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[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
林静 孟凡成 高文英
秸秆深埋还田机在田间作业过程中,覆土镇压的效果是检验机具覆土装置设计合理性的关键。由于东北地区棕壤土玉米种植过程中,连年的化肥施用与拖拉机等机组的田间作业,导致土壤犁底层上移、理化性质变差,影响农作物产量,秸秆的焚烧又会造成严重的污染,因此寻求合理的秸秆利用方式变得十分必要。为了改善机组在工作过程中阻力过大、覆土镇压效果差等问题。设计一种螺旋式覆土装置,探究其在机具覆土作业过程中的优缺点。结合覆土原理,通过对覆土装置运动过程中土壤颗粒的运动过程进行分析,通过理论计算和优化设计,确定了螺旋叶片的主要参数:螺旋轴直径为50mm,长度为1100mm,覆土宽度为1200mm,两螺旋叶片间距为500mm,螺距为250mm,最大螺旋升角为16°,螺旋线的圈数为2圈,两螺旋叶片对称布置。为确定机具的最佳工作参数,进行三因素五水平二次回归正交组合试验,试验选取机具的前进速度、覆土器转速、开沟深度为试验因素,覆土合格率为试验指标。通过对田间试验的数据分析,改进后机组的最佳工作性能参数组合为:机具前进速度2km·h-1、覆土器转速290r·min-1、开沟深度25cm。田间试验表明:覆土合格率为97.1%,满足秸秆深埋还田的技术要求和地方标准,可以为秸秆深埋还田机覆土装置的设计与优化提供理论参考。
关键词：
秸秆还田 深埋 螺旋覆土器 正交试验
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
林静 马铁 高文英 李宝筏 宋健鹏 吕秋立
秸秆深埋还田机在进行田间作业时,能否开出符合机具作业要求的深沟是秸秆深埋的关键。目前国内秸秆还田机种类繁多,但具有深埋作用的机具相对较少,东北地区常年使用小四轮拖拉机进行田间作业,犁底层逐年加厚上移,导致土壤耕层变浅,土壤肥力下降,影响了作物产量。针对这一情况,设计一种具有螺旋开沟装置的秸秆深埋还田机,探究单螺旋开沟装置和并排双螺旋开沟装置的优缺点,并通过田间试验最终确定螺旋开沟装置的主要结构配置。通过对螺旋开沟过程中土壤颗粒的运动过程分析,确定螺旋叶片的主要参数,单轴螺旋线对称布置的螺旋开沟器为变螺距螺
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
王瑞丽 柴佳佳 许方剑 冯指名 李超 于帅 于锦 杨志杰
秸秆还田作为农作物秸秆的有效利用方式之一,能培肥地力,蓄水保墒。为了改善东北地区耕层变浅、犁底层上移、玉米秸秆产量大、后续处理困难等问题,设计了一种秸秆直注深埋还田机。该机由秸秆粉碎装置,输送装置、开沟装置和覆土装置组成,能一次性完成秸秆捡拾、输送和深埋等作业内容,可将地表秸秆埋至地下300mm土层中,满足打破犁底层,构建合理耕层,提高秸秆利用率的要求。该机输送装置中部安装卸料室,实现秸秆从两侧向中间聚拢并向下运动的效果。通过对输送装置分析得知,螺旋叶片设计直径315mm,螺距315mm,当螺旋轴转速为350～450r·min-1时,卸料效果良好。参考双翼铧式开沟器作业后的土壤截面设计了柳叶形直注铲,该铲底端秸秆出口设计成流线型柳叶状,铲横截面形状为椭圆形。通过分析计算得出直注铲设计高400mm、铲宽320mm、圆心角θ=60°时,铲横截面积为9.92×104mm2,满足卸料要求,同时能达到开沟破土并回填部分土壤的作业效果。以拖拉机前进速度、秸秆覆盖量和输送装置转速为因素,以秸秆还田率为指标,设计了正交试验。结果表明:拖拉机前进速度和输送装置转速对还田率影响显著,当前进速度为5km·h-1,输送装置转速为450r·min-1时,还田率为90.5%。该试验结果表明了机具作业性能符合设计要求,卸料室和直注铲的设计为秸秆还田机输送装置和开沟装置的优化设计提供理论和实践参考。
关键词：
秸秆还田 深松 直注铲 性能试验
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
王瑞丽 潘广鑫 杨鹏 张启辉 窦森 刘德军
