免耕覆盖往复冲孔式播种机的试验研究
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摘要
由于传统的免耕播种机大部分都采用破茬开沟部件,在播种过程中往往会出现堵塞情况,严重影响了播种质量和播种效率。本文在研究现有开沟器存在的问题和不足的基础上,设计了一种新型免耕覆盖往复冲孔式播种机,该机用穴播方式代替破茬分草和开沟,有效的避免了开沟器的堵塞。整个播种过程包括排种、接种和放种三个阶段:往复冲孔式开穴机构的曲柄每旋转一周,驱动一次排种轮排种,确保了开穴器的成穴与排种轮的排种是协调进行的:控制阀门的开启和闭合完全取决于调节嘴相对于控制板的位置和运动方向,不受作业速度及土壤条件的干扰和影响,保障了放种的精确度,避免了漏种现象,满足了作物播种深度的要求:接种过程设计在曲柄运动到最高点时的区域,接种口相对于导种管具有较低的速度,保证了接种时间的充分性。本文还重点对往复冲孔式开穴器进行了运动学和动力学研究,建立了各自的数学模型,着重分析了在不同播速和插动角的条件下,开穴机构运动轨迹曲线的变化对播种性能的影响。最后进行了样机的试制和田间试验,设计了单因素试验方案,分析了机器前进速度对播种深度、株距和空穴率等播种性能的影响,得出了较理想的结论。
Because the tradition no-tillage planter adopt to the trash destroyer and the disk coulter, will usually appear to stop the circumstance in sowed seeds process, affecting the drilling quantity and sowing efficiency seriously. On the foundation of study problem and weakness of the coulter, the paper designs a kind of new no-tillage Push-pull Punching planter, which sows with the hill-dropping that replaces to the trash destroyer and the disk coulter, avoiding the disk coulter stop. Whole sowing process includes dropping, receiving, discharging with three stages: The movement of the no-tillage Push-pull Punching planter at the same time to drive the feed wheel rotating, guaranteeing that opening the cave is synchronous proceeding with dropping; Control gate for opening and shutting completely being decided by regulating mouth oppositely to control knothole position and exercising direction, not summit to work speed and conditional of soil interference, guaranteeing discharging accuracy and avoiding leaking to grow the phenomenon, satisfying crop sowing depth; Receiving the process is designed when the crank exercises the apogee of district, receiving mouth opposite to the conveying tube has lower speed, guaranteeing sufficient time of receiving. This paper studies the kinetics and the dynamics of Push-pull Punching machine, establish mathematics models, emphasize to analyze the curvilinear variety of opening carve machine influence to seeding function at sowing speed and moving with different angles. Finally proceeding the machine manufacture and experiment in the field, design the single factor experiments, analyze machine working spced and moving with different angle influence to the seeding depth、 distance of stub、 cave rate etc. get a reasonable conclusion.
Because the tradition no-tillage planter adopt to the trash destroyer and the disk coulter, will usually appear to stop the circumstance in sowed seeds process, affecting the drilling quantity and sowing efficiency seriously. On the foundation of study problem and weakness of the coulter, the paper designs a kind of new no-tillage Push-pull Punching planter, which sows with the hill-dropping that replaces to the trash destroyer and the disk coulter, avoiding the disk coulter stop. Whole sowing process includes dropping, receiving, discharging with three stages: The movement of the no-tillage Push-pull Punching planter at the same time to drive the feed wheel rotating, guaranteeing that opening the cave is synchronous proceeding with dropping; Control gate for opening and shutting completely being decided by regulating mouth oppositely to control knothole position and exercising direction, not summit to work speed and conditional of soil interference, guaranteeing discharging accuracy and avoiding leaking to grow the phenomenon, satisfying crop sowing depth; Receiving the process is designed when the crank exercises the apogee of district, receiving mouth opposite to the conveying tube has lower speed, guaranteeing sufficient time of receiving. This paper studies the kinetics and the dynamics of Push-pull Punching machine, establish mathematics models, emphasize to analyze the curvilinear variety of opening carve machine influence to seeding function at sowing speed and moving with different angles. Finally proceeding the machine manufacture and experiment in the field, design the single factor experiments, analyze machine working spced and moving with different angle influence to the seeding depth、 distance of stub、 cave rate etc. get a reasonable conclusion.
