旋耕灭茬施肥播种联合作业机设计及试验研究

摘要

农业联合作业机具有：效率高，有利于抢农时、抗旱保墒、节约能耗、降低作业成本、提高机具利用率；联合作业减少进地次数，减轻机具对土壤的压实，有利于保持土壤团粒结构，避免水土流失和土地沙漠化等优点。目前国内使用的联合作业机型主要是针对我国北方旱作耕地特点设计研制制造的，针对南方耕地的机型较少，本文开展了适应南方耕地特点的旋耕灭茬施肥播种联合作业机的设计研究。
　　 本文给出了旋耕灭茬施肥播种联合作业机的设计方案，合理选取了螺旋外槽轮式的排种器施肥器，并设计了曲面罩壳和格栅；合理布置了逆转旋耕传动方案和施肥播种传动方案；以深施肥浅播种为目标，对逆转旋耕抛土量及分布进行了计算研究，得出了逆转旋耕抛土轨迹，为排种管及施肥管的布置提供了合理依据；并以减小种子落地后的弹跳滚动为目标，参考高速精密播种技术，合理设计了排种管曲线形式；以小麦种子为研究对象，建立了排种部件的三维模型，并运用离散元软件EDEM对排种过程进行了仿真分析，找出了排种口到种子着地瞬间的水平距离，论证了排种管合理的曲线形式及倾斜角度，并通过台架试验，验证了螺旋槽轮的播种均匀性；最后进行了田问试验，得出了耕深、耕深稳定性、灭茬覆盖质量、播种均匀性及播种深度等结果。试验结果表明：碎茬覆盖率达90％，碎土率达86％，耕深在16cm左右，耕深稳定性高达92％，播种深度在1cm～3cm的合格率为95％，播种均匀性变异系数在20％左右。能够满足多种形式的联合作业的质量和效率。
　　 本文通过对旋耕灭茬施肥播种联合作业机进行的理论分析、仿真分析和试验研究得出了影响深施肥浅播种质量的基本规律，这些规律为联合作业机装置的参数设计，特别是逆转旋耕播种作业机的参数设计提供了理论依据。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2国内外研究现状及发展趋势

1.3旋耕灭茬施肥播种联合作业机存在的主要问题

1.4本课题研究的目的

1.5本课题研究主要内容和方法

第二章旋耕灭茬施肥播种联合作业机设计计算

2.1旋耕灭茬施肥播种联合作业机结构设计

2.1.1排种器、排肥器设计

2.1.2罩壳栅栏设计

2.2传动系统设计

2.2.1旋耕灭茬传动系统设计

2.2.2施肥播种传动总成设计计算

2.3配套动力计算

2.3.1旋耕灭茬所需动力计算

2.3.2播种施肥所需动力计算

2.3.3机组空行所需动力计算

2.4本章小结

第三章逆转旋耕抛土土量分布计算

3.1被抛土粒未与罩壳碰撞时的运动过程分析

3.2被抛土粒与罩壳碰撞时的运动过程分析

3.2.1碰撞机理分析

3.2.2碰撞点土垡质点速度及运动轨迹分析

3.3本章小结

第四章排种管设计与布置

4.1排种管分析设计

4.1.1排种管合理形状分析

4.1.2排种管的设计

4.2排种装置性能测试

4.2.1排种器性能检测试验台简介

4.2.2排种装置的组成

4.2.3试验检测

4.3排种过程仿真

4.3.1 EDEM简介

4.3.2排种部件三维建模

4.3.3三维模型导入及各参数设置

4.4仿真结果分析

4.5排种管排肥管布置

4.6本章小结

第五章旋耕灭茬施肥播种联合作业机田间试验研究

5.1试验地及环境

5.2田间试验前准备

5.2.1种子和化肥准备

5.2.2作业前整机调整

5.3田间试验结果测定与分析

5.3.1运行速度的测定

5.3.2碎茬覆盖率的测定

5.3.3碎土质量的测定

5.3.4耕深、平整度的测定

5.3.5播深、播种均匀性测定

5.4田间试验结果

5.5本章小结

第六章结论与展望

6.1本课题完成的主要工作及结论

6.2后续工作的展望和建议

参考文献

致 谢

攻读硕士学位期间发表的论文及参与研究课题