【摘要】：長(zhǎng)期翻耕、旋耕作業(yè)與農(nóng)機(jī)具反復(fù)進(jìn)地加劇我國(guó)農(nóng)田耕地耕作層變淺、犁底層加厚的問題,導(dǎo)致我國(guó)糧食安全、農(nóng)產(chǎn)品供給問題愈發(fā)嚴(yán)重。研究表明深松作業(yè)可以有效打破犁底層,使大田土壤達(dá)到“虛實(shí)結(jié)合”的狀態(tài),糧食作物增產(chǎn)5.9-26.9%,深松整地技術(shù)得到國(guó)家政府的大力推廣。但深松整地作業(yè)存在作業(yè)阻力大、機(jī)具磨損嚴(yán)重、作業(yè)能耗高等問題。針對(duì)深松作業(yè)存在的這些問題,國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者通過仿生、振動(dòng)、表面涂層等技術(shù)手段對(duì)深松減阻進(jìn)行研究,并取得了較好的研究成果。但現(xiàn)階段深松作業(yè)阻力大、機(jī)具易磨損的問題仍阻礙著深松技術(shù)的推廣、發(fā)展與普及。本文針對(duì)現(xiàn)階段深松作業(yè)過程中存在的問題,以“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(機(jī)藝融合的節(jié)能深松技術(shù)與裝備開發(fā))子課題(主動(dòng)潤(rùn)滑減阻深松機(jī)理研究及裝備開發(fā)2017YFD0701103-3)與山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(智能化氣潤(rùn)滑減阻深松與氣助分層深施肥一體機(jī)研制2018GNC112017)為依托,以曲面深松鏟為研究對(duì)象,結(jié)合農(nóng)藝需求,創(chuàng)新一種液體潤(rùn)滑減阻深松作業(yè)模式,借助EDEM軟件對(duì)曲面深松鏟在作業(yè)過程與土壤的接觸狀態(tài)進(jìn)行了研究,得到曲面深松鏟作業(yè)阻力的主要來源及與土壤的主要接觸面,對(duì)主要零部件進(jìn)行選型,研制液體潤(rùn)滑減阻式曲面深松鏟,并進(jìn)行大田作業(yè)阻力對(duì)比試驗(yàn),結(jié)果表明液體潤(rùn)滑減阻式曲面深松鏟具有良好的減阻效果。本文具體研究主要包括以下4部分。(1)液體潤(rùn)滑減阻深松作業(yè)模式的分析通過對(duì)深松減阻與液體潤(rùn)滑減阻研究現(xiàn)狀的調(diào)研分析,結(jié)合農(nóng)藝需求創(chuàng)新一種液體潤(rùn)滑減阻深松作業(yè)模式,設(shè)計(jì)加工試驗(yàn)樣件,在不同含水率、緊實(shí)度的土壤中進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn),減阻效果在9-26%間,驗(yàn)證該作業(yè)模式的可行性。(2)曲面深松鏟潤(rùn)滑面的選擇基于三維掃描系統(tǒng)建立曲面深松鏟幾何模型,結(jié)合已測(cè)土壤參數(shù)與相關(guān)文獻(xiàn),建立曲面深松鏟作業(yè)過程的離散元模型,對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析,得到作業(yè)過程中曲面深松鏟阻力主要來源面與和土壤的接觸面,與磨損的曲面深松鏟進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證仿真結(jié)果。(3)液體潤(rùn)滑減阻深松鏟的研制結(jié)合曲面深松鏟結(jié)構(gòu)性能及作業(yè)環(huán)境要求,以離散元仿真結(jié)果為依據(jù),將鯊魚皮盾鱗菱形排列特征與盾鱗肋條尺寸特征應(yīng)用于曲面深松鏟潤(rùn)滑減阻設(shè)計(jì)中,加工潤(rùn)滑減阻曲面深松鏟;結(jié)合曲面深松鏟作業(yè)過程中與土壤的交互狀態(tài),對(duì)液體潤(rùn)滑輸液管道進(jìn)行了布局設(shè)計(jì);并對(duì)液體潤(rùn)滑減阻系統(tǒng)及作業(yè)參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)的各零部件進(jìn)行了選型、加工與組裝。(4)大田作業(yè)阻力對(duì)比試驗(yàn)與分析在濟(jì)寧市兗州區(qū)分別進(jìn)行了0.4 m/s、0.8 m/s與1.4 m/s三種作業(yè)速度下潤(rùn)滑減阻深松鏟與普通深松鏟的作業(yè)阻力對(duì)比試驗(yàn)。結(jié)果表明潤(rùn)滑減阻深松鏟在多種作業(yè)速度下均具有較好的減阻效果,其中在0.4 m/s作業(yè)速度下減阻效果達(dá)到13.18%,在0.8 m/s作業(yè)速度下減阻效果為10.29%、1.4m/s作業(yè)速度下減阻效果為6.50%;建立潤(rùn)滑介質(zhì)流量在12 L/min工況下三種作業(yè)速度的平均阻力回歸模型并進(jìn)行顯著性檢驗(yàn),表明作業(yè)速度與潤(rùn)滑介質(zhì)流量對(duì)耕作阻力均有顯著影響。
【圖文】：

