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《东北农业大学》 2013年
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2BMFJ-3型麦茬地免耕覆秸大豆精密播种机的研究

王汉羊  
【摘要】:我国黄淮海一年两熟地区,冬小麦产量高,收获后大量的秸秆、根茬残留田间,而且没有休闲腐解过程,给下茬作物的播种造成很大难度。由于缺少适合的免耕播种机具,“三夏”时节,为抢农时和降低生产成本,于是产生了秸秆焚烧问题。针对这一现状,本研究根据生产实际的迫切需求,设计一种新型的麦茬地免耕覆秸大豆精密播种机,并对其进行深入的理论分析和系统的试验研究,理想地解决了堵塞问题,提高了作业质量,降低了作业成本,为保护性耕作技术的推广和应用提供了有效的装备技术支撑,具有重要的现实意义。本文主要研究内容及结论如下: (1)清秸覆秸装置的设计:对清秸覆秸刀齿进行运动学分析,建立了刀齿端点的运动轨迹方程和速度方程;分析影响刀齿切茬节距的主要因素,建立了切茬节距与影响因素之间关系的数学模型,确定刀齿的主要结构参数;确定了刀齿合理的排列方式,完成了刀齿总成的结构设计和刀齿的总体布置方案;找出了满足刀齿总成切茬节距均匀性的条件,并建立了衡量清秸覆秸装置输送秸秆参数性能的数学方程;通过秸秆抛撒运动学分析,建立了秸秆运动轨迹方程。 (2)清秸覆秸装置参数优化试验:采用四因素三水平正交试验设计方法,以机组作业速度、刀轴转速、刀齿排布、覆秸控制板角度为影响因素,以清秸覆秸装置的秸秆清除率、根茬清除率、覆秸均匀度、覆秸宽度为目标函数,寻求清秸覆秸装置的最优结构与作业参数组合及各因素对指标的影响规律。试验结果表明:最优结构与参数组合为机组作业速度3.6~4.5km/h,刀轴转速400r/min,刀齿排布4-3-4,覆秸控制板角度75°,此时秸秆清除率90.82%~92.36%,根茬清除率92.13%~93.79%,覆秸均匀度14.88~15.13,覆秸宽度2.97~3.01m。 四因素对秸秆清除率影响的主次关系为:刀轴转速、刀齿排布、机组作业速度、覆秸控制板角度;对根茬清除率影响的主次关系为:刀轴转速、刀齿排布、机组作业速度、覆秸控制板角度;对覆秸均匀度影响的主次关系为:覆秸控制板角度、刀轴转速、刀齿排布、机组作业速度;对覆秸宽度影响的主次关系为:覆秸控制板角度、刀轴转速、刀齿排布、机组作业速度。 (3)清秸覆秸装置关键部件有限元分析:采用模块化设计原理,应用SolidWorks软件建立了虚拟样机,并采用ANSYS Workbench软件分别对清秸覆秸刀齿和机架进行了静力学分析和模态分析,结果表明:刀齿最大应力为497MPa,小于刀齿材料的最大许用应力667MPa,能够满足强度要求;各激振源的振动频率与机架固有频率不发生重合,机架不会发生共振现象,设计的机架能够满足实际作业对刚度和强度的要求。 (4)播种单元体及施肥装置设计:根据生产条件和农艺要求,设计了播种、施肥装置的关键部件;采用单因素对比试验方法,以作业速度为影响因素,以粒距合格指数、重播指数、漏播指数和变异系数为目标函数,对三种机械式大豆精密排种器进行选型试验。按照国标GB/T6973-2005《单粒(精密)播种机试验方法》测试要求,对排种性能进行评价。试验结果表明:在作业速度3~6km·h~(-1)、理论粒距8cm条件下,勺轮式排种器的排种性能优于垂直窝眼轮式与垂直圆盘勺式排种器,其合格指数87.8%~98.9%,重播指数0.5%~1.1%,漏播指数低于12%,变异系数小于16%。 (5)田间作业功耗试验:采用三因素五水平正交旋转中心组合设计方法,以机组作业速度、刀轴转速、刀齿切茬深度为影响因素,以功耗、燃油消耗率、滑转率为目标函数,寻求整机技术经济性最佳的作业参数组合及各因素对指标的影响规律。