三輪高地隙中耕精量施肥機設(shè)計與試驗.pdf

1、黃淮海地區(qū)糧食作物的種植模式多為小麥玉米輪作，由于玉米生長發(fā)育期較短，中期追肥對提高玉米產(chǎn)量有十分重要的作用。但由于玉米追肥期莖稈較高，且缺少專用的追肥機械，出現(xiàn)了只施基肥的現(xiàn)象，造成了肥料投入過量和環(huán)境污染等態(tài)勢。本文針對玉米高稈作物的追肥問題，設(shè)計了中耕精量施肥機，包括施肥機具、液壓系統(tǒng)和電控調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計，主要工作包括以下幾個方面:
　　(1)根據(jù)三輪高地隙作業(yè)車的結(jié)構(gòu)，設(shè)計了配套的施肥機具，可對6行玉米進行同時追施肥。對其中

2、的開溝器起落機構(gòu)進行運動學(xué)仿真分析和試驗，驗證了開溝器起落機構(gòu)的設(shè)計的合理性。同時采用離散元分析方法，建立土壤模型，對開溝器不同作業(yè)速度下的作業(yè)過程進行模擬分析，得到開溝器在不同工況下所受到的土壤阻力，計算出開溝器作業(yè)過程中消耗的最大功率為464.8W。為了實現(xiàn)150～750kg/hm2施肥量，采用液壓馬達驅(qū)動排肥器，對液壓系統(tǒng)進行了計算選型。
　　(2)采用電液比例控制技術(shù)，設(shè)計了電控調(diào)速系統(tǒng)，實現(xiàn)對施肥量的精量控制。電控調(diào)速系

3、統(tǒng)采用閉環(huán)控制，結(jié)合設(shè)置的施肥參數(shù)和檢測到的速度信號，采用數(shù)字增量式PID算法調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中比例流量閥的開度，控制馬達轉(zhuǎn)速實現(xiàn)精量施肥。采用試湊法和臨界比例法結(jié)合，通過室內(nèi)PID參數(shù)整定，確定了PID參數(shù)的比例系數(shù)為1.2，積分系數(shù)0.04，微分系數(shù)為0.2，利用施肥機對三個PID參數(shù)進行驗證，結(jié)果為排肥器轉(zhuǎn)速平均誤差最大值為3.37％。通過試驗研究，標定了馬達的轉(zhuǎn)速和排肥槽不同工作長度下的排肥量與轉(zhuǎn)速關(guān)系，確定了排肥槽10mm開度下的

4、排肥量與轉(zhuǎn)速關(guān)系，即q=12.976n+94.301（q為施肥量，n為轉(zhuǎn)速），決定系數(shù)R2為0.9792;20mm開度下的排肥量與轉(zhuǎn)速關(guān)系，即q=29.345n+268.49，決定系數(shù)R2為0.9963。
　　(3)對三輪高地隙中耕精量施肥機進行了田間試驗，包括耕深一致性、各行排肥量一致性和總施肥量穩(wěn)定性試驗，試驗得出耕深一致性變異系數(shù)為6.37％，總排肥量變異系數(shù)為2.01％，各行排肥量一致性變異系數(shù)為4.63％，符合中耕施肥機