引文
1 Liao Qingxi, Gao Huanwen, Shu Caixia. Design of sawing anti-blocking mechanisam for no-tillage palnter and its cutting mechanism. Transactions of the CSAE. 2003, 19(5): 64～70
2 谷谒白.张云文.宋建农.“层流型”分草曲面用于覆盖免耕播种机的研究.农业机械学报.1994.25(1):46～51
3 张晋国,高焕文.免耕播种机新型防堵装置的研究.农业机械学报.2000,31(4):33～35
4 廖庆喜,王世学,高焕文.免耕播种机新型锯齿防堵装置防堵机理的研究.中国农业大学学报.2003,8(4):14～19
5 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.农业工程学报.2001,17(3):174～176
6 坎杂,陈永成,王维新,吴雪飞,黄中文,李明志,2BCM-6型茬地免耕播种机.新疆农机化.2001第3期:32～33
7 赵启新,张培增,张建中.2BC-M-3型覆盖免耕播种机的研制和实验.农业机械学报.2000,31(2):118～120
8 杜先仁.2BM—2/3型免耕播种机试验结果及分析.山西省农机鉴定站.26～27
9 郭云岭,丁士斌,段汝勇王俊勇.2BY-3玉米免耕播机.农机与食品机械.1995,第1期,总第235期,13～14
10 董竹蔚,高克昌,石秀琴.2BM-2/3型免耕播种机的研制.山西农业科学.1994,22(3):41～45
11 刘桂兰,周风林,初尔庄,冯爱莲,刘玉玲,于波,王志强.2BYM-2型玉米免耕播种机的研究.2002,第4期,总第52期:49～50
12 徐万宝.草地免耕播种机技术及其免耕播种机机具的研究.2002,第4期,总第52期:42～44
13 宋林平,韩金声.铧式玉米免耕播种机种床开沟器的研究.河北农业技术师范学院学报.1995,9(3):22～26
14 凌刚,刘德玉,徐杨,邵长发,田治文.进口旱地免耕播种机开沟器的材质分析及其国产化的研究.农业机械学报.1997,28(3):110～113
15 蒋金琳,龚丽农,王明福.免耕播种机单体工作性能试验研究.农业工程学报.2000.16(5):64～66
16 贺俊林.武月明,裘祖荣.免耕播种机仿形化动的设计研究.山西农业大学学报.2000,19(2):152～154
17 蒋金林.宋殿香.刘智军,刘晓平.免耕播种机开沟器空间受力特征的土槽试验研究.1995.12(3):221～224
18 蒋金林.马廷玺.免耕播种机土壤工作部件评述.农业机械学报.1996.27(增刊):69～71
19 郭云岭.齐新.新型玉米免耕播种机的试验研究.农业工程学报.1999.15(4):73～76
20 蒋金琳.宋殿香.王延耀.冲孔式免耕播种机的研究.探讨与研究.5～6
21 杜兵.小麦免耕播种机中几个结构参数的设计计算.中国农业大学学报.1996.1(4):34～34
22 肖玉茹.2BFQ-3型秸秆锯切式玉米免耕播种机设计.山东农机.2003.第9期:13～11
23 赵满全,赵士杰.窦卫国.余大庆,郝建国2BM-9型免耕播种机的研制与试验.农村牧区机械化.2002, 第4期,总第52期:45～46
24 郑桂玖.2BFQ-3型秸杆锯切式玉米免耕播种机设计.农业装备技术.2003,29(4):13～14
25 蒋金林,宋殿香,王兴成.梁绍波等.免耕播种机土壤工作部件的设计计算.莱阳农学院.1998.15(1)75～78
26 李宝筏.农业机械学[M].北京:中国农业出版社,2003.7
27 朱翠广,赵国锋.藁城力推小麦免耕播种新技术.河北日报,2003.9.11
28 郑东旭,姜海勇,李兵,李洪文等.玉米整秆覆盖下小麦免耕研究.河北农业大学学报.2003,26(增刊):285～287
29 王力,杨国锋.魏建发,李光全.玉米免耕播种高产高效.现代化农业.2002.第1期,总第270期
30 游俊亭.小麦免耕技术是增效的好方法.河北农业.2003,第6期
31 张晋国.带状粉碎免耕播种机的试验研究.[博士论文],中国农业大学,2000
32 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.[硕士论文].中国农业大学,2000
33 贺明.冲孔式免耕播种机工作部件的研究.[硕士论文].中国农业大学,1991
34 高玉璐.免耕播种机地轮滑移现象的研究.[硕士论文],中国农业大学,2001
35 廖庆喜.免耕播种机防堵与排种装置的试验研究.[博士论文],中国农业大学,2003
36 宁成斌,张义,唐明翰等.2BM-3型免耕播种机.中华人民共和国专利,91233457.0,1992.06.24
37 高志文.带有立式秸秆粉碎装置的免耕播种机.中华人民共和国专利,02224765.3,2003.04.09
38 李洪文,高焕文,李问盈等.玉米秸秆覆盖地小麦对行免耕播种机.中华人民共和国专利,02158000.6.2003.07.23
39 李新武.手拉便携式免耕播种机.中华人民共和国专利,93222859.3,1994,07.13
40 高炳健.一种免耕播种机.中华人民共和国专利,99204094.9,1999.12.29
41 高焕文,张晋国.免耕播种机带状粉碎防堵装置.中华人民共和国专利.98218324.0,1999.08.18
42 李小昱,王为,代军,丁和仁.驱动式圆盘松土铲的免耕播种机.中华人民共和国专利,00226704.7,2001.08.08
43 刘秋成,张振学,袁勋.小麦免耕播种机.中华人民共和国专利,01265432.9,2002.09.04
44 胡兴阔.锯切秸秆式玉米免耕播种机.中华人民共和国专利.02243751.7,2003.07.09
45 李洪文.高焕文.张晋国.李问盈.秸秆覆盖地小麦免耕播种机.中华人民共和国专利.03239665.1,2004.01.14