试验结果表明:最佳作业参数组合为作业速度4.2~4.6km/h、刀轴转速370~420r/min、刀齿切茬深度20mm,此时机组功耗18~20kW,燃油消耗率低于0.46,滑转率小于15%,且本机技术经济性最佳的配套动力为20~22.22kW。 三因素对功耗影响的主次关系为:刀轴转速、刀齿切茬深度、机组作业速度;对燃油消耗率影响的主次关系为:刀齿切茬深度、机组作业速度、刀轴转速;对滑转率影响的主次关系为:刀齿切茬深度、刀轴转速、机组作业速度。 (6)田间性能试验:依据《免耕播种机选型试验大纲》和免耕播种机性能检测项目与检测方法对样机进行田间性能试验,并根据中华人民共和国机械行业标准JB/T51017-1999《中耕作物精密播种机产品质量分等》对作业质量进行评定。结果表明:在作业速度4.5km/h,理论粒距6cm和8cm,理论播深3~5cm条件下,粒距合格指数、重播指数、漏播指数、变异系数均达到国家标准优等品要求水平,播深合格率达到国家标准一等品要求水平;当清秸覆秸刀齿切茬深度20~30mm时,机具只发生一次轻微堵塞,播后地表秸秆覆盖率达98%以上;无晾籽现象发生,田间出苗率高达90%以上。 (7)生产考核:为检验样机在大面积作业条件下的播种质量、适应性及可靠性等指标,在河南许昌、北京顺义两地对其进行田间生产试验,结果表明:平均生产率为3.9mu/h,平均可靠性系数为0.955;与传统播种方式相比,平均单株粒数增加3粒,平均亩株数增加6668.5株,千粒重增加39.9g,平均实际亩产量增加141.15kg;节约成本35.5元/亩,产值增加564.6元/亩,净收益率高达88%以上。
【学位授予单位】:东北农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:S223.23

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 师江澜;刘建忠;吴发启;;保护性耕作研究进展与评述[J];干旱地区农业研究;2006年01期
2 沈卫强,周松,叶云霞;2BCM─3型麦茬地免耕播种机的设计[J];农机化研究;2004年01期
3 王丽艳;郭树国;邱立春;;免耕技术及免耕播种机的发展[J];农机化研究;2006年02期
4 吴子岳,高焕文;根茬处理技术的现状与发展[J];中国农业大学学报;2000年04期
5 侯志刚,宋建农;免耕播种机运动的线性模型的建立与分析[J];中国农业大学学报;2004年06期
6 张海林,高旺盛,陈阜,朱文珊;保护性耕作研究现状、发展趋势及对策[J];中国农业大学学报;2005年01期
7 徐迪娟;李问盈;王庆杰;;2BML-2(Z)型玉米垄作免耕播种机的研制[J];中国农业大学学报;2006年03期
8 张晋国,高焕文,杨光;不同条件下麦秸切碎效果的试验研究[J];农业工程学报;2000年03期
9 刘庆福,栾文辉,田耘,王景利,袁月明,侯季里;2BLZ-2型垄上镇压式精密播种机的研制与试验[J];农业工程学报;2001年02期
10 王维新,坎杂,田学艳,江英兰,陈永成,吴雪飞,丛锦玲;2BCM-6型茬地免耕播种机的研制[J];农业工程学报;2001年03期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 张晋国;带状粉碎免耕播种机的试验研究[D];中国农业大学;2001年
2 蒋金琳;玉米免耕播种机切茬挖茬装置研究[D];中国农业大学;2004年
3 刘立晶;一年两熟地区全程保护性耕作体系试验与效应研究[D];中国农业大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 侯志刚;免耕覆盖往复冲孔式播种机的试验研究[D];中国农业大学;2005年
2 徐云峰;小型免耕播种机的设计与试验研究[D];中国农业大学;2005年
3 潘涛;小麦免耕播种机防堵装置的设计研究[D];甘肃农业大学;2005年
4 杨捷;黄河流域保护性耕作技术适宜性评价研究[D];中国农业科学院;2007年
