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[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]
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 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] 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 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]
徐少杰 朱新华 王东阳
为实现旱区果园秸秆覆盖机械化和农业废弃物资源的高效利用,研制一种将秸秆等农业废弃物均匀覆盖于矮砧苹果园行间的果园秸秆覆盖机。采用自走式履带底盘和车箱大容积设计,以提高果园环境的适应性和作业效率。由液压马达驱动的车箱链板拨料机构和下料辊相配合,实现连续定量铺料,厚度可调。试验结果表明:秸秆覆盖厚度均匀,菌渣覆盖厚度标准差≤1.37 mm,宽度满足要求;下料辊正转时,下料量大,可实现厚层覆盖,此时下料辊转速与覆盖厚度正相关;下料辊反转时,下料量小,可实现薄层覆盖,此时拨料机构转速与覆盖厚度正相关。建立了菌渣覆盖厚度与车速、下料辊(或拨料机构)转速的二元线性模型,R~2≥0.979,表明覆盖厚度在3.6～13.1 cm范围内可灵活调整。该机也可用于污染土壤修复,蚯蚓养殖床铺设等作业。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
梁方 马丽筠 郭洲 苏文孔 张国忠
针对荸荠(Eleocharisdulcis (Burm.f.)Trin．)外形不规则以及去皮损失大、去不净的问题,采用平刀去顶芽、斜刀去底部、圆弧刀去侧皮的组合切削方式,设计1种荸荠去皮机.通过对荸荠外形参数的测量与建模,拟合得到荸荠外轮廓曲线,确定刀具的结构参数范围.基于3D打印技术,采用单因素试验,确定了切削速度、底面斜刀倾角与长度、侧面圆弧刀弦长对去皮损失率与去净率的影响,优化得到了适宜的结构参数与运动参数,在转速为40r/min、底面斜刀倾角为82°、底面斜刀长度为14 mm、侧面圆弧刀弦长为22 mm(直径42.75mm)的条件下,去净率达到93%,损失率为24.4%,显著高于人工去皮与机械摩擦去皮.
[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]
李波 邢经伟 姚名泽 丰雪 郑思宇 包正荣 李长信 景竹然
为了优化东北寒区温室番茄生产中适宜深埋秸秆量和滴灌量,为该地区温室番茄产业的可持续发展提供科学依据,探讨了深埋秸秆量和膜下滴灌量对温室番茄品质、产量以及灌溉水利用效率(IWUE)的影响。通过温室小区试验,深埋秸秆量设置4个水平:0kg·hm-2(S0)、1.5×104kg·hm-2(S1)、3×104kg·hm-2(S2)、4.5×104kg·hm-2(S3);滴灌下限以田间持水量θ为基数,设置4个水平:50%θ田(W1)、60%θ田(W2)、70%θ田(W3)、80%θ田(W4),共16个处理。采用主成分分析法对番茄品质进行综合评价,以主成分综合得分量化番茄的品质指标;采用熵权法对番茄的品质、产量、灌溉水利用效率(IWUE)进行赋权,进而通过TOPSIS法对各处理下温室番茄进行综合评价。深埋秸秆量和膜下滴灌量均对番茄品质产生影响,主成分分析法对番茄品质综合评价的结果得出S1W2、S2W4为品质最优的两个处理;产量最高的S1W2处理相较于S2W4处理增产达18.7%,而且S1W2处理灌溉水利用效率达到峰值为62.54kg·m-3。TOPSIS综合评价的结果表明S1W2处理为综合效益最高的处理。番茄生育期内滴灌灌水下限控制在田间持水量的60%(整个生育期的灌水量为183.54mm),深埋段状玉米秸秆量为1.5×104kg·hm-2,在提高番茄的综合品质的同时又可以使产量和IWUE处于较高水平,从而获得最大的综合效益。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
肖文芳 舒彩霞 廖庆喜 廖宜涛 张青松 肖文立 付云开
针对长江中下游地区稻茬田土壤黏重板结、地表秸秆量大且禁止焚烧导致油菜直播时机具易堵塞缠绕的难题,设计了一种犁翻埋茬、旋耕碎土、侧边作畦开沟的油菜直播种床整理机。该机主要由犁翻部件、旋耕部件及开畦沟部件组成,可实现秸秆全量还田、碎土平整及开畦沟功能;基于土垡运动规律确定了扣垡犁导曲线、直元线角及犁体尾翼长度等关键犁体曲面参数和犁体数量及距离等布局结构参数。田间试验显示:当机组前进速度由3.3 km/h增加至4.2 km/h时,整机牵引阻力增加了23.7%,功耗增加了57.2%。在旋耕深度相同作业条件下,当机组前进速度分别为3.3、4.2 km/h时,由于增加了犁翻部件,整机总功耗相比于单个旋耕机独立作业分别增加12.3%、20.7%,但有效提高了机组的通过性和整地的作业质量。与单个旋耕机相比,在2种工况下,整机的平均碎土率为92.8%,提高了2.6%,耕后地表平整度平均为11 mm,提高了39.0%,秸秆平均埋覆率为92.9%,提高了22.2%。试验表明,设计的整理机各项性能参数均满足油菜种植农艺要求。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
