烤煙傳入我國(guó)至今,已經(jīng)成為最重要的經(jīng)濟(jì)作物之一,為國(guó)家的財(cái)政增收和經(jīng)濟(jì)水平增長(zhǎng)做出了巨大的貢獻(xiàn)。但我國(guó)烤煙機(jī)械化水平不高,中耕培土作業(yè)機(jī)械仍然存在著很多缺點(diǎn),平原煙區(qū)烤煙中耕培土作業(yè)機(jī)多為基于其它作物中耕培土作業(yè)機(jī)經(jīng)煙農(nóng)自行改制而成,雖然能一次性完成旋耕松土、除草、培土起壟等多項(xiàng)作業(yè),但作業(yè)后存在耕深較淺、漏耕嚴(yán)重、功率消耗大、土壤垡塊大、壟面不緊實(shí)等問(wèn)題,達(dá)不到農(nóng)藝要求,在一定程度上影響了該農(nóng)藝應(yīng)達(dá)到的作業(yè)效果。在綜合分析國(guó)內(nèi)外烤煙中耕培土作業(yè)機(jī)械發(fā)展研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,總結(jié)我國(guó)現(xiàn)有烤煙中耕培土作業(yè)機(jī)械的優(yōu)缺點(diǎn),按照我國(guó)烤煙中耕培土作業(yè)的農(nóng)藝、農(nóng)技要求和作業(yè)機(jī)性能要求,研制出了一種新型烤煙中耕培土復(fù)式作業(yè)機(jī)。主要研究的內(nèi)容如下:(1)根據(jù)黑龍江省等平原煙區(qū)烤煙中耕培土作業(yè)的農(nóng)藝、農(nóng)技要求和作業(yè)機(jī)性能要求,結(jié)合中耕培土作業(yè)機(jī)械的特點(diǎn),確定機(jī)具總體配置方案,對(duì)烤煙中耕培土復(fù)式作業(yè)機(jī)整機(jī)及關(guān)鍵部件進(jìn)行設(shè)計(jì),并對(duì)作業(yè)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)、工作原理進(jìn)行闡述,確定其主要技術(shù)參數(shù)。(2)設(shè)計(jì)了一種可調(diào)節(jié)角度的旋耕罩,通過(guò)調(diào)節(jié)旋耕罩導(dǎo)流板的角度和旋耕罩?jǐn)[動(dòng)板的角度,改變旋耕刀組旋切拋出且打在旋耕罩上的土壤的流向,使土壤流向兩側(cè)壟體,從而減小培土鏟的阻力,并通過(guò)離散元仿真分析軟件EDEM對(duì)作業(yè)機(jī)的旋耕罩進(jìn)行了離散元仿真分析。(3)設(shè)計(jì)了一種新型培土鏟,此培土鏟可以實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤流動(dòng)方向和不同方向上土壤流量的控制,并且可以通過(guò)調(diào)整鏟翼的角度實(shí)現(xiàn)對(duì)壟形和壟高的控制。(4)對(duì)作業(yè)機(jī)進(jìn)行了三維建模、裝配和評(píng)估,確保零部件間無(wú)相互干涉,最后輸出二維圖紙,將所有零部件進(jìn)行加工制造,裝配得到物理樣機(jī),經(jīng)過(guò)試運(yùn)行,該樣機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常,符合設(shè)計(jì)要求,為接下來(lái)的試驗(yàn)研究打下來(lái)良好的基礎(chǔ)。(5)利用ANSYS Workbench軟件對(duì)機(jī)架進(jìn)行了靜力學(xué)分析和模態(tài)分析,靜力學(xué)分析結(jié)果表明,機(jī)架在靜力載荷作用下,變形量在合理范圍內(nèi),結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,設(shè)計(jì)合理;模態(tài)分析結(jié)果表明,機(jī)架在其固有頻率影響下,總體變形量較小,且固有頻率較大,振動(dòng)頻率不會(huì)對(duì)機(jī)架結(jié)構(gòu)造成破壞。(6)通過(guò)導(dǎo)流板傾斜角度對(duì)油耗的影響試驗(yàn),對(duì)離散元仿真分析結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證,試驗(yàn)結(jié)果與離散元仿真分析結(jié)果一致,證明了仿真結(jié)果的正確性和旋耕罩設(shè)計(jì)的可行性。(7)通過(guò)三因素三水平正交試驗(yàn),確定了最優(yōu)工作參數(shù)組合,試驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)機(jī)組前進(jìn)速度選取3 km/h,兩鏟翼夾角選取30°,培土鏟入土深度選取9 cm時(shí),碎土率為90.72%,培土高度合格率為93.33%,埋苗率為0.22%;此時(shí)碎土率和培土合格率較高且埋苗率較低,符合試驗(yàn)預(yù)期目標(biāo)。
【學(xué)位單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S222
【部分圖文】：