5 赵娟伟;2BMF-4型玉米免耕播种机的研究[D];河北农业大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王延好,张肇鲲;保护性耕作在加拿大的研究及现状[J];安徽农学通报;2004年02期
2 李春霞;王俊忠;李友军;李胜利;杨艳萍;熊瑛;陈阜;;保护性耕作对冬小麦生长及产量效益影响的研究[J];安徽农业科学;2007年22期
3 陈智;麻硕士;;阴山北麓农牧交错区农田土壤风蚀影响因子及防治对策[J];安徽农业大学学报;2006年01期
4 郑东旭,姜海勇,李兵,李洪文,张晋国;玉米整秆覆盖下小麦免耕播种机研究[J];河北农业大学学报;2003年S1期
5 张晓平;梁爱珍;申艳;李文凤;张学林;王玉玺;解运杰;刘凤飞;杨学明;;东北黑土水土流失特点[J];地理科学;2006年06期
6 方日尧,同延安,赵二龙,梁东丽;渭北旱原不同保护性耕作方式水肥增产效应研究[J];干旱地区农业研究;2003年01期
7 胡立峰,张立峰;风蚀地区的保护性耕作探讨——以河北坝上地区为例[J];干旱地区农业研究;2005年04期
8 姚宗路,王晓燕,李洪文,邸英良;2BMD-12型小麦对行免耕施肥播种机改进与试验研究[J];干旱地区农业研究;2005年05期
9 师江澜;刘建忠;吴发启;;保护性耕作研究进展与评述[J];干旱地区农业研究;2006年01期
10 彭文英;张雅彬;;免耕对粮食产量及经济效益的影响评述[J];干旱地区农业研究;2006年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 尚勋武;杨祁峰;刘广才;朱永永;;甘肃发展旱作农业的思路和技术体系[A];中国作物学会2007年学术年会论文集[C];2007年
2 毕进德;;保护性耕作推进了淄川区新农村建设[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(三)[C];2007年
3 于江;郭萍;田云龙;蒋细良;朱昌雄;;沙化退化土壤修复技术的研究进展和趋势[A];第五届全国绿色环保肥料新技术、新产品交流会论文集[C];2005年
4 陈永成;梅卫江;胡斌;;试论新疆绿洲灌溉区保护性耕作技术[A];第三届十省区市机械工程学会科技论坛暨黑龙江省机械工程学会2007年年会论文(摘要)集[C];2007年
5 吴仕宏;李宝筏;包文育;;新型垄作耕播机破茬清垄装置的研究[A];农业工程科技创新与建设现代农业——2005年中国农业工程学会学术年会论文集第一分册[C];2005年
6 赵娟伟;张晋国;李江国;张小丽;;2BMF-4型秸秆全粉碎玉米免耕播种机的研制[A];农业工程科技创新与建设现代农业——2005年中国农业工程学会学术年会论文集第一分册[C];2005年
7 王德福;;双轴卧式全混合日粮混合机的研究[A];农业工程科技创新与建设现代农业——2005年中国农业工程学会学术年会论文集第一分册[C];2005年
8 员学锋;吴普特;汪有科;徐福利;;秸秆覆盖保墒的农田生态效应及“保墒灌溉”技术[A];农业工程科技创新与建设现代农业——2005年中国农业工程学会学术年会论文集第二分册[C];2005年
9 赵满全;刘汉涛;麻硕士;赵士杰;佘大庆;;农牧交错区农田留茬和秸秆覆盖对地表风蚀的影响[A];2006中国科协年会农业分会场论文专集[C];2006年
10 杨捷;梅旭荣;严昌荣;;保护性耕作技术的发展和效益研究[A];中国农学会农业气象分会2006年学术年会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张晋国;带状粉碎免耕播种机的试验研究[D];中国农业大学;2001年
2 耿端阳;免耕栽植机关键部件及控制系统开发研究[D];中国农业大学;2003年
3 蒋金琳;玉米免耕播种机切茬挖茬装置研究[D];中国农业大学;2004年
