摘要：针对东北地区黏重黑土条件下马铃薯收获机工作阻力大、挖掘铲寿命短、挖掘质量难以保证等问题,将双行升运链式马铃薯收获机挖掘装置改进并设计一种分离式防堵马铃薯挖掘装置。采用理论分析研究方法,解析马铃薯收获机关键部件挖掘铲挖掘过程,探明影响马铃薯收获机挖掘铲工作阻力的主要影响因素;结合黏重黑土条件下马铃薯收获的农艺要求,以行驶速度、铲面铲宽和铲面倾斜角度为试验因素,以挖掘铲最大工作阻力和土壤最大压缩力为试验指标,进行多因素正交仿真试验,设计得出,挖掘铲在保证良好碎土效果且不造成马铃薯损伤的最佳参数,即行驶速度1.11 m·s^(-1),铲面铲宽150 mm,铲面倾斜角度30°时,挖掘铲最大工作阻力为566 N,土壤最大压缩力为152 N。田间验证试验表明,各项指标达到要求且均优于改进前整片式挖掘铲马铃薯收获机。

摘要：针对现有马铃薯茎叶切碎机作业茎秆打碎长度合格率低、带薯率高、工作效率低等问题,设计了一种全垄仿形式茎叶切碎刀辊,对刀具工作过程进行分析,建立刀具运动、刀具茎秆碰撞和茎秆捡拾数学模型,明确影响装置工作性能主要参数,完成全垄仿形式茎叶切碎刀辊总体结构与茎叶切碎刀具设计。采用三因素五水平二次回归正交旋转中心组合试验方法,以作业速度、刀辊转速、刀辊离地距离为试验因素,打碎长度合格率、带薯率为评价指标,应用Design-Expert 8.0.6.1软件进行试验数据处理与参数组合优化,结果表明,各因素对打碎长度合格率均具有显著性影响,影响由大到小依次为刀辊转速、作业速度、刀辊离地距离;各因素对带薯率均具有显著性影响,影响由大到小依次为刀辊离地距离、刀辊转速、作业速度。在刀辊转速为1450 r/min、作业速度为3.5~6.7 km/h、刀辊离地距离为285~317 mm时,打碎长度合格率大于90%,带薯率小于等于0.3%。本研究结果为马铃薯茎叶切碎机具作业质量和效率提升提供了设计理论与技术支持。

摘要：针对东北地区整地作业中,结块多、土壤残茬严重、犁底层加厚等问题,根据我国现有的东方红-75/802型拖拉机的动力条件,设计了一种适用于马铃薯田的驱动式碎土整地联合作业机。该机是根据国外先进的土壤保护耕作法,结合东北地区土壤情况和马铃薯田整地要求设计的一种机具。本文阐述了机器整体结构及工作原理,设计了碎土辊,分析了碎土辊运动过程、碎土辊工作过程中楔形齿所受的阻力及碎土辊作业时所需功率,基于EDEM离散元仿真技术,建立了部件-土壤仿真模型,以土壤破碎率为试验指标,以碎土直齿末端倾角、碎土直齿边长和机组速度为试验因素进行仿真试验,在仿真基础上进行田间试验,试验结果表明,所设计的碎土整地联合作业机碎土率为98.45%、平均耕深为14.5 cm、机组速度为5.7 m/s、碎土辊消耗功率为19.24 kW,具有良好的作业效果,满足马铃薯田整地作业要求。

摘要：针对马铃薯收获机收获过程中存在明薯率低、马铃薯损伤严重的问题,设计了一种新型弯-直杆条配合式分离升运装置。基于当量半径法对抖动元件抛起土薯混合物的条件及作用范围进行分析,以确定分离升运装置相关参数范围,再通过对土薯混合物抛起过程的动力学分析,确定影响土薯混合物运动的主要因素。以明薯率和伤薯率为试验指标,以抖动元件安装位置、机具前进速度、二级分离装置线速度为试验因素进行试验研究。试验结果表明:当抖动元件安装位置为43mm、机具前进速度为1.4m/s、二级分离装置线速度为1.5m/s时,明薯率为97.6%,伤薯率为1.5%,满足马铃薯收获机国家标准及田间作业要求,可为马铃薯收获机的优化设计提供参考。

摘要：针对目前气吸式马铃薯播种机所需风机数量多、结构尺寸大、传动复杂等问题,优化设计了气吸式马铃薯播种机一体式风机。一体式风机的进气口、吹管出口分别与排种器的吸管接口、吹管接口相连,为排种作业提供取种负压、投种正压,实现一体式风机吹吸双作用。通过排种过程力学分析确定所需风压,并对风机内部流场进行数值模拟及运动学分析。采用旋转正交组合试验,以叶轮外径、叶片数、叶轮转速为试验因素,以进气口负压和吹管出口正压为试验指标,分析试验结果,优化风机装置的结构参数:叶轮外径为1099 mm、叶片数为10个、叶轮转速为2532 r/min时,进气口负压为11.6 kPa,吹管出口正压为3.7 kPa。对优化后一体式风机与双风机进行田间对比试验,分析结果得:优化后一体式风机作业重播指数降低了14.0%、漏播指数降低了17.0%、合格指数提高了0.92%,提高了马铃薯播种机作业质量。

