振動式農(nóng)業(yè)土壤切削挖掘技術(shù)研究現(xiàn)狀與展望
發(fā)布時間：2019-12-05 17:42
【摘要】：在土壤的耕作、深松、根莖類作物挖掘等作業(yè)過程中,普遍存在著挖掘切削阻力大、耗能高的問題。為了解決這些問題,國內(nèi)外相關(guān)學者采用了多種方法和途徑來改善土壤機具的切削挖掘阻力,振動式土壤切削挖掘方式也是一種重要的降低阻力的途徑。為此,對國內(nèi)外研究者在振動式農(nóng)業(yè)土壤切削挖掘領(lǐng)域的理論和試驗研究進行了闡述,分析了振動式挖掘方式的減阻機理,分別對強迫式和自激式兩種振動方式下在農(nóng)業(yè)土壤中典型的應(yīng)用研究進行了綜述,指出了相關(guān)研究的優(yōu)點和不足,并對振動挖掘技術(shù)在土壤作業(yè)領(lǐng)域的前景進行了展望分析。
【圖文】：
除了剪切力、摩擦力、提升力外還有作用在挖掘鏟刃口上的切削力，挖掘鏟的牽引阻力由這些力的水平合力組成，其受力圖如圖1所示。圖1固定式挖掘牽引阻力圖Fig．1Thedraughtforcechangesinrigiddigging振動式挖掘的作業(yè)過程通常由切削階段和提升階段組成，振動產(chǎn)生了有利于挖掘鏟切削和土壤破碎的條件。挖掘鏟切削土壤時，由于在垂直方向上的加速度影響，挖掘鏟上方的土壤向上加速運動，使土壤幾乎可以與鏟面分離開來，作用在鏟面的力幾乎與運動方向垂直，因此可以減少所受的牽引阻力，如圖2所示。(a)切削階段(b)提升階段圖2振動挖掘牽引阻力變化Fig．2Thedraughtforcechangesinvibratorydigging2振動式農(nóng)業(yè)土壤耕作挖掘研究現(xiàn)狀2．1國外研究現(xiàn)狀自20上世紀中期開始，國外研究者就對土壤振動挖掘方式進行了研究，在該領(lǐng)域做了大量的研究試驗，并建立了振動挖掘時土壤受力的數(shù)學模型，闡述了振動作業(yè)減阻機理，揭示了振動式耕作挖掘的影響因素。2．1．1強迫振動方式的研究Butson［2］在室內(nèi)土槽上進行振動條件下的土壤切削試驗，電機動力經(jīng)變速齒輪箱帶動偏心軸旋轉(zhuǎn)，然后通過連桿機構(gòu)之間的作用讓挖掘鏟柄在滑動軸承上前后往復(fù)循環(huán)運動，從而實現(xiàn)挖掘鏟對土壤振動挖掘的目地，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。Butson把前進速度、振幅、振動頻率作為影響因素，分別定義了速率比、牽引力比及功率比等指標，經(jīng)過大量試驗發(fā)現(xiàn)，在速率比大于1的情況下，牽引力才會減少，速率比同牽引力比成拋物線關(guān)系，速率比同功率比是近似線性關(guān)系。在像深松這樣的低速、大牽引力的條件下應(yīng)用振動挖掘更加有效，但牽引力的減少是要用功率消耗的增加來補償。該試驗很好地反映了振動條件下牽引力、功率的變化情況;但試驗結(jié)果僅限于特定的土壤條件下，
除了剪切力、摩擦力、提升力外還有作用在挖掘鏟刃口上的切削力，挖掘鏟的牽引阻力由這些力的水平合力組成，其受力圖如圖1所示。圖1固定式挖掘牽引阻力圖Fig．1Thedraughtforcechangesinrigiddigging振動式挖掘的作業(yè)過程通常由切削階段和提升階段組成，振動產(chǎn)生了有利于挖掘鏟切削和土壤破碎的條件。挖掘鏟切削土壤時，由于在垂直方向上的加速度影響，挖掘鏟上方的土壤向上加速運動，使土壤幾乎可以與鏟面分離開來，作用在鏟面的力幾乎與運動方向垂直，因此可以減少所受的牽引阻力，如圖2所示。(a)切削階段(b)提升階段圖2振動挖掘牽引阻力變化Fig．2Thedraughtforcechangesinvibratorydigging2振動式農(nóng)業(yè)土壤耕作挖掘研究現(xiàn)狀2．1國外研究現(xiàn)狀自20上世紀中期開始，國外研究者就對土壤振動挖掘方式進行了研究，，在該領(lǐng)域做了大量的研究試驗，并建立了振動挖掘時土壤受力的數(shù)學模型，闡述了振動作業(yè)減阻機理，揭示了振動式耕作挖掘的影響因素。2．1．1強迫振動方式的研究Butson［2］在室內(nèi)土槽上進行振動條件下的土壤切削試驗，電機動力經(jīng)變速齒輪箱帶動偏心軸旋轉(zhuǎn)，然后通過連桿機構(gòu)之間的作用讓挖掘鏟柄在滑動軸承上前后往復(fù)循環(huán)運動，從而實現(xiàn)挖掘鏟對土壤振動挖掘的目地，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。Butson把前進速度、振幅、振動頻率作為影響因素，分別定義了速率比、牽引力比及功率比等指標，經(jīng)過大量試驗發(fā)現(xiàn)，在速率比大于1的情況下，牽引力才會減少，速率比同牽引力比成拋物線關(guān)系，速率比同功率比是近似線性關(guān)系。在像深松這樣的低速、大牽引力的條件下應(yīng)用振動挖掘更加有效，但牽引力的減少是要用功率消耗的增加來補償。該試驗很好地反映了振動條件下牽引力、功率的變化情況;但試驗結(jié)果僅限于特定的土壤條件下，
