稻麦施肥播种机的设计与试验研究

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江淮地区是我国重要的粮食生产基地,该地区最主要的耕作制度是稻麦轮作制,其传统的稻麦种植方式普遍存在秸秆焚烧严重、化石能耗高、作业成本大、种肥用量过多和淡水资源浪费严重等问题。随着种植成本的不断上升以及政府禁烧秸秆的力度不断加大,稻麦少免耕直播的种植方式发展迅速。而江淮稻麦地区秸秆覆盖量大、土壤含水率高,现有播种机进行作业时,秸秆残茬容易堵塞机具,使其通过性较差且传动地轮打滑严重,导致施肥播种均匀性不佳,因此,迫切需要研制一种防堵性能良好、施肥播种均匀性好的稻麦少免耕施肥播种机。  本文在认真研究分析国内外现有施肥播种机现状的基础上,根据农田节能减排以及江淮地区稻麦种植农艺要求,确定了稻麦施肥播种机的总体结构以及种肥电控系统的控制方案,对关键部件进行了设计和优化并运用Creo软件建立了样机的三维模型,同时运用ANSYS分析软件对部分关键部件进行了模态与静力学分析,最后,试制出样机并完成电控系统的台架试验以及整机的田间试验。主要结果与结论如下:  1、本文设计的旋耕驱动防堵机构,利用旋耕的方式进行碎土灭茬,能够有效地防止因秸秆堆积而缠绕堵塞机具;同时,将先开种肥沟后进行排种排肥的方式改为直接排种排肥的方式,有效地避免了开种肥沟器的挂草堵塞。另外,对刀轴进行了设计与优化分析,所用材料比常规设计方式减少了20%。  2、本文针对传动地轮打滑严重导致施肥播种不均匀以及调节外槽轮工作长度不能精确控制每亩种肥播量的问题,采用电控驱动种肥轴的方式实现排种排肥,其工作稳定,电源电压安全可靠,种肥排量易控制调节且能提高施肥播种的精确性,并可减少种子和化肥的使用量,降低资源的消耗。  3、本文运用三维建模软件Creo对稻麦施肥播种机各零部件进行了建模并装配,利用ANSYS进行了旋耕刀辊的模态分析和限深托板的静力学分析。  4、本文设计的机具工作幅宽为2.3m,施肥播种行数都为12行,主要由悬挂机构、旋耕碎土灭茬机构、施肥排种机构、施肥播种电控系统、种肥箱和镇压装置等组成,能够一次下地完成旋耕、灭茬、施肥、播种和覆土镇压等多项工序的作业。  5、样机完成后,在试验台架上用电控装置进行了水稻排肥排种试验并将样机配套该装置在江苏省丹阳市进行了小麦田间播种试验。结果表明:该机具工作稳定可靠,通过性能良好,各项主要技术指标均符合相关国家标准的要求,可用于江淮地区小麦和水稻少免耕施肥播种作业,一机两用。
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