针对铧式犁在秸秆深埋还田作业过程中作业效果不理想的缺点，研制了一种能够应用于大田秸秆深埋还田的旋耕式开沟机。首先，利用ＳＯＬＩＤＷＯＲＫＳ三维软件进行了总体结构及关键部件设计，研制了１ＫＧ－７０型秸秆深埋还田开沟机，并对关键部件进行了动力学分析，建立了动力学数学模型；其次，利用ＡＤＡＭＳ仿真软件对关键部件进行了仿真分析，表明开沟刀片采用对称布置有利于开沟刀轴工作平稳；最后，以旋耕式秸秆深埋还田开沟机前进速度、旋耕转速、导土板角度为试验因素，抛土距离为试验指标，采用正交试验方法进行了田间试验，通过方差分析研究了不同因素对试验指标的影响，优化了旋耕式秸秆深埋还田开沟机结构参数。分析结果表明：前进速．．．
关键词：
秸秆深埋 开沟还田 旋耕式开沟机
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
王瑞丽 黄毅 魏凤兰 白雪卫 刘鄂 张玉龙
针对我国北方旱作地区春玉米播种时墒情不够、肥力不足的问题,提出了在秋季收获后进行深开沟、沟内铺放秸秆、覆土起垄整垄、垄上覆膜的秸秆深埋,蓄积秋冬降水的土肥水跨季节联合调控技术。研制了秸秆深埋还田开沟扶垄犁。采用对称式可翻转犁架,实现开沟、覆土、起垄、整垄联合作业。田间性能试验结果表明:该机开沟深度可以达到40cm,沟形规整,覆土效果较好,整垄效率高,垄形符合农艺要求。采用该机进行秋季秸秆深埋还田,可以有效提高土壤水分含量,提高玉米产量。
关键词：
秸秆还田 深松 土壤水分 覆膜 旱作玉米
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
乌兰图雅 王春光 赵方超 王晓蓉
针对农业纤维物料螺旋输送装置输送功耗大、效率低的问题,以比能产量和功耗为输送性能的评价指标,采用Box-Behnken响应面试验方法进行试验,建立各指标与因素间的回归数学模型,并以比能产量最大,功耗最小为优化目标,对影响螺旋输送性能的结构与工作参数进行优化。结果表明,当螺距为300～355mm,螺旋轴转速100～140r/min、喂入量30～70kg/min时,螺旋输送装置能满足较高效率较低能耗输送要求;各因素对比能产量影响的主次顺序为:喂入量、螺距、螺旋轴转速;影响功耗的主次顺序为:喂入量、螺旋轴转速、螺距;螺旋输送装置优化参数组合为:螺距325mm,螺旋轴转速100r/min,喂入量30kg/min。优化后螺旋输送装置的比能产量为0.084 6kg/W,较优化前提高了4.96%,功耗为439.781W,较优化前降低了2.44%。
关键词：
玉米秸秆 揉碎 螺旋输送 参数优化
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
林静 齐林 李宝筏 薄鸿明 吴南 高文英 张桐嘉 孟凡成
为了满足东北地区旱地合理耕层构建技术的要求,改善土壤耕层结构,实现秸秆混埋还田,研制了一种玉米秸秆条带混埋还田机。该机具主要由限深破茬装置、弹齿清垄装置、深松装置、混拌装置、镇压装置等组成,可以同时在三个垄沟内将地表上的秸秆混埋于15～20cm深度的土壤中,同时完成清垄、深松、镇压等多项作业,适合东北棕壤土区旱地合理耕层的构建技术要求。通过对弹齿清垄装置的运动轨迹分析得出,当机具前进速度范围在1.1～1.6m·s~(-1)时,弹齿清垄器的弹齿端部的绝对速度为1.73～2.51m·s~(-1),弹齿的拨草范围角为46°。通过对混拌装置的运动轨迹分析得出,当机具前进速度为1.38m·s~(-1)时,混拌刀切土节距为4.6cm,单条混拌幅宽为350mm,混拌刀辊的转速为300r·min~(-1)。并根据切土节距和混拌耕深设计了一种C型混拌刀,通过分析计算得到了C型混拌刀的各项参数以及侧切刃的阿基米德螺线方程。利用二维软件CAXA和三维软件Solidworks对混拌刀进行参数设计和实体模型的建立,同时利用ANSYS Workbench对所设计的混拌刀进行静力学分析来验证混拌刀结构的合理性。通过Design-expert软件对田间试验数据分析得出各因素对田间秸秆混埋率的影响主次顺序为:混拌深度>秸秆覆盖量>机具前进速度。最佳试验条件:在机具前进速度为1.25m·s~(-1),混拌深度为17.5cm,田间秸秆覆盖量为0.93kg·m~(-2)的条件下,秸秆混拌率为94.6%。该试验结果验证了机具作业性能达到了设计要求,为条带秸秆还田机的改进设计提供理论和实践参考。
关键词：
秸秆还田 合理耕层 深松 清垄 条带混埋
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