【圖文】：
除了剪切力、摩擦力、提升力外還有作用在挖掘鏟刃口上的切削力，挖掘鏟的牽引阻力由這些力的水平合力組成，其受力圖如圖1所示。圖1固定式挖掘牽引阻力圖Fig．1Thedraughtforcechangesinrigiddigging振動式挖掘的作業(yè)過程通常由切削階段和提升階段組成，振動產(chǎn)生了有利于挖掘鏟切削和土壤破碎的條件。挖掘鏟切削土壤時，由于在垂直方向上的加速度影響，挖掘鏟上方的土壤向上加速運動，使土壤幾乎可以與鏟面分離開來，作用在鏟面的力幾乎與運動方向垂直，因此可以減少所受的牽引阻力，如圖2所示。(a)切削階段(b)提升階段圖2振動挖掘牽引阻力變化Fig．2Thedraughtforcechangesinvibratorydigging2振動式農(nóng)業(yè)土壤耕作挖掘研究現(xiàn)狀2．1國外研究現(xiàn)狀自20上世紀中期開始，國外研究者就對土壤振動挖掘方式進行了研究，在該領(lǐng)域做了大量的研究試驗，并建立了振動挖掘時土壤受力的數(shù)學模型，闡述了振動作業(yè)減阻機理，揭示了振動式耕作挖掘的影響因素。2．1．1強迫振動方式的研究Butson［2］在室內(nèi)土槽上進行振動條件下的土壤切削試驗，電機動力經(jīng)變速齒輪箱帶動偏心軸旋轉(zhuǎn)，然后通過連桿機構(gòu)之間的作用讓挖掘鏟柄在滑動軸承上前后往復(fù)循環(huán)運動，從而實現(xiàn)挖掘鏟對土壤振動挖掘的目地，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。Butson把前進速度、振幅、振動頻率作為影響因素，分別定義了速率比、牽引力比及功率比等指標，經(jīng)過大量試驗發(fā)現(xiàn)，在速率比大于1的情況下，牽引力才會減少，速率比同牽引力比成拋物線關(guān)系，速率比同功率比是近似線性關(guān)系。在像深松這樣的低速、大牽引力的條件下應(yīng)用振動挖掘更加有效，但牽引力的減少是要用功率消耗的增加來補償。該試驗很好地反映了振動條件下牽引力、功率的變化情況;但試驗結(jié)果僅限于特定的土壤條件下，
除了剪切力、摩擦力、提升力外還有作用在挖掘鏟刃口上的切削力，挖掘鏟的牽引阻力由這些力的水平合力組成，其受力圖如圖1所示。圖1固定式挖掘牽引阻力圖Fig．1Thedraughtforcechangesinrigiddigging振動式挖掘的作業(yè)過程通常由切削階段和提升階段組成，振動產(chǎn)生了有利于挖掘鏟切削和土壤破碎的條件。挖掘鏟切削土壤時，由于在垂直方向上的加速度影響，挖掘鏟上方的土壤向上加速運動，使土壤幾乎可以與鏟面分離開來，作用在鏟面的力幾乎與運動方向垂直，因此可以減少所受的牽引阻力，如圖2所示。(a)切削階段(b)提升階段圖2振動挖掘牽引阻力變化Fig．2Thedraughtforcechangesinvibratorydigging2振動式農(nóng)業(yè)土壤耕作挖掘研究現(xiàn)狀2．1國外研究現(xiàn)狀自20上世紀中期開始，國外研究者就對土壤振動挖掘方式進行了研究，，在該領(lǐng)域做了大量的研究試驗，并建立了振動挖掘時土壤受力的數(shù)學模型，闡述了振動作業(yè)減阻機理，揭示了振動式耕作挖掘的影響因素。2．1．1強迫振動方式的研究Butson［2］在室內(nèi)土槽上進行振動條件下的土壤切削試驗，電機動力經(jīng)變速齒輪箱帶動偏心軸旋轉(zhuǎn)，然后通過連桿機構(gòu)之間的作用讓挖掘鏟柄在滑動軸承上前后往復(fù)循環(huán)運動，從而實現(xiàn)挖掘鏟對土壤振動挖掘的目地，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。Butson把前進速度、振幅、振動頻率作為影響因素，分別定義了速率比、牽引力比及功率比等指標，經(jīng)過大量試驗發(fā)現(xiàn)，在速率比大于1的情況下，牽引力才會減少，速率比同牽引力比成拋物線關(guān)系，速率比同功率比是近似線性關(guān)系。在像深松這樣的低速、大牽引力的條件下應(yīng)用振動挖掘更加有效，但牽引力的減少是要用功率消耗的增加來補償。該試驗很好地反映了振動條件下牽引力、功率的變化情況;但試驗結(jié)果僅限于特定的土壤條件下，
【相似文獻】
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1 賀n絳
本文編號：2570084
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