4 周建忠;土壤风蚀及保护性耕作减轻沙尘暴的试验研究[D];中国农业大学;2004年
5 李丽勤;高速摄像目标提取跟踪系统研究与应用[D];中国农业大学;2004年
6 荣姣凤;移动式风蚀风洞研制与应用[D];中国农业大学;2004年
7 孟海波;秸秆切割破碎与揉切机刀片耐用性试验研究[D];中国农业大学;2005年
8 魏延富;机电伺服触觉式秸秆导向系统试验研究[D];中国农业大学;2005年
9 陈军胜;华北平原免耕冬小麦田土壤水热特征及其对冬小麦生长发育影响研究[D];中国农业大学;2005年
10 吕钊钦;冬小麦断根机械化关键技术研究[D];山东农业大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 袁燕利;小麦、玉米套种机械化及保护性耕作试验研究[D];山东农业大学;2002年
2 杜辉;气吸式小麦精量播种机的改进研究[D];山东农业大学;2003年
3 马爱军;根茬还田刀具火焰喷焊耐磨性强化研究[D];河北农业大学;2003年
4 毛明策;黄土高原节水农业专家系统的研制[D];西北农林科技大学;2003年
5 徐世宏;水稻免耕抛秧技术研究与应用的分析[D];中国农业大学;2004年
6 郭清毅;保护性耕作对旱地麦—豆双序列轮作水分利用的影响[D];甘肃农业大学;2004年
7 樊丽琴;水土保持耕作对黄土高原玉米—小麦—大豆轮作系统土壤微生物量碳、氮的影响[D];甘肃农业大学;2004年
8 侯志刚;免耕覆盖往复冲孔式播种机的试验研究[D];中国农业大学;2005年
9 王兆卫;小杂粮免耕播种机研究[D];中国农业大学;2005年
10 徐云峰;小型免耕播种机的设计与试验研究[D];中国农业大学;2005年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王法宏,冯波,王旭清;国内外免耕技术应用概况[J];山东农业科学;2003年06期
2 史忠强;江晓东;王芸;宁堂原;韩宾;李增嘉;;少免耕对夏玉米灌浆过程和产量的影响[J];山东农业科学;2007年01期
3 王延好,张肇鲲;保护性耕作在加拿大的研究及现状[J];安徽农学通报;2004年02期
4 李录久,杨哲峰,李文高,徐志斌,胡永年,苗春苗,肖凤体;秸秆直接还田对当季作物产量效应[J];安徽农业科学;2000年04期
5 王振忠,董百舒,吴敬民;太湖稻麦地区秸秆还田增产及培肥效果[J];安徽农业科学;2002年02期
6 孙英;岳德武;刘丽丽;;辽宁精准农业模式研究——以玉米为例[J];安徽农业科学;2006年08期
7 王先华;方小宁;;黔东主要旱耕地培肥技术初探[J];安徽农业科学;2006年11期
8 张宇;刘恩才;于海秋;张丽娟;衣莹;;保护性耕作对土壤水温和春玉米产量形成的影响[J];安徽农业科学;2007年02期
9 朱清科,陈丽华,张东升,谢春华;贡嘎山森林生态系统根系固土力学机制研究[J];北京林业大学学报;2002年04期
10 郧建平,孙宇宁;应变式测力传感器的非线性误差及其校正[J];测绘信息与工程;1998年01期
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 王晓燕;旱地机械化保护性耕作径流与土壤水分平衡模型试验研究[D];中国农业大学;2000年
2 张晋国;带状粉碎免耕播种机的试验研究[D];中国农业大学;2001年
3 廖庆喜;免耕播种机防堵与排种装置试验研究[D];中国农业大学;2003年
4 耿端阳;免耕栽植机关键部件及控制系统开发研究[D];中国农业大学;2003年
5 蒋金琳;玉米免耕播种机切茬挖茬装置研究[D];中国农业大学;2004年
6 刘立晶;一年两熟地区全程保护性耕作体系试验与效应研究[D];中国农业大学;2004年
7 孙裕晶;虚拟样机技术及其在精密排种部件设计中的应用[D];吉林大学;2005年
8 袁月明;气吸式水稻芽种直播排种器的理论及试验研究[D];吉林大学;2005年