王佳 陈春皓 李建平 张阔
针对苹果在管道输送过程中的撞击损伤问题，对管道气力输送装置的参数组合进行研究。以输送管道内径、管型和进风口风速为影响因素，以苹果迎风面风速为响应值，通过单因素仿真试验确定各因素对响应值的影响规律；基于单因素仿真结果利用多因素仿真试验获得最优输送参数组合，通过验证试验检验最优组合的可靠性。单因素仿真试验结果表明：当管道内径分别为88、96、104、112和120 mm时，随着输送管道内径的增大，苹果迎风面风速呈先增大后减小的趋势；管型对苹果迎风面风速大小影响的排序为，下圆弧管>螺旋管>S型管>上圆弧管>反S型管；当进风风速分别为14.07、15.83、17.59、19.35和21.11 m/s时，随着进风风速的增大，苹果迎风面风速呈先增大后减小的趋势。多因素仿真试验结果表明：最优输送参数组合为，管道内径112 mm、下圆弧型管型、进风风速19.35 m/s,此时苹果迎风面风速为18.46 m/s。验证试验结果表明，基于最优输送参数组合的管道气力输送装置输送苹果时苹果损伤率为14%,苹果损伤面积0～14.82 mm~2,损伤体积0～23.84 mm~3,86%的苹果为一等及以上果，14%的苹果为二等果。管道气力输送装置可有效降低苹果采摘后落入果筐时的损伤。
关键词：
苹果 管道输送 气力输送 果实减损
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
张黎骅 陈秋阳 孙圆圆 王之盛
研制了一种锤片-齿条式切揉试验装置,并采用二次旋转回归正交试验设计进行了玉米秸秆切揉试验,建立了玉米秸秆揉丝率和度电产量与转子转速、锤片-齿条间隙、锤片厚度之间的数学模型,并采用响应面分析和多目标优化法,得到了锤片-齿条式切揉装置的最佳工作参数。结果表明:当转子转速为2 203.03 r.min-1、锤片厚度为3.26 mm、转子-齿条间距为23.00 mm时,揉丝率为90.12%,度电产量为202.02 kg.kW-1.h-1。实践证明该装置设计方案可行。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
白璐 黄玉祥 高鹏洋 丁尚鹏 张恒榜 付作立 朱瑞祥
【目的】针对免耕条件下玉米播种施肥时,采用自然回土方式存在的种肥间距不稳定、种子覆土量不足等问题,采用主动覆土方法,设计一种基于双圆盘覆土的种肥分施装置。【方法】设计基于双圆盘覆土的种肥分施装置,利用EDEM对该装置的作业性能进行离散元仿真,研究圆盘直径、圆盘入土深度、圆盘张角、排种管前后间距及圆盘后方开口间距对种肥间距和种子覆土厚度的影响,并在此基础上选取圆盘直径(150,175,200,225,250 mm)、排种管前后间距(60,80,100,120,140 mm)及圆盘后方开口间距(110,135,160, 185,210 mm)为试验因素,利用3因素5水平二次正交回归试验,分析各关键因素对种子覆土厚度的影响。与不加覆土圆盘的装置进行田间对比试验,对基于双圆盘覆土的种肥分施装置作业效果进行验证。【结果】利用Design-Expert软件得出了影响种子覆土厚度的主次因素:圆盘后方开口间距、排种管前后间距、圆盘直径;最优组合是圆盘直径201 mm,圆盘后方开口间距103 mm,排种管前后间距115 mm。田间试验表明,设计的装置种肥间距与种子覆土厚度与仿真优化结果的相对误差分别为7.63%和11.45%;设计的装置种肥间距和种子覆土厚度较不加覆土圆盘的装置分别增加了14.30%和19.30%,种肥间距与种子覆土厚度的变异系数分别为5.21%和7.26%。【结论】所设计的基于双圆盘覆土的种肥分施装置作业效果满足种肥分施要求,为后续种肥分施技术与装置的研发提供了依据。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
臧家俊 朱新华 徐少杰
为实现果园秸秆覆盖机同步覆土功能,解决果园秸秆覆盖存在的火患隐患和秸秆因风雨集堆的问题,提出一种对抛式覆土方案,对对抛式覆土装置的核心部件抛土轮进行结构设计并确定抛土轮直径、叶片数、作业转速等关键参数,采用EDEM仿真软件,分析抛土轮入土深度、转速、抛土角对覆土效果的影响规律;在自行研制的试验台架上对单个抛土轮进行抛土覆土试验。试验结果表明:抛土轮覆土宽度为152.3～251.3cm,覆土厚度10.4～18.3mm,覆土厚度标准差1.4～4.1mm,漏盖率为0,符合果园秸秆层薄土盖压作业要求;分别建立了抛土角、入土深度、转速与覆土厚度和覆土宽度的模型,其决定系数分别为0.943 6和0.932 2,覆土厚度与覆土宽度模型拟合良好。
