發(fā)布時(shí)間：2017-06-25 05:08

  本文關(guān)鍵詞：水稻整稈深埋還田裝置設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：農(nóng)作物秸稈中富含有益元素和有機(jī)質(zhì)等,是一種豐富的可再生生物資源。秸稈機(jī)械化直接還田不僅培肥地力、提高農(nóng)作物產(chǎn)量、降低環(huán)境污染,而且爭(zhēng)搶農(nóng)時(shí)、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。將水稻整稈深埋至水稻根系生長(zhǎng)層以下一定土層深度中,可避免被還田的粉碎秸稈在作物根系生長(zhǎng)層含量過(guò)高而影響水整地與插秧作業(yè)及作物生長(zhǎng)等問(wèn)題;提高土壤溫度及蓄水性能、增加土壤養(yǎng)分、促進(jìn)作物生長(zhǎng)。機(jī)械化水稻整稈深埋還田技術(shù)是對(duì)機(jī)械化還田和水稻整稈深埋的巧妙結(jié)合,該技術(shù)集成了眾多優(yōu)點(diǎn),是處理水稻秸稈的一種新型高效的技術(shù)手段。但現(xiàn)階段,國(guó)內(nèi)外適合水稻整稈進(jìn)行深埋還田作業(yè)的機(jī)具和相關(guān)理論技術(shù)的研究甚少,適合我國(guó)耕地環(huán)境使用的作業(yè)機(jī)具更是少之又少,因此研制和開(kāi)發(fā)相關(guān)機(jī)具是非常必要的。水稻整稈深埋還田裝置的研究就是在此背景下進(jìn)行開(kāi)展的。本研究通過(guò)查閱大量相關(guān)文獻(xiàn),對(duì)國(guó)內(nèi)外秸稈還田機(jī)具的發(fā)展趨勢(shì)和現(xiàn)存問(wèn)題進(jìn)行深入分析。根據(jù)研究需要,對(duì)水稻整稈深埋還田裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行詳盡介紹,結(jié)合理論分析、計(jì)算機(jī)優(yōu)化與仿真及試驗(yàn)研究等方法對(duì)其進(jìn)行了深入的研究,在技術(shù)可行性和裝置結(jié)構(gòu)合理性的前提下,配置和優(yōu)化水稻整稈深埋還田試驗(yàn)臺(tái)架及整機(jī),并進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)驗(yàn)證。主要開(kāi)展以下研究工作:(1)從理論上對(duì)水稻整稈深埋還田的作業(yè)方式、還田刀具運(yùn)動(dòng)軌跡方程進(jìn)行分析并建立數(shù)學(xué)模型,分析反轉(zhuǎn)旋耕類機(jī)具功率消耗的影響因素,為水稻整稈深埋還田裝置各部件的設(shè)計(jì)與進(jìn)一步研究和改進(jìn)奠定理論基礎(chǔ)。(2)對(duì)還田裝置進(jìn)行設(shè)計(jì),闡述該裝置工作機(jī)理。為滿足水稻整稈深埋還田技術(shù)要求,通過(guò)理論分析確定還田刀具各部刃口曲線參數(shù)與外形結(jié)構(gòu)、刀輥直徑、刀片與滾筒連接方式、刀片排列與間距,建立各部件仿真模型并進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真分析與優(yōu)化。(3)以農(nóng)業(yè)耕作土壤物理參數(shù)為數(shù)據(jù),利用離散元素法建立土壤顆粒模型,運(yùn)用離散元仿真軟件EDEM對(duì)建立的仿真模型進(jìn)行虛擬仿真性能驗(yàn)證試驗(yàn),分析機(jī)具作業(yè)后模擬的土壤粒子運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)和及其分布情況;根據(jù)優(yōu)化結(jié)果設(shè)計(jì)水稻整稈深埋還田試驗(yàn)臺(tái)架。(4)在室內(nèi)土槽試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行水稻整稈深埋還田臺(tái)架試驗(yàn),探討試驗(yàn)機(jī)組運(yùn)行速度和還田刀輥轉(zhuǎn)速對(duì)牽引機(jī)具功耗和秸稈還田率的影響。應(yīng)用Design-Expert軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析,找到滿足性能指標(biāo)的最佳因素組合。(5)在驗(yàn)證了技術(shù)的可行性以及試驗(yàn)臺(tái)架配置的合理性的條件下,根據(jù)臺(tái)架試驗(yàn)獲得的最佳因素組合設(shè)計(jì)滿足拖拉機(jī)作業(yè)幅寬的水稻整稈深埋還田機(jī),并進(jìn)行田間性能驗(yàn)證試驗(yàn)。通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得出水稻整稈深埋還田機(jī)在不同作業(yè)時(shí)間、環(huán)境下,工作性能穩(wěn)定、效果良好、適應(yīng)性強(qiáng)、滿足農(nóng)藝要求。
【關(guān)鍵詞】：水稻秸稈 整株深埋還田 裝置 設(shè)計(jì) 優(yōu)化 仿真 試驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S224.29
【目錄】：

