摘要：鲜食玉米收获作业初期,玉米直接砸在果穗箱底部将产生严重机械损伤,为减小此阶段的损伤,设计了一款减损果穗箱盖。该箱盖主要由减损板、四杆驱动机构、缓冲弹簧组成,可降低鲜食玉米落至箱底前的速度,从而减少其跌落损伤,实现减损目的。通过对鲜食玉米收获机无盖作业时单个玉米的动能分析,得到单个玉米最小损伤变形能。设计果穗箱盖四杆动力机构,使其满足作业效果;对缓冲弹簧进行受力分析,得到缓冲弹簧的最大载荷,以此确定缓冲弹簧参数。分析有盖作业时鲜食玉米下落碰撞运动,计算得到鲜食玉米接触箱底时的理论变形能,此时的变形能远小于无盖作业,证明了鲜食玉米收获过程中有盖作业减损的可能性。对设计的鲜食玉米果穗箱盖进行田间验证试验,结果表明:果穗箱盖对收获初期鲜食玉米有明显保护作用,通过对果穗箱底进行分区采样,发现箱底中间位置损伤程度低于边缘位置,满足预期果穗箱盖减损要求。

摘要：针对鲜食玉米联合收获机作业过程中,玉米果穗从输送带上掉落直接砸到果穗箱底板或者果穗先撞击到果穗箱后方侧板再弹跳到底板,二次撞击造成果穗损伤严重的问题,设计了能使果穗减少损伤的果穗箱减损导流装置。该装置焊接在果穗箱体上,由倾斜底板和果穗箱后方侧板与底板连接部分组成。通过对鲜食玉米进行滚动摩擦试验,将果穗箱倾斜底板的倾角设计为8°;通过对输送带上和离开输送带抛入到空中的玉米果穗进行运动学分析,将果穗箱后方侧板与底板连接部分设计为最速降线,并根据安装位置及尺寸计算出最速降线的参数。为了验证减损导流装置的作业性能,用不含减损导流装置的果穗箱和含有减损导流装置果穗箱的两台鲜食玉米收获机以6、8、10 km/h前进速度进行田间作业试验,结果表明:不同作业速度下,使用含有减损导流装置的果穗箱的底层玉米平均损伤率低于不含减损导流装置的果穗箱,该设计装置符合作业要求。

摘要：为解决播种单体仿形机构性能难以检测的问题,设计了俯仰式播种单体仿形性能检测试验台。阐述了试验台组成结构与工作原理,对其高速传动系统、液压升降系统、监控系统以及关键部件参数进行设计。应用ANSYS软件对台架整体和关键部件进行静力学分析和模态分析,验证结构设计的合理性。为检验俯仰式播种单体仿形性能检测试验台的实际检测效果,以德邦大为1205型牵引式免耕精量播种机播种单体为研究对象,先以液压杆伸出量与传送带速度为试验因素,以监控系统误差为评价指标进行试验。试验得出,在液压杆伸出量为0~200 mm范围内,监控系统角度传感器最大误差为0.69 mm;在传送带速度8~19 km/范围内,光电编码器最大误差为0.18 km/h。确认监控系统准确性后,再以单体速度为试验因素,采集速度8、10、12 km/h下地块的起伏数据为目标曲线,以地形起伏模拟曲线的绝对误差平均值为指标进行单因素试验,试验得出,所设计的试验台可有效模拟田间地面的起伏频率与起伏量,绝对误差平均值为1.86 mm,满足播种单体仿形性能检测需求。

摘要：针对传统中耕机粘重土壤环境作业时切削阻力大、能耗高等问题,借鉴农业机械设计中振动减阻方法,对旋转中耕机关键部件进行设计。通过建立旋转单体运动方程,对碎土刀切削土壤阻力及旋转单体减阻机理进行分析,为旋转中耕机关键部件设计提供理论依据。采用二次正交旋转组合试验,以机器前进速度、刀辊转速和弹簧刚度为试验因素,以作业功耗、碎土率为试验指标,在室内进行台架试验,并运用Design-Expert软件对试验数据进行方差分析和响应面分析,得到影响因素与响应指标之间的数学模型,对数学模型进行优化及验证。试验结果表明,在刀辊转速为247～268 r/min、机器前进速度为0. 5～1. 0 m/s、弹簧刚度为11. 39～15. 16 N/mm时,相应试验指标作业功耗为1. 55～1. 90 k W、碎土率为91. 3%～92. 9%。选取最优水平组合中的一组进行验证及对比试验,结果表明,通过振动可有效降低旋转中耕机的作业功耗,与传统机型相比,其作业功耗下降了32%。在最优组合参数下进行田间试验,得到其作业功耗为1. 95 k W,碎土率为92. 8%,其作业性能满足中耕机作业要求。

摘要：为进一步提高穴播质量,针对排播过程中触土部件的壅土、堵塞等问题,结合精密播种技术要求并运用四杆运动学原理,提出一种旱地回转扎穴式播种方式及其配套机具。通过建立扎穴结构数学模型并采用VB可视化编程平台选取了核心运动参数,同时对关键部件型孔凹轮和回位压簧进行了优化设计。以玉米为播种对象,以主轴转速和压簧线径为试验因素,以合格指数和变异系数为试验指标进行二次正交旋转组合试验,采用Design-Expert10.0.3软件对结果进行数据处理,选取最优工作参数。通过田间验证试验测得,在主轴转速为27 r/min,压簧线径为1.5 mm的工况下,播种器作业合格指数为92.1%,变异系数为2.5%,堵塞率为0。结果表明,该机构在满足精密播种作业技术要求的同时,进一步改善了入土可靠性和粒距均匀性。