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
陈天助 李波 丰雪 姚名泽 梁凯
为了探讨东北半湿润地区深埋秸秆和覆膜对土壤水分、玉米产量及品质的影响，以美津５９９为供试玉米品种，采用大垄双行种植方法，在沈阳地区进行田间小区对比试验。试验设置４个处理：秸秆无膜（Ｓ）、秸秆＋覆膜（Ｓ＋Ｍ）、无秸秆＋覆膜（Ｍ）和无秸秆无膜（ＣＫ），并对不同处理条件下土壤水分动态、玉米产量和品质进行分析。结果表明：Ｓ和Ｓ＋Ｍ处理能够显著提高０～３０ＣＭ土层的土壤含水率，Ｓ处理０～３０ＣＭ土层的玉米播种初始含水率分别比Ｓ＋Ｍ、Ｍ和ＣＫ处理分别提高０．０２，０．０４，０．０４ＣＭ３·ＣＭ－３，玉米收获后，Ｓ处理０～３０ＣＭ土层的土壤含水率比Ｓ＋Ｍ、Ｍ和ＣＫ处理分别提高０．０４，０．０４，０．０４ＣＭ．．．
关键词：
深埋秸秆 覆膜 土壤水分动态变化 产量
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
白雪卫 郝岩 白鑫 张雨 谭睿 宫元娟
自走式秸秆制粒机通过一次进地作业,可对田间散铺的秸秆,或经还田机构初步粉碎的秸秆进行捡拾、再粉碎、输送、除尘,经致密成型机构压制成颗粒形态,输送至集料箱后实现秸秆离田收集。其捡拾装置的工作性能对秸秆颗粒质量及整机工作效率具有显著影响。为解决目前玉米秸秆捡拾制粒机的捡拾率低、捡拾秸秆的含土率高、整机功耗大等问题,设计了一种适用于玉米秸秆捡拾制粒机的锤爪式捡拾装置。对比分析现有的秸秆捡拾装置并设计适用于自走式秸秆制粒机的锤爪式捡拾装置;通过SolidWorks进行三维建模,对捡拾装置各参数进行设计。通过Ansys-Workbench对装置进行模态仿真表明:装置工作频率23.3～33Hz远低于自身固有频率120.08Hz,确定捡拾刀轴的稳定性。单因素与多因素试验结果表明:影响捡拾损失率与含土率的最主要因素为锤爪刀尖离地高度,影响粉碎长度合格率与比能耗的最主要因素为捡拾刀轴转速。利用Design-Expert得出各个试验指标的回归模型,优化出最佳工作参数组合:捡拾刀轴转速1941r·min~(-1),捡拾刀尖离地高度93mm,捡拾损失率3.17%,秸秆含土率12.4%,比能耗463.47kJ·kg~(-1),粉碎长度合格率97.3%。通过田间试验验证,各项指标都满足自走式秸秆制粒机捡拾装置的作业性能要求。
关键词：
秸秆 捡拾 粉碎 移动制粒 模态仿真
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
吉俊宝 樊启洲 张衍林
为实现开沟施肥覆土一体化联合作业,在微型手扶开沟机基础上,设计了排肥装置和覆土装置,主要有排肥装置的肥料箱、重心配置、覆土板和仿形装置结构设计。实现了动力从行走轮传到排肥器、肥料箱重心稳定、排肥量可调、覆土板能在上下高度差约80 cm实现仿形功能。田间试验结果表明,设计配有排肥和覆土装置的开沟机工作时施肥量达到50 kg/h,覆土率达78.3%,覆土均匀度较好。
关键词：
开沟机 排肥 覆土 装置
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
邬立岩 焦志彬 宋玉秋 辛明金 刘翠红 孔爱菊 崔红光 齐胜 刘峰 任文涛
田间作业机械的工作阻力分析是农业机械设计工作中一重要环节，对试验装置的可靠性和测量精度具有较高要求。为研究农机关键触土部件的试验样件的前行阻力，本文设计了一种阻力测试装置，并保证了较高的稳定性和测量精度。针对该装置在正常工作时产生的振动是否会影响其工作性能，利用Ｓｏｌｉｄ ＷｏｒｋＳ软件对测试装置的台架进行三维建模，并采用有限元分析软件ＡＮＳＹＳ－ＷｏｒｋｂｅＮｃｈ对其进行模态分析，求解出台架的前６阶模态频率与振型。模态分析结果表明：台架的前６阶固有频率分布在２１～３８ｈｚ之间，而当牵引台的行进速度为０．１～１．０ｍ·Ｓ－１时，该装置受到的外激频率为０．３４６～３．４６２ｈｚ，远低于台架的低阶．．．
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