• 摘要8-9
• 英文摘要9-11
• 1 引言11-21
• 1.1 研究的目的與意義11-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外機(jī)械化秸稈還田研究現(xiàn)狀13-18
• 1.2.1 機(jī)械化秸稈還田國(guó)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 機(jī)械化秸稈還田國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀14-18
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容和方法18-19
• 1.4 技術(shù)路線19-21
• 2 水稻整稈深埋還田工作原理與參數(shù)分析21-27
• 2.1 反轉(zhuǎn)旋耕理論分析與運(yùn)動(dòng)分析21-24
• 2.1.1 反轉(zhuǎn)旋耕理論分析21-22
• 2.1.2 反轉(zhuǎn)旋耕運(yùn)動(dòng)分析22-24
• 2.2 反轉(zhuǎn)旋耕作業(yè)功耗影響因素24-26
• 2.3 小結(jié)26-27
• 3 水稻整稈深埋還田裝置設(shè)計(jì)27-33
• 3.1 刀輥滾筒的設(shè)計(jì)27
• 3.2 刀盤(pán)的設(shè)計(jì)27-28
• 3.3 整稈深埋還田刀具設(shè)計(jì)28-31
• 3.4 整稈深埋還田裝置刀具排列31
• 3.5 整稈深埋還田裝置總體結(jié)構(gòu)及其工作原理31-32
• 3.6 小結(jié)32-33
• 4 水稻整稈深埋還田虛擬試驗(yàn)臺(tái)架設(shè)計(jì)33-45
• 4.1 土壤物理學(xué)及力學(xué)分析33-36
• 4.1.1 土壤物理學(xué)特征33
• 4.1.2 土壤顆粒參數(shù)確定33-35
• 4.1.3 土壤具體參數(shù)35-36
• 4.2 基于離散元EDEM軟件虛擬仿真試驗(yàn)36-44
• 4.2.1 離散元素法基本原理與土壤顆粒模型建立36-39
• 4.2.2 基于離散元EDEM水稻整稈深埋還田裝置虛擬試驗(yàn)39-44
• 4.3 試驗(yàn)臺(tái)架虛擬設(shè)計(jì)44
• 4.4 小結(jié)44-45
• 5 水稻整稈深埋還田試驗(yàn)臺(tái)架室內(nèi)土槽試驗(yàn)45-57
• 5.1 試驗(yàn)條件及設(shè)備45-46
• 5.2 試驗(yàn)準(zhǔn)備46-49
• 5.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)結(jié)果49-50
• 5.4 試驗(yàn)結(jié)果分析50-56
• 5.4.1 影響功耗的數(shù)據(jù)處理與分析50-53
• 5.4.2 秸稈還田率的數(shù)據(jù)處理與分析53-55
• 5.4.3 參數(shù)優(yōu)化與驗(yàn)證55-56
• 5.5 小結(jié)56-57
• 6 整機(jī)結(jié)構(gòu)與試驗(yàn)57-67
• 6.1 整機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理57-58
• 6.2 水稻整稈深埋還田機(jī)各組成結(jié)構(gòu)58-61
• 6.3 田間試驗(yàn)與結(jié)果跟蹤61-66
• 6.3.1 插秧前田間試驗(yàn)條件及準(zhǔn)備61
• 6.3.2 插秧前田間試驗(yàn)結(jié)果61-62
• 6.3.3 插秧前田間試驗(yàn)作業(yè)效果檢驗(yàn)62-64
• 6.3.4 收獲后田間試驗(yàn)作業(yè)效果檢驗(yàn)64-66
• 6.4 小結(jié)66-67
• 7 結(jié)論67-68
• 致謝68-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文73

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