9 张海林;华北平原麦玉两熟区覆盖免耕土壤—作物系统农田耗水与调控[D];中国农业大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 贾铭钰;免耕播种机镇压装置的试验研究及计算机辅助设计[D];中国农业大学;2000年
2 刘汉涛;2BQM-2气吸式精量铺膜播种机排种装置工作过程的计算机仿真[D];内蒙古农业大学;2001年
3 高玉璐;免耕播种机地轮滑移现象的研究[D];中国农业大学;2002年
4 张晓强;应变式高准确度动态扭矩测量仪的研制[D];哈尔滨理工大学;2003年
5 马守锋;深松铲工作状态受力分析与计算机模拟[D];河南农业大学;2004年
6 王文明;2ZT-2型甜菜移栽机栽植过程的计算机辅助分析[D];内蒙古农业大学;2004年
7 张飞;冀西北保护性耕作农田杂草发生与土壤温湿变化[D];中国农业大学;2004年
8 侯志刚;免耕覆盖往复冲孔式播种机的试验研究[D];中国农业大学;2005年
9 古燕;玉米免耕播种喷药联合作业机研究[D];中国农业大学;2005年
10 徐云峰;小型免耕播种机的设计与试验研究[D];中国农业大学;2005年
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中国期刊全文数据库 前10条
1 马洪亮;高焕文;李洪文;魏淑艳;;斜置驱动圆盘免耕播种机设计与试验[J];农业机械学报;2006年05期
2 马洪亮;高焕文;魏淑艳;;斜置驱动缺口圆盘刀功耗模型的试验研究[J];农业工程学报;2007年06期
3 康清华;程兴田;;我国玉米免耕播种机的基本型式和质量状况[J];农业机械;2005年12期
4 李兵;李洪文;;2BMD12型小麦对行免耕播种机的设计[J];农业机械学报;2006年03期
5 刘科;马根众;;小麦玉米两用免耕播种机的研究与改进[J];山东农机化;2007年09期
6 龚丽农;高焕文;蒋金琳;;免耕播种机玉米根茬处理装置作业功耗试验研究[J];农业工程学报;2008年07期
7 林静;李宝筏;;种植机械与免耕播种机的现状与发展[J];农业机械;2008年12期
8 ;亚澳免耕播种机[J];农业机械;2008年17期
9 张建;王树森;;山东省龙口市定做和改装小麦免耕播种机组的经验[J];农业机械;2009年23期
10 空少;;利其器——美诺免耕播种机具[J];农机导购;2010年01期
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1 王庆杰;何进;梁忠辉;李洪文;李问盈;;小型玉米垄作免耕播种机的油耗试验与分析[A];中国农业工程学会2011年学术年会(CSAE 2011)论文摘要集[C];2011年
2 王庆杰;何进;梁忠辉;李洪文;李问盈;朱惠斌;;东北地区玉米垄作免耕播种机研究现状[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
3 杨自栋;杜瑞成;蔡善儒;耿端阳;张国海;;2BMFY-4型智能玉米免耕播种机研制与示范[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
4 苟文;马荣朝;杨文钰;雷小龙;樊高琼;;基于保护性耕作下2BSF-4-5A型小麦免耕播种机的设计[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
5 赵淑红;;大豆垄间套种冬小麦免耕播种机的研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会(CSAE 2011)论文摘要集[C];2011年
6 闫以勋;赵淑红;杨悦乾;田佰亮;;双自由度双向平行四杆仿形机构的设计[A];中国农业工程学会2011年学术年会(CSAE 2011)论文摘要集[C];2011年
