【摘要】：油菜移栽機械化技術(shù)落后、機具性能差是制約我國油菜生產(chǎn)的關(guān)鍵因素。本文針對現(xiàn)有油菜毯狀苗移栽機樣機存在的苗塊易破碎、入土效果差等問題進行了以下研究及改進工作:在水稻收獲前一天至收獲后兩天的時間段內(nèi)測量了0-100mm深度范圍內(nèi)土壤的含水率及0-160mm深度范圍內(nèi)的土壤貫入阻力。在不同的土壤含水率條件下旋耕碎土,并通過篩分法測量土壤細碎度,通過堆積法測量土壤流動性。方差分析和回歸分析表明,稻收割前后一段時間內(nèi),稻田表層土壤的含水率在不降雨的情況下維持在26%左右,而降水后提升較明顯,可達30%左右。貫入阻力與貫入深度之間存在二次回歸關(guān)系,平均貫入阻力與含水率之間存在線性回歸關(guān)系。同一塊田中土壤含水率和貫入阻力分布并不均勻,而是隨著空間位置的變化有明顯的波動,且兩者存在關(guān)聯(lián)性。土壤含水率對耕后土壤細碎度有影響。土壤含水率高時旋耕,會使大直徑土塊所占比例由11%增加至35%,小直徑土塊所占比例有60%減少至27%;而流動性受含水率影響不明顯。用TJ型土壤直剪儀進行了油菜毯狀苗片直剪試驗。用Instron3343材料性能試驗機進行了油菜毯狀苗片單軸拉伸、單軸壓縮、剪切、模擬切塊實驗。實驗結(jié)果表明毯狀苗片試樣的內(nèi)摩擦系數(shù)f=0.37,黏聚應(yīng)力c=0.08MPa。平均拉伸彈性模量為0.07MPa,屈服時的平均拉伸應(yīng)變?yōu)?.14,平均抗拉強度為5.4kPa;平均壓縮彈性模量為3.15MPa,受壓時表現(xiàn)為塑性,無可測得的抗壓強度。試樣的彈性模量與基質(zhì)含量,斷裂時拉伸應(yīng)變與基質(zhì)含量有二次回歸關(guān)系。切塊過程中切塊阻力最大約15N。育苗材料中土壤占比減小使毯狀苗片受拉時的塑性變強,更不易破碎。通過正交試驗研究了秧針寬度、分插機構(gòu)旋轉(zhuǎn)速度、縱向取苗間隙及移箱回數(shù)四個參數(shù)與傷秧率、切塊合格率及苗塊質(zhì)量變異系數(shù)三個切塊效果指標(biāo)間的關(guān)系。得出了試驗因素的最優(yōu)水平組合為秧針寬度13.4mm,分插機構(gòu)旋轉(zhuǎn)速度170rpm,縱向取苗間隙2mm,移箱回數(shù)12次。設(shè)計了樣機主動開溝裝置配套的液壓驅(qū)動系統(tǒng)并進行了改進。初步方案采用7.8ml/r齒輪泵帶動160ml/r擺線馬達,節(jié)流調(diào)速,刀盤轉(zhuǎn)速約100rpm,額定壓力10MPa,額定流量17.4L/min,額定功率約2.6kW。田間實驗表明該系統(tǒng)實現(xiàn)了驅(qū)動刀盤開溝的功能,但存在過載現(xiàn)象。分析了節(jié)流調(diào)速回路的機械特性、硬度、調(diào)速性能、變工況性能及效率。調(diào)速工況下液壓驅(qū)動系統(tǒng)的扭矩-轉(zhuǎn)速特性公式為,系統(tǒng)在輸出扭矩為最大輸出扭矩2/3時有最大輸出功率。最大功率及最高效率與節(jié)流閥口開度成正比,且最高效率不超過67%。針對存在的問題重新設(shè)計了容積調(diào)速回路,選擇了相應(yīng)的液壓元件,組建了液壓系統(tǒng)。根據(jù)以上研究工作,得出了適宜作業(yè)的土壤條件及改善油菜毯狀苗片破碎現(xiàn)象的方法,并完成了樣機的改進。實驗表明改進后的樣機在合適的條件下作業(yè)效果較改進前有明顯提升。
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S223.9

【參考文獻】

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1 張學(xué)禮,胡振琪,初士立;土壤含水量測定方法研究進展[J];土壤通報;2005年01期

本文編號：2720078