50 徐灏主编.新编机械设计师手册.(上册).机械工业出版社,1995
51 徐灏主编.新编机械设计师手册.(下册).机械工业出版社.1995
52 王万钧主编.农业机械设计手册.(上册).机械工业出版社,1990
53 王万钧主编.农业机械设计手册.(下册).机械工业出版社,1990
54 郑文纬.吴克坚主编.机械原理(第七版).高等教育出版社.1997
55 中国纺织大学工程图学教研室等编.画法几何及工程制图(第四版).上海科学技术出版社.1996
56 濮良贵,纪明刚主编.西北工业大学机械原理及零件教研室编.机械设计(第六版).高等教育出版社.1999
57 周开勤主编.机械零件手册(第四版).高等教育出版社.1999
58 Bahri-A, Bansal-RK, etc. Evaluation of different combination of openers and presswheels forno-till seed-ing. Tillage in Arid and Semi-arid Areas. Proceedings of an international commission onagriculturai engineer-ing, held in Rabat, Morocco on 22-25 April 1992. 1992, 87～108
59 Linke-C, Koller-K. Improvement of seed placement of direct drills in heavy straw residue. International Conference on Agricultural Engineering [Landtechnik 1994]. Proceedings of aconference held in Stuttgart, germany, 13-14 October 1994. 1994, 22.1～22.3
60 Darmora-DP, Pandey-KP. Evaluation of performance of furrow openers of combined seed andfertiliser drills. Soil &Tillage Research, 1995. 34(2), 127～139
61 张春辉编著.《中国古代农业机械发明史》,清华大学出版社,1998,46～47
62 邱梅贞主编.《中国农业机械技术发展史》.机械工业出版社,1993,69
63 jinguo, Gao Huanwen, Development of a New No-till Planter in Heavy StrawMulching, Proceeding of International Conference on Agriculture Engineering(99-ICAE), December 14-17, 1999, Beijing, P. R. China.
64 焦群英等.机械振动与模态分析基础,机械工业出版社,1998年
65 李德葆等.振动测试与试验分析,机械工业出版社,1992年
66 卢里耶,A. A. 格罗姆勃切夫斯基.农业机械的设计和计算.北京:中国农业机械出版社,1983.9
67 杨叔子,杨克冲等编著.机械工程控制基础.武汉:华中科技大学出版社,2002.1
68 孙亮.MATLAB语言与控制系统仿真.北京:北京工业大学出版社,2001.3
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42 李小昱,王为,代军,丁和仁.驱动式圆盘松土铲的免耕播种机.中华人民共和国专利,00226704.7,2001.08.08
43 刘秋成,张振学,袁勋.小麦免耕播种机.中华人民共和国专利,01265432.9,2002.09.04
44 胡兴阔.锯切秸秆式玉米免耕播种机.中华人民共和国专利.02243751.7,2003.07.09
45 李洪文.高焕文.张晋国.李问盈.秸秆覆盖地小麦免耕播种机.中华人民共和国专利.03239665.1,2004.01.14
50 徐灏主编.新编机械设计师手册.(上册).机械工业出版社,1995
51 徐灏主编.新编机械设计师手册.(下册).机械工业出版社.1995
52 王万钧主编.农业机械设计手册.(上册).机械工业出版社,1990
53 王万钧主编.农业机械设计手册.(下册).机械工业出版社,1990
54 郑文纬.吴克坚主编.机械原理(第七版).高等教育出版社.1997
55 中国纺织大学工程图学教研室等编.画法几何及工程制图(第四版).上海科学技术出版社.1996
56 濮良贵,纪明刚主编.西北工业大学机械原理及零件教研室编.机械设计(第六版).高等教育出版社.1999
57 周开勤主编.机械零件手册(第四版).高等教育出版社.1999
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61 张春辉编著.《中国古代农业机械发明史》,清华大学出版社,1998,46～47
62 邱梅贞主编.《中国农业机械技术发展史》.机械工业出版社,1993,69
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64 焦群英等.机械振动与模态分析基础,机械工业出版社,1998年
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66 卢里耶,A. A. 格罗姆勃切夫斯基.农业机械的设计和计算.北京:中国农业机械出版社,1983.9
67 杨叔子,杨克冲等编著.机械工程控制基础.武汉:华中科技大学出版社,2002.1
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