作業(yè)質(zhì)量、作業(yè)效率，降低生產(chǎn)成本，為烤煙在最佳作業(yè)期內(nèi)完成中耕培土作業(yè)提供技術(shù)裝備的保障。1.2 國(guó)內(nèi)外中耕培土復(fù)式作業(yè)機(jī)研究現(xiàn)狀分析1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀分析歐美等國(guó)家對(duì)中耕培土復(fù)式作業(yè)機(jī)的研究起步比較早，中耕培土機(jī)械技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟作業(yè)機(jī)種類繁多，以大機(jī)型、技術(shù)先進(jìn)、作業(yè)性能穩(wěn)定、多功能著稱，大多采用液壓控制系統(tǒng)，主要用于大型農(nóng)場(chǎng)作業(yè)。美國(guó) GRIMME（格立莫）公司研制的斯巴德尼克(SPUDNIK)中耕培土機(jī)，如圖 1-1 所示該機(jī)器一次可以進(jìn)行 4 行、6 行或 8 行等多行作業(yè)，機(jī)器在作業(yè)時(shí)，根據(jù)不同的土壤條件，可以選擇不同的彈齒，用來(lái)打碎土壤和起壟；另外該中耕培土機(jī)在起壟時(shí)會(huì)在壟脊中間額外塑造凹槽，能夠順利通過(guò)秧苗而又不損傷秧苗。美國(guó) GRIMME（格立莫）公司研制的 GH4 中耕培土機(jī)，如圖 1-2 所示。該機(jī)器作業(yè)壟距可以達(dá)到 75 cm 至 90 cm（4 行），可以實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度的耕作，碎土率高，作業(yè)效果好，壟形飽滿、堅(jiān)固穩(wěn)定；該中耕培土機(jī)還可以與播種機(jī)配合使用，使耕作和播種在一道工序完成[27]

作業(yè)質(zhì)量、作業(yè)效率，降低生產(chǎn)成本，為烤煙在最佳作業(yè)期內(nèi)完成中耕培土作業(yè)提供技術(shù)裝備的保障。1.2 國(guó)內(nèi)外中耕培土復(fù)式作業(yè)機(jī)研究現(xiàn)狀分析1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀分析歐美等國(guó)家對(duì)中耕培土復(fù)式作業(yè)機(jī)的研究起步比較早，中耕培土機(jī)械技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟作業(yè)機(jī)種類繁多，以大機(jī)型、技術(shù)先進(jìn)、作業(yè)性能穩(wěn)定、多功能著稱，大多采用液壓控制系統(tǒng)，主要用于大型農(nóng)場(chǎng)作業(yè)。美國(guó) GRIMME（格立莫）公司研制的斯巴德尼克(SPUDNIK)中耕培土機(jī)，如圖 1-1 所示該機(jī)器一次可以進(jìn)行 4 行、6 行或 8 行等多行作業(yè)，機(jī)器在作業(yè)時(shí)，根據(jù)不同的土壤條件，可以選擇不同的彈齒，用來(lái)打碎土壤和起壟；另外該中耕培土機(jī)在起壟時(shí)會(huì)在壟脊中間額外塑造凹槽，能夠順利通過(guò)秧苗而又不損傷秧苗。美國(guó) GRIMME（格立莫）公司研制的 GH4 中耕培土機(jī)，如圖 1-2 所示。該機(jī)器作業(yè)壟距可以達(dá)到 75 cm 至 90 cm（4 行），可以實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度的耕作，碎土率高，作業(yè)效果好，壟形飽滿、堅(jiān)固穩(wěn)定；該中耕培土機(jī)還可以與播種機(jī)配合使用，使耕作和播種在一道工序完成[27]

圖 1-3 荷蘭 STRUIK 中耕培土機(jī)Fig.1-3 Dutch STRUIK cultivating tiller圖 1-4 意大利 OLIVER 動(dòng)力中耕機(jī)Fig.1-4 Italy OLIVER power cultivator國(guó)外中耕培土機(jī)械發(fā)展趨勢(shì)：（1）著力發(fā)展保護(hù)性耕作的技術(shù)與裝備；（2）提高高新技術(shù)在中耕培土機(jī)械上的應(yīng)用，逐步實(shí)現(xiàn)中耕培土作業(yè)的精確化、高效化和自動(dòng)化；（3）提高中耕培土機(jī)械的產(chǎn)品質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)化、通用化水平，增強(qiáng)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力；（4）提高中耕培土機(jī)械使用的安全性、舒適性和操作的簡(jiǎn)便性。歐美國(guó)家的中耕培土復(fù)式作業(yè)機(jī)由于地理位置、氣候條件和農(nóng)藝特點(diǎn)的緣故，大多適用于大規(guī)模的中耕培土作業(yè)，且國(guó)外研制的中耕培土機(jī)械價(jià)格昂貴，不符合我國(guó)的國(guó)情。1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀分析我國(guó)對(duì)烤煙中耕培土復(fù)式作業(yè)機(jī)械的研究工作起步較晚，發(fā)展較慢。目前烤煙中耕培土作業(yè)的方法主要分為人工中耕培土作業(yè)和機(jī)械中耕培土作業(yè)。人工中耕培土作業(yè)是指煙農(nóng)利用各種勞作工具將