【摘要】：耕整地是秋收后或播種前最基本的作業(yè)。主要是通過翻壓或者旋耕將表層板結(jié)的土壤、地表的雜草、殘留的秸稈、殘茬進(jìn)行粉碎后埋到播種層以下,疏松粉碎板結(jié)的土壤,起到改良土壤耕層結(jié)構(gòu)屬性的目的,使作物更好的吸收播種層土壤的養(yǎng)分,促進(jìn)農(nóng)作物的生長發(fā)育。目前,合作社的種植模式已經(jīng)得到了廣泛的推廣,玉米的播種和收獲也已經(jīng)普遍實(shí)現(xiàn)了全程機(jī)械化�，F(xiàn)有的玉米收獲機(jī)械會在機(jī)器后部或中部安裝秸稈還田機(jī)對玉米秸稈進(jìn)行粗略的粉碎,但其實(shí)秸稈還田機(jī)的作用并不能對玉米秸稈進(jìn)行完全粉碎,這樣未經(jīng)完全粉碎的秸稈鋪在土壤表面,然后在收獲后或者播種前,會使用旋耕裝置對土地進(jìn)行耕整作業(yè),但旋耕后仍然會有許多秸稈裸露在地表,同時(shí)部分秸稈被被旋耕裝置旋埋在播種層,在進(jìn)行機(jī)械化播種時(shí),若將種子播種在被旋進(jìn)土壤播種層的秸稈上,會嚴(yán)重影響并降低作物的出苗率。論文結(jié)合東北作業(yè)區(qū)的實(shí)際情況及旋耕裝置試驗(yàn),針對現(xiàn)有旋耕裝置對秸稈和根茬粉碎率低、旋耕深度小的缺點(diǎn),優(yōu)化設(shè)計(jì)了旋耕裝置的旋耕部件。并進(jìn)行了田間性能試驗(yàn),驗(yàn)證了改進(jìn)方案的可行性,并確定了旋耕裝置作業(yè)的最優(yōu)參數(shù)組合。通過查閱文獻(xiàn)和實(shí)地考察,針對現(xiàn)有旋耕裝置的弊端,確定了旋耕裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。對旋耕裝置整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡化設(shè)計(jì),在部件的設(shè)計(jì)中,主要對機(jī)架、傳動(dòng)系統(tǒng)、刀輥、旋耕刀及刀座進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),并對旋耕裝置刀輥消耗功率進(jìn)行計(jì)算。通過Solidworks軟件對旋耕裝置零件進(jìn)行仿真建模,對各個(gè)零部件建模完成后,進(jìn)行了旋耕裝置的裝配,在零件裝配過程中進(jìn)行干涉檢查,對有干涉零件進(jìn)行修正,確保零件結(jié)構(gòu)在安裝過程中順利安裝。利用Solidworks Simulation對機(jī)架及刀輥進(jìn)行了有限元分析,通過有限元分析來驗(yàn)證了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)的合理性,對旋耕裝置機(jī)架和刀輥的強(qiáng)度和剛度要求進(jìn)行校核,使其能夠滿足旋耕裝置作業(yè)要求。通過旋耕裝置械運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型分析了旋耕裝置旋耕裝置的工作條件和作業(yè)質(zhì)量。根據(jù)農(nóng)藝要求對旋耕裝置刀座的布置方式和安裝刀組進(jìn)行了設(shè)計(jì),刀座的排列根據(jù)人字形排列進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn),設(shè)計(jì)了半對稱的排列形式。同時(shí)也對刀組在刀座上的安裝排列組合方式進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)了三種旋耕刀在刀座上的安裝方式,方式Ⅰ為兩把短刀組成,方式Ⅱ?yàn)橐婚L一短兩把刀組成,方式Ⅲ是兩把長刀組成。對旋耕裝置分別進(jìn)行了單因素和正交試驗(yàn)兩種田間試驗(yàn)。在單因素實(shí)驗(yàn)中,分別將刀輥轉(zhuǎn)速、作業(yè)速度、旋耕刀片的安裝排列方式作為實(shí)驗(yàn)因素,根據(jù)參考文獻(xiàn)選取旋耕后地表平整度、旋耕層深度穩(wěn)定性、旋耕層深度合格率、耕后地表秸稈殘留量和滅茬碎土率作為旋耕裝置田間試驗(yàn)的試驗(yàn)指標(biāo),并通過單因素試驗(yàn)來確定正交試驗(yàn)的因素水平及試驗(yàn)指標(biāo),同時(shí)也驗(yàn)證了旋耕刀片的安裝排列方式的優(yōu)化設(shè)計(jì)是可行的,改進(jìn)排列方式Ⅲ各項(xiàng)指標(biāo)優(yōu)于前兩種改進(jìn)方案。通過正交試驗(yàn)并對正交試驗(yàn)的測量結(jié)果進(jìn)行分析,同時(shí)對不同方法分析得出的旋耕裝置參數(shù)組合方案進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)。最終確定了旋耕裝置相應(yīng)參數(shù)水平的最優(yōu)組合設(shè)計(jì)方案,即當(dāng)旋耕刀片安裝方案選擇方式Ⅲ、刀輥轉(zhuǎn)速為300r/min、作業(yè)速度為1.2m/s時(shí),旋耕裝置的作業(yè)指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)。為以后旋耕裝置械的改進(jìn)提供了參考。
【圖文】：

Jafar HabibiAsl設(shè)計(jì)了三種不同類型的旋耕刀、L 型及 RC 型，建立了旋轉(zhuǎn)刀片額定功率的面積公式以及切削角的數(shù)學(xué)模型，通過模擬旋轉(zhuǎn)平面上的不同葉片數(shù)量、 前進(jìn)速度和刀工作要求和適用于大面積的土壤耕作，具有理工學(xué)院（AIT）的Satit Karoonboonyanan對旋并通過不同材料在旋耕刀表面進(jìn)行處理，以， 通過試驗(yàn)得到表面經(jīng)過 HVOF 噴涂 WC 于未進(jìn)行表面處理的旋耕刀[26]。針對現(xiàn)有旋耕裝置的缺點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計(jì)馮培忠對旋耕裝置旋耕刀片的排列組合形式進(jìn)的做了詳細(xì)分析，旋耕刀片在旋耕刀輥上的頭螺線排列方式，對兩種安裝模式進(jìn)行對比列方式（見圖 1-1 所示），有效的將人字形與起，繼承并發(fā)揚(yáng)了兩種排列方式的優(yōu)點(diǎn)，為合模式的改進(jìn)設(shè)計(jì)奠定了理論基礎(chǔ)[27]。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文產(chǎn)大學(xué)海洋學(xué)院的吳子岳等針對旋耕裝置在進(jìn)行粉碎秸稈和題，對旋耕裝置提出了非等長刀切碎模型（見圖 1-2 所示）對旋耕裝置部件進(jìn)行相應(yīng)優(yōu)化，通過田間試驗(yàn)表明非等長刀理，作業(yè)質(zhì)量提升[28,29]。業(yè)大學(xué)工程學(xué)院的王瑞麗副教授及楊鵬等根據(jù)秸稈深埋還田設(shè)計(jì)了秸稈深埋還田開溝滅茬機(jī)，針對開溝機(jī)滅茬碎土效率開溝犁之前安裝改進(jìn)設(shè)計(jì)后的刀盤式碎土模型，很好的解決土能力不足的缺點(diǎn)[30]。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S222.3

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本文編號：2613275