【摘要】：隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)的高速發(fā)展,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)耕地技術(shù)、耕地質(zhì)量、耕地機(jī)械的要求也越來(lái)越嚴(yán)格,不僅要求所耕地塊能夠滿足農(nóng)作物的生長(zhǎng)要求,同時(shí)也要減少由于耕地所引起的水土流失、地力下降等一系列的問題,還應(yīng)做到盡可能的降低能耗和保護(hù)環(huán)境,傳統(tǒng)的耕地方式與技術(shù)已無(wú)法滿足上述要求,采取保護(hù)性耕作方法是解決這一問題的有效途徑。用于保護(hù)性耕作技術(shù)的聯(lián)合整地機(jī)能夠一次性完成深松、旋耕、滅茬和起壟等多項(xiàng)作業(yè),有效的保障了土壤本身的物理特性及力學(xué)性能不遭到過(guò)度破壞,同時(shí)還能夠降低油耗和促進(jìn)作物的生長(zhǎng)和增產(chǎn)。為了進(jìn)一步探索聯(lián)合整地機(jī)的結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)參數(shù)對(duì)功耗和耕地質(zhì)量的影響,本文提出并設(shè)計(jì)了一款由單一旋耕機(jī)改進(jìn)而來(lái)的深松、旋耕和起壟聯(lián)合作業(yè)的機(jī)械,即在旋耕機(jī)的機(jī)架上再添加深松鏟和起壟鏟,目的在于一次性完成多項(xiàng)田間作業(yè)。聯(lián)合整地機(jī)先對(duì)土壤進(jìn)行深層次的松土,隨后進(jìn)行土壤表層的碎土,最后將破碎的土壤進(jìn)行起壟,既可以減少機(jī)器進(jìn)地次數(shù),保障了土壤的性能,還可以縮短工時(shí),有利于搶農(nóng)時(shí),最終有利于農(nóng)作物的生長(zhǎng)和提高作物產(chǎn)量。依據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)設(shè)計(jì)理論,選用和設(shè)計(jì)了機(jī)架、旋耕部件、深松鏟和起壟鏟部件,并將各部件分別與機(jī)架組裝進(jìn)行田間單一試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明:單一深松作業(yè)機(jī)組前進(jìn)速度與功耗呈二次相關(guān),單一旋耕作業(yè)機(jī)組前進(jìn)速度與功耗呈線性相關(guān),單一起壟作業(yè)機(jī)組前進(jìn)速度與功耗呈二次相關(guān)。隨后利用CATIA軟件分別建立了各部件的三維幾何模型,將機(jī)架的幾何模型導(dǎo)入ANSYS Workbench中進(jìn)行力學(xué)仿真分析,結(jié)果表明:機(jī)架能夠承受聯(lián)合整地時(shí)所帶來(lái)的外力作用;最后進(jìn)行田間聯(lián)合整地試驗(yàn),對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得出:當(dāng)機(jī)組前進(jìn)速度為4 km/h、深松鏟鏟形為鑿形、旋耕刀輥轉(zhuǎn)速為300 r/min時(shí),聯(lián)合整地機(jī)的功耗最低并且耕地的碎土率、壟況滿足要求。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸分析,分別得到功耗和碎土率與深松鏟鏟形、機(jī)組前進(jìn)速度以及刀輥轉(zhuǎn)速之間的數(shù)學(xué)模型,分析功耗模型可知聯(lián)合作業(yè)下機(jī)組前進(jìn)速度、刀輥轉(zhuǎn)速和深松鏟鏟形3因素與功耗無(wú)二次項(xiàng)關(guān)系;機(jī)組前進(jìn)速度、刀輥轉(zhuǎn)速和鏟形的一次項(xiàng)、機(jī)組前進(jìn)速度與刀輥轉(zhuǎn)速的交互項(xiàng)、機(jī)組前進(jìn)速度與鏟形的交互項(xiàng)、刀輥轉(zhuǎn)速與鏟形的交互項(xiàng)都對(duì)功耗產(chǎn)生了影響;機(jī)組前進(jìn)速度、刀輥轉(zhuǎn)速和鏟形的一次項(xiàng)、機(jī)組前進(jìn)速度與刀輥轉(zhuǎn)速的交互項(xiàng)、機(jī)組前進(jìn)速度與鏟形的交互項(xiàng)與功耗呈現(xiàn)負(fù)相關(guān);而刀輥轉(zhuǎn)速與鏟形的交互項(xiàng)與功耗呈正相關(guān);由于本次試驗(yàn)因素中有非量化的因素存在,故進(jìn)行DPS數(shù)據(jù)回歸分析中,分別得出不同鏟形下的功耗與碎土率的數(shù)學(xué)模型。通過(guò)對(duì)回歸數(shù)學(xué)模型的建立,確定了深松鏟鏟形、機(jī)組前進(jìn)速度及刀輥轉(zhuǎn)速與功耗和碎土率之間的關(guān)系,為聯(lián)合整地機(jī)的結(jié)構(gòu)和性能參數(shù)進(jìn)一步的研究提供了理論支持。
【學(xué)位授予單位】：吉林農(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)】：S222

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本文編號(hào)：2640350