郑攀 张衍林
为了解决藜蒿(Artemisia selengensis)人工去叶效率低和成本高的问题,设计了一种气吸式藜蒿去叶机。对气吸式藜蒿去叶机的自动开合夹、自动去叶组件等关键零部件进行设计,并对相关运动参数进行分析,得到各部件之间的运动关系式。试制样机并进行试验分析,通过正交试验得出最佳运动参数为:自动开合夹移动速度为0.120m/s、凸轮转速为50r/min、轴流风机风压为100Pa;样机在此最佳参数下的实验结果表明,该气吸式藜蒿去叶机工作时对藜蒿的夹取率为98%、去叶合格率为89%,具备较好的实用性。
关键词：
藜蒿 去叶机 气吸式 性能试验
[期刊] 农业现代化研究
[作者]
潘佛雏 康建明 颜利民
新疆是我国的棉花主产区,棉花秸秆是棉花收获后的作物残体。为避免秸秆焚烧造成环境污染,棉花收获后必须把秸秆及时粉碎还田,否则直接影响来年复耕播种。本文针对目前水平旋转式秸秆还田机秸秆粉碎长度不均匀、留茬高度过高的问题,研制了一种Y型甩刀式秸秆粉碎还田机。通过对整机的结构配置、Y型甩刀的加工工艺、排列形式、刀轴转速及动平衡校核等关键技术进行理论分析,确定了其最佳结构及排列形式。通过对影响机具作业性能的主要因素进行正交试验,得出了工作参数的较优组合。经田间测试,当机具前进速度为9 km/h,滚刀转速为2 400 r/min,刀片离地间隙为10 cm时,秸秆粉碎长度合格率为87.5%,留茬平均高度为9...
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
王如宾 王新越 张文全 徐卫亚 陆进彬 向天兵
为揭示复杂地质条件下富水区深埋隧洞围岩-灌浆圈-衬砌复合系统的外水压力作用规律，该文自行研制适用于深埋隧洞的大型高外水压力物理模型试验测试系统，选取滇中引水工程昆明段松林隧洞TSLT-005与TSLT-006(TSLT-005、 TSLT-006为断层编号)交叉断层典型洞段为研究对象，开展含交叉断层深埋隧洞衬砌外水压力物理模型试验，揭示不同隧洞埋深、不同地下水位及不同排水条件下，衬砌的外水压力变化规律，并给出各工况下的外水压力折减系数建议取值范围。结果表明：隧洞埋深和地下水位对衬砌结构的外水压力影响明显，随着隧洞埋深的增大，受高地应力影响，围岩与灌浆圈自身的孔隙度与渗透性下降，对地下水渗流势能起到较好的削弱作用，导致衬砌的外水压力整体呈降低趋势；随着地下水位升高，衬砌全环的外水压力呈增大趋势，且由于岩体中细颗粒会被高水压冲散，因此形成较为连通发育的渗流通道，渗压增速也会随地下水位的升高而增大；设置衬砌排水孔可有效降低隧洞拱肩及其以上部位的外水压力，当隧洞围岩存在交叉断层分布时，断层带影响的衬砌部位外水压力降低效果受到一定削弱，且对衬砌的外水压力分布影响较为明显，在高地下水位工况下，需重点关注“断层带”对围岩衬砌结构整体的影响范围；当衬砌结构不排水时，600 m埋深的外水压力折减系数约为200 m埋深的92%,设置排水孔后，600 m埋深的外水压力折减系数约为200 m埋深的85%;当隧洞围岩存在交叉断层时，在不排水情况下，衬砌最不利点的外水压力折减系数建议取值0.95以上，在排水条件下，衬砌处的外水压力折减系数建议放宽至0.82;最后，利用有限元数值模拟方法对衬砌的外水压力物理模型试验结果进行验证，在衬砌不排水工况下，误差约为9.3%,在衬砌排水工况下，误差约为7.8%,表明高外水压力作用物理模型装置和试验结果基本上合理可行。该研究为富水区深埋隧洞工程的设计施工及运行安全提供科学参考。
[期刊] 农业现代化研究
[作者]
袁文胜 姬长英 金诚谦 胡敏娟 张文毅
为解决现有水稻育秧方式存在的用工多、劳动强度大、生产效率低的问题,设计了一种悬挂式水稻田间育秧播种机,参考水稻工厂化育秧技术要求等相关行业标准开展试验测试,分析育秧播种机的铺土均匀性、播种均匀性和机具的整体作业质量。结果表明,该机在播种作业过程中只需驾驶员和辅助人员两人即可完成,每小时可播种4 000盘以上,具有用工少、生产效率高、播种质量高等特点。该机采用直径为160 mm的大直径外槽轮式排土辊和直径为110 mm的大直径、大窝眼式排种辊,满足了水稻育秧底土量和播种量较大的要求。田间试验结果表明,育秧盘内不同点的底土铺土厚度变异系数均小于6%,每盘播种均匀度和总播种均匀度均在90%以上,按插秧时对应切块位置测得的每格播量合格率均≥85%,作业流畅、性能稳定,各项指标符合相关标准和实际生产要求。研究表明,悬挂式水稻田间育秧播种机挂接在插秧机底盘后,可一次完成在水稻育秧盘内均匀铺底土和播种作业。
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