摘要：针对镇压装置在丘陵地区作业时镇压不均匀、镇压强度不足等问题,借鉴丘陵山地农业机械结构特点,设计了一种能实现双向仿形和镇压强度可调的镇压装置。该装置主要由仿形调节机构、镇压强度调节机构和镇压轮组成。建立了丘陵地形下镇压轮与土壤相互作用模型,对镇压轮进行受力分析,确定镇压轮工作过程,同时对镇压装置进行受力分析,确定弹簧变形量(镇压强度)的合理范围。进行对比试验和田间性能试验,采用L9(34)正交试验,考察镇压轮类型、镇压强度、作业速度对镇压装置作业性能的影响,得到了各因素的主次顺序:镇压轮类型、弹簧变形量(镇压强度)、作业速度,最优组合:橡胶镇压轮、弹簧变形量20 mm、作业速度1 m/s,此时牵引阻力为22.3 N,根冠比为0.271。通过对比试验,证明仿形镇压装置更能保证镇压均匀性。

摘要：针对播种深施肥时,播种开沟器回土能力差,导致播种深度难以控制,结合滑推工作原理,设计出一种新型滑推式开沟器。该开沟器具有上宽下窄的结构,易将扰动土推回沟内,具有良好的回土性能,进而容易控制种子的深度。为探究滑推式开沟器的工作性能,在下宽度和滑推高度固定时,以前进阻力、回土量作为试验指标,以滑推角、开沟器上宽度为试验因素,在室内土槽中进行了单因素试验和中心复合表面组合试验(central composite face-centered design,CCF),对试验数据进行分析检验,得到可信的回归数学模型,分析因素及其交互作用对滑推式开沟器工作性能的影响规律,利用遗传算法NSGA-Ⅱ对回归数学模型进行多目标优化,获得最优的结构参数组合,并进行试验验证。试验结果表明,滑推角对回土量和前进阻力的影响程度均大于上宽度;滑推式开沟器最优的结构参数组合:下宽度为30 mm、上下宽度高度差为150 mm、上宽度为54 mm和滑推角为48°,该条件下的回土量为8.67 g/cm,前进阻力为925.56 N;对最优结构参数组合进行试验验证,得到平均回土量为7.6 g/cm、平均工作阻力为935.78 N,与优化结果比,其相对误差分别为14.8%、1.1%,表明优化结果可信。该研究为开沟器的设计和应用提供新的思路和借鉴。

摘要：针对镇压作业时,土壤粘附严重、牵引阻力大等问题,借鉴地面机械触土部件减粘降阻法,设计了一种机械式减粘降阻镇压装置。进行镇压装置运动过程分析、镇压轮表面脱土机理分析和刮削板脱土机理分析,为确定镇压装置减粘降阻的能力提供了理论依据,并在此基础上对镇压装置的关键机构进行了设计。为研究机械式减粘降阻镇压装置的工作性能,以弹簧刚度、前进速度和刮削角为试验因素,以牵引阻力、土壤粘附量为试验指标,在室内土槽中进行L9(34)正交试验。试验结果表明:各因素对指标影响的主次顺序为弹簧刚度、刮削角、前进速度;最优水平组合为弹簧刚度40 N/mm、刮削角30°、前进速度7 km/h。以最优水平组合进行验证试验,得到牵引阻力39.6 N,土壤粘附量43.24 g。与传统镇压装置的对比试验表明,机械式减粘降阻镇压装置使牵引阻力降低17.8%,土壤粘附量降低34.8%。

摘要：为了减小播种开沟器的工作阻力,降低其对土壤的扰动,根据旗鱼头部的流线型曲线,建立了拟合曲线的数学模型,设计了仿旗鱼头部曲线型开沟器。为获得该开沟器工作时工作阻力及其对土壤扰动情况,进行离散元仿真和室内土槽试验。在前进速度为0.5 m/s时,分别以3种土壤含水率、3种开沟器开沟深度为因素进行仿真及室内试验。仿真结果:在含水率为12%±1%时,工作阻力、对土壤扰动宽度和回土深度随开沟深度的增加呈增加趋势;在开沟深度为60 mm时,工作阻力随含水率的增加而增加,但对土壤扰动宽度、回土深度影响不明显。工作阻力仿真与试验结果对比,两者变化趋势大致相同,相对误差在5.04%~27.08%之间。土壤扰动情况仿真与试验结果对比:回土深度的仿真与试验结果接近,而土壤扰动宽度的仿真与试验结果差别较大,可能是土壤颗粒粒径较大引起的,但变化趋势基本一致。由此说明了采用离散元法模拟开沟器的工作阻力及其对土壤扰动情况的可行性。该文可为开沟器的设计与优化提供参考。

摘要：除草部件作为甘薯中耕除草机的关键作业部件,其结构与性能将直接影响到机具的作业效果。目前的除草部件结构只能实现沟底除草,但无法实现垄侧除草。根据甘薯种植的垄体参数和实际作业需求,设计一种锥体除草部件,该结构的设计能够增大作业区域,在原有的沟底除草基础上,增加垄侧中耕除草功能,提高机具作业性能。对锥体除草部件的工作参数和结构参数进行理论分析计算,并采用离散元法进行仿真验证试验。与传统除草部件相比较,碎土率提升11.31%,功率提升4.73%,作业覆盖面积增加133.33%,充分验证该设计的可行性。