摘要：为满足我国北方玉米苗间机械除草作业需求,设计了一种凸轮摇杆式摆动型玉米株间除草装置,阐述了除草装置的总体结构与工作原理,对其关键部件凸轮摇杆机构和除草刀进行参数化设计,通过对除草装置避苗过程的运动和受力分析,得到影响其作业效果的主要因素及各因素的取值范围。以前进速度、弹簧刚度和除草刀转速为试验因素,以除草率、伤苗率为试验指标,在室内土槽中进行L9(34)正交试验,以考察试验因素对除草装置工作性能的影响。结果表明,各因素对指标影响的主次顺序为弹簧刚度、前进速度、除草刀转速;最优水平组合为弹簧刚度60 N/mm、前进速度0.6 m/s、除草刀转速130 r/min。以最优水平组合进行验证试验,结果为除草率89.8%,伤苗率2.1%,证明其具有较优的作业性能。

摘要：针对深松作业时残留土块较大、破茬作业中机组载重过大等问题,设计了与深松铲互作效应的破茬碎土刀。结合机构互作效应时的运动学分析及深松铲的田间试验,确定破茬碎土刀刃口曲线与地面夹角为10°~70°,破茬碎土刀最小半径为180mm,中间半径为215mm,最大半径为235mm,深松铲与破茬碎土刀的最小间隙为20mm,并运用离散元仿真试验为机构配合设计的合理性提供依据。田间性能试验表明,互作效应装置与参照指标相比,破茬比率提高10.92%、碎土率提高6.04%、耗油量降低31.39%;田间对比试验表明,互作效应的破茬碎土刀比分离作用的破茬碎土刀、圆盘刀、缺口破茬刀,在相同工况下,平均破茬比率分别增加了3.53%、19.38%、8.86%;在不同工况下,比分离作用的圆盘刀,平均载质量降低20kg,破茬比率提高13.8%,耗油量减小7%,平均载质量降低40kg,破茬比率提高5.82%,耗油量减小21.82%,比分离作用的缺口破茬刀,平均载质量降低20kg,破茬比率提高4.5%,耗油量减小12.79%。因此与深松铲互作效应的破茬碎土刀,在降低载质量时性能较优。

摘要：针对机械式排种器高速作业时存在的排种稳定性问题,提出了一种离心锥盘推送式充种方式,分析了影响籽粒在种腔内部充填性能的应力种类与力学规律,建立复合充填应力数学模型,通过理论分析找出提高充填力的有效方式,并借助Matlab与ORIRIN逐步修整数学模型,从而确定关键结构最优参数值。采用离散元仿真软件EDEM虚拟仿真并通过单体台架试验,对有离心推送结构和普通空腔结构的离心锥盘排种器进行对比试验,验证了附加离心推送结构的优越性。试验结果表明,在7~13 km/h高速作业区,其平均漏播指数降低了2.52%,同时,利用后处理功能所测得的标记颗粒充填力数值变化规律与预测值变化趋势基本一致,验证了理论模型的可行性,最大限度发挥了种层离心力对预充填籽粒的作用,且进一步扩大了有效充种区域。

摘要：针对稻谷竖箱式干燥段内粮层气流分布不均匀等问题,基于稻谷四向通风混流干燥工艺,设计了一种适用于四向通风混流干燥段的双侧进气变径角状管,用于提高粮层气流分布均匀性和保持稻谷品质。基于计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)和多孔介质传热传质基本理论,建立稻谷层内热湿耦合传递的数学模型,通过运用Fluent软件对干燥段内稻谷静态流场和温湿度分布情况进行数值模拟。结果表明:采用双侧进气变径角状管的干燥段,有效解决了粮层流场和温湿度沿进气角状管纵向分布不均问题。采用自主研制的四向通风混流干燥试验台,应用二次回归正交旋转组合试验方法进行了参数优化试验,优化参数组合:热风温度43℃,角状管进口风速为4.1m/s,初始含水率值为18.2%时,干燥速率为1.116%/h,爆腰率增值为1.7%,食味值为80.33,试验结果与优化结果相符合,稻谷干燥不均匀度为0.7%,干燥效果较优。采用双侧进气变径角状管的干燥段和优化干燥参数具有实际应用价值。

摘要：为了促进全混合日粮(简称日粮)饲喂技术的推广应用,设计了一种桨叶式日粮混合机,并对该混合机进行了性能试验与参数优化。利用桨叶式日粮混合试验装置,对混合室内日粮的混合过程进行分析,将混合室内日粮分布区域划分为积料区、提料区、滑落区和塌落区,各区域混合方式为:积料区与提料区主要发生剪切混合与对流混合,滑落区与塌落区以较强剪切混合与扩散混合为主;以混合时间、转子转速和桨叶安装角为试验因素,以变异系数与净功耗为评价指标,采用三因素五水平二次回归正交旋转组合试验方法进行试验,获得了该机试验因素对混合均匀度及净功耗的影响规律。试验结果表明:在填充率为65%时,最优参数组合为:混合时间5.3 min、转子转速8.6 r/min、桨叶安装角34°,对应的变异系数为7.01%、净功耗为51.02 kJ。该日粮混合机满足日粮的混合要求,性能较优。