摘要：覆膜种植是我国马铃薯主要栽培模式,目前马铃薯覆膜机普遍存在压膜不齐不稳和压膜土壤条带宽窄不一等关键技术问题,根据黑龙江省900mm大垄双行栽培农艺技术要求,采用理论分析研究方法,解析马铃薯覆膜机关键部件圆盘压膜覆土,探明影响圆盘压膜覆土、地膜断裂等主要问题影响因素;结合马铃薯覆膜农艺技术要求,对马铃薯覆膜机完成覆土圆盘优化设计和压膜覆土量分析,确定覆土圆盘主要结构参数及影响覆土量主要因素。采用二次旋转正交组合试验,以作业速度、圆盘偏角、入土深度为试验因素,以膜边覆土合格率为试验指标进行田间试验。试验结果表明,当作业速度为0.50m·s^(-1)、圆盘偏角为21°、入土深度为50mm时,膜边覆土合格率为95.31%,满足马铃薯大垄栽培农艺技术和国家规定的膜边覆土合格率不小于90%要求。

摘要：针对顶风机型木材干燥窑内部风速流场分布不均匀问题,该研究基于发明问题解决算法(Algorithmfor Inventive-Problem Solving,ARIZ)对干燥窑从优化窑体结构、调整锯材间隙、改善导流方式3个方向进行分组改进设计,每组包含4个方案,共得到了12个几何方案模型;采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)仿真对比分析不同模型的风速流场,利用逐项耦合迭代法确定了调整锯材间隙和增设导流板两个改进方向能够解决窑体内部风速流场分布不均匀问题;采用风速流场分布云图、检测点风速差值、平均速度、速度不均匀系数4项评价指标,对84个监测点风速数据进行数值计算和对比分析后迭代出将窑体结构的四角优化为曲面化设计,调整锯材间隙为上宽下窄的非等距形式,并在预留气道中增加3块平面导流板来改善导流方式的综合性改进设计方案为较优方案,该方案的风速差值为-0.058 m/s,更趋近于0,平均速度提升了15.60%,速度不均系数降低了72.70%;结果表明,采用ARIZ对干燥窑结构进行迭代改进设计的方法可有效解决窑体内部风速流场分布不均匀问题。

摘要：为解决马铃薯种薯切块机种薯定位难、种薯排列混杂,机械化切块等难题,研制一种种薯排序、定位的切块整列装置,阐述整列装置结构和工作原理,研制关键部件。针对马铃薯种薯外包络线物料特性,采用力学与运动学分析方法,确定种薯整列装置关键部件结构及性能参数边界条件范围,以上料量、整列辊组转速、胶轮直径为试验因素,种薯整列率、平均整列时间、损伤率为评价指标进行二次旋转正交组合试验。通过Design-Expert 8.0.6软件分析试验结果,优化求解得出整列辊组转速22 r·min^(-1)、胶轮直径107 mm、上料量15 t·h^(-1)为最佳参数组合,进行验证试验,结果表明整列率为97.6%、平均整列时间为7.6 s、损伤率为0.71%,满足马铃薯种薯切块机对整列装置技术性能要求。

摘要：针对砂壤土条件下马铃薯中耕机作业效率低、培土效果不佳等问题,设计了一种犁铧式马铃薯中耕机。阐述了该机整体结构及工作原理,阐明了犁体曲面成形原理,采用水平元线法并结合马铃薯中耕作业要求以及动力学分析确定了影响培土犁作业效果的犁体结构参数及其取值范围。基于EDEM离散元仿真技术,建立了部件土壤仿真模型,以培土高度、土壤破碎率为试验指标,以导曲线上端切线夹角、初始元线角、元线角差值为试验因素,进行了二次正交旋转回归仿真试验。在仿真试验基础上进行了田间试验,结果表明,所设计的犁铧式马铃薯中耕机碎土率为94.7%、培土高度为8.4 cm、作业深度为13.6 cm,根深稳定性系数为92.1%,油耗为14.6 kg/hm^(2),明显优于锄铲式马铃薯中耕机的作业效率及作业效果,满足马铃薯中耕机作业要求。

摘要：针对现有马铃薯中耕机在第1次中耕作业时存在作业效果不佳、易伤苗的问题,对圆盘式马铃薯中耕机进行设计与试验。阐述了该机的工作原理,通过理论计算对其关键部件进行设计,根据农艺培土、除草等作业要求,确定了圆盘式马铃薯中耕机主要结构参数和作业参数;采用单因素和二次旋转正交组合试验,以耕作深度、机车前进速度、调节角为试验因素,以除草率及伤苗率为试验指标进行了样机试验。试验结果表明,当耕作深度为0.13 m、机车前进速度为4.6 km/h、调节角为52°时,除草率为95.2%,伤苗率为3.9%,满足国家标准伤苗率不大于5%、除草率不小于90%的要求。