摘要：针对玉米勺式排种器出现的漏播问题，设计了一种变速补种系统，该系统采用光电传感器在偏离出种口20°位置进行提前检测，漏播发生时由步进电动机改变排种器转速越过空种槽达到实时补种的目的。为了使变速补种系统具有通用性，选取具有一定代表性的玉米籽粒外形形状品种：久龙5号（球形）、九单57（锥形）和郑单958（矩形），以不同转速作为试验因素，运用EDEM软件和排种器性能试验台进行排种性能研究。仿真结果表明：当转速不超过23．1r／min时，排种性能受变速影响不超过2％，在转速达到27．7r／rain时，变速种子抖落现象明显；在转速达到32．3r／min时，变速时种子会出现严重的抖落现象；试验结果表明：具有变速补种系统的勺式排种器转速处于13．9—23．1r／min时，漏播率不超过1．4％，平均补种率达到89．95％，播种率达到98．7％。在转速为27．7r／min时，比不具有变速补种系统的勺式排种器漏播指数降低10．4％，补种效果最为显著，在转速达到32．3r／min时，补种效果不显著；3种玉米品种的排种性能优劣次序为：球形、矩形、锥形。

摘要：为满足水稻可降解钵苗精准栽插的技术要求,设计一种新型的精准切块装置。该装置基于可降解钵苗盘按穴精准移送,采用连杆往复机构、切块机构、导向支撑机构等。针对可降解钵苗盘精准切块的要求,完成关键部件的设计,连接板与导向块的最小距离为200 mm,切刀行程为34 mm;对精准切块装置工作原理进行分析,建立切块机构运动学模型,并利用Adams进行虚拟仿真试验,仿真结果表明:在切块作业过程中,连接板与导向块的最小距离为201.67 mm,切刀行程为33.55 mm;试制加工切块装置,并进行试验验证。试验结果表明:连接板与导向块的实测最小距离、切刀实测行程与理论设计值相比两者的相对误差都小于3%,切块装置在不伤苗的同时可以实现钵与钵的精准分离。

摘要：为降低播种动力消耗,提高播种质量,适应杂交水稻精量育秧播种农艺要求,设计一种气吸双层滚筒式排种器。阐述该排种器的工作原理、关键部件结构及参数设计,通过对排种过程的种子进行受力分析,确定播种质量与滚筒转速以及吸孔负压的关系。选取合格率和重播率为试验指标,振动频率、滚筒转速以及滚筒负压参数作为试验因素进行中心复合试验。试验结果表明:当振动频率为51.8 Hz、滚筒转速为8 r/min及滚筒负压参数3.4 kW时,平均合格率为93.21%,平均重播率为3.97%,该排种器能够满足播种要求。

摘要：为获得可用于稻麦周年地区土壤流动的离散元仿真模拟参数,该研究利用EDEM中Hertz-Mindlin with EEPA接触模型对稻麦周年地区黏重土壤进行相关参数标定,以土壤材料参数(土壤颗粒间静摩擦系数、恢复系数、动摩擦系数、土壤剪切模量及土壤泊松比)和接触模型参数(黏附力强度、接触黏附能和接触塑性比)为标定对象,以室内试验及不同参数组合下仿真得到的土壤休止角为响应值,基于响应面优化标定土壤离散元仿真参数。研究应用Plackett-Burman试验对8个初始参数进行筛选,发现土壤—土壤静摩擦系数、动摩擦系数以及接触黏附能对颗粒堆休止角影响显著。在通过最陡爬坡试验确定显著性参数最优值区间的基础上,根据Box-Behnken试验结果建立休止角与显著性参数的二阶回归模型并对其进行优化,得到显著性参数的最佳组合为:土壤颗粒间静摩擦系数0.35、动摩擦系数0.23及接触黏附能3.78 J/m 2、土壤剪切模量10 MPa、土壤颗粒间恢复系数0.2、土壤泊松比0.2;黏附力强度-0.001 N、接触塑性比0.5。以最优水平组合进行仿真验证试验,验证结果与室内测试结果进行对比验证,二者相对误差仅为1.9%,标定所得的参数可为稻麦周年地区作业条件下的农业机械触土部件设计与优化提供基础数据。

摘要：为解决传统拖拉机在丘陵山地的适应性问题,设计一种丘陵山地拖拉机的全液压驱动系统。根据实际需求,提出全液压驱动系统的技术方案。该驱动系统采用单泵四马达的闭式回路,并使用同步马达防止车轮滑转。计算了主要液压元器件的参数,在AMESim软件中建立该液压系统模型并进行仿真。仿真结果表明:液压系统的工作压力、输出扭矩、输出转速分别为19.204 MPa、339.01 N·m和62.14 r/min,与设计参数相符合,验证了系统的可行性;在同步马达不工作时,拖拉机一个车轮滑转会使得系统丧失驱动能力,系统工作压力仅为1.838 MPa;当同步马达强制分流时,系统工作压力变为19.197 MPa,可以使得拖拉机重新恢复驱动力。研究方法可为其他类型的农业机械液压驱动系统设计提供参考。