7 李萍;王振华;赵满全;陈红意;蒙建国;;气力式牧草免耕播种机试验研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
8 吴仕宏;李宝筏;;免耕播种机的发展现状及前景展望[A];全面建设小康社会:中国科技工作者的历史责任——中国科协2003年学术年会论文集(上)[C];2003年
9 高焕文;李洪文;姚宗路;;中国轻型免耕播种机研究[A];2007年中国农业工程学会学术年会论文摘要集[C];2007年
10 苏艳波;凌刚;李洪文;;免耕播种机开沟圆盘试验土槽的设计[A];走中国特色农业机械化道路——中国农业机械学会2008年学术年会论文集(上册)[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 李亚玲;大豆麦茬免耕播种机问世[N];农民日报;2011年
2 本报记者 杨仕智 本报通讯员 李国伟 崔红星;耕作史上的一场革命[N];焦作日报;2008年
3 北京农机试验鉴定推广站;国产玉米免耕播种机昌平成功演示[N];农资导报;2004年
4 梅娟 永欣;玉米免耕播种机[N];中国乡镇企业报;2003年
5 通讯员 李玉玲;息陬乡农机合作战三秋[N];济宁日报;2008年
6 记者 赵晓晓;两万余台播种机投入秋播[N];焦作日报;2008年
7 YMG记者 立通 通讯员 帮高 延明;“懒汉种地”成时尚[N];烟台日报;2009年
8 李清明 马根众;山东保护性耕作创造上佳效益[N];中国农机化导报;2008年
9 本报记者 毛翠辉;只愿麦菽装满仓[N];中国气象报;2010年
10 本报记者 李中良 本报通讯员 常亮;科技做伴好种田[N];长春日报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 王汉羊;2BMFJ-3型麦茬地免耕覆秸大豆精密播种机的研究[D];东北农业大学;2013年
2 白晓虎;免耕播种机关键部件及其参数化设计方法研究[D];沈阳农业大学;2012年
3 张晋国;带状粉碎免耕播种机的试验研究[D];中国农业大学;2001年
4 蒋金琳;玉米免耕播种机切茬挖茬装置研究[D];中国农业大学;2004年
5 魏延富;机电伺服触觉式秸秆导向系统试验研究[D];中国农业大学;2005年
6 包文育;东北垄作免耕播种机关键部件研究与整机设计[D];沈阳农业大学;2009年
7 廖庆喜;免耕播种机防堵与排种装置试验研究[D];中国农业大学;2003年
8 陈玉仑;稻麦联合收获开沟埋草多功能一体机的设计[D];南京农业大学;2009年
9 李丽勤;高速摄像目标提取跟踪系统研究与应用[D];中国农业大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨彦光;三种小麦免耕播种机性能试验及其效果对比研究[D];中国农业科学院;2010年
2 李萍;气力式牧草免耕播种机结构分析与性能试验研究[D];内蒙古农业大学;2012年
3 刘华伟;舵轮式破茬免耕玉米播种机研究[D];山东理工大学;2011年
4 赵娟伟;2BMF-4型玉米免耕播种机的研究[D];河北农业大学;2007年
5 牛博英;小麦免耕播种机双向螺旋刀防堵装置的研究[D];河北农业大学;2009年
6 焦巍;DMB-3000型免耕播种机土壤工作部件性能分析及优化[D];内蒙古农业大学;2012年
7 贾铭钰;免耕播种机镇压装置的试验研究及计算机辅助设计[D];中国农业大学;2000年
8 杨建成;基于虚拟仪器的农机测试系统的研究及其应用[D];中国农业大学;2000年
9 高玉璐;免耕播种机地轮滑移现象的研究[D];中国农业大学;2002年
10 刘月琴;免耕播种机气吸式排种装置的气流场有限元分析[D];内蒙古农业大学;2011年
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