2011），同時(shí)深松作業(yè)是解決土壤壓實(shí)問題的有效手段，有利于大田作和作物產(chǎn)量的提高（AhmetCelik,etal.，2012）。在全國(guó)范圍內(nèi)開展深松整地作高我國(guó)小麥、玉米等大田作物產(chǎn)量有重要意義，并為我國(guó)的糧食安全和農(nóng)產(chǎn)品有力保障。 深松農(nóng)藝?yán)碚撛谏钏上嚓P(guān)農(nóng)藝的研究中，研究表明深松作業(yè)后形成的“虛實(shí)并存”耕地狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，如圖 1-1 所示，“虛實(shí)并存”的耕地狀態(tài)可以充分協(xié)調(diào)大田中水熱的關(guān)系，在土壤內(nèi)形成優(yōu)異的內(nèi)環(huán)境，使腐殖化積累與礦質(zhì)化消耗兩大作用，，形成“用養(yǎng)結(jié)合”的耕作層，有效提高水的滲透性、利用率和大田有機(jī)質(zhì)含松整地技術(shù)，2018），促進(jìn)作物的增產(chǎn)，小麥產(chǎn)量較翻耕增產(chǎn) 5.9-29.6 %，根 15.2-33.7%，深松整地已經(jīng)在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用，（遲仁立，1988a，19書，2005）。

但深松作業(yè)阻力大、能耗高、機(jī)具易磨損的問題內(nèi)外學(xué)者通過多種方式就如何減小深松作業(yè)阻力進(jìn)行了阻、表明硬化、表面涂層減阻等技術(shù)，取得了較好的減外研究現(xiàn)狀年，國(guó)外學(xué)者就對(duì)深松機(jī)具進(jìn)行了研究，國(guó)外學(xué)者以降結(jié)構(gòu)參數(shù)做出了大量創(chuàng)新性研究。1976 年，Hettiaratch的寬深比進(jìn)行了研究，表明深松機(jī)具寬深比小于 0.5 時(shí)，并建立了相應(yīng)數(shù)學(xué)模型，得到最佳作業(yè)阻力狀態(tài)（Het對(duì)振動(dòng)頻率在 1.9-8.8Hz 之間的振動(dòng)深松鏟進(jìn)行了試驗(yàn)作業(yè)阻力從 25.8KN 降低到 9.3KN，他同時(shí)發(fā)現(xiàn)增大圖 1-2 所示為其試驗(yàn)圖（Shanhgoli et al.，2010）。
【學(xué)位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S222

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2639033