一致性、不同行驶速度下施肥量控制精度以及施肥深度合格率作为施肥性能评价指标，以耙深稳定性、地表平整度标准差、碎土率作为整地性能评价指标，开展了田间试验。试验结果表明，排肥轴转速为10～60r/min时，各行排肥量一致性变异系数最大值为4.27%；车速为4、7、10km/h时排肥量控制精度最小值分别为96.70%、95.35%和94.14%；施肥深度合格率为87.04%；耙深稳定性变异系数最大值为5.34%；地表平整度标准差最大值为4.69mm；碎土率为96.16%。各项指标均达到施肥机械和整地机械标准要求。

关键词：农业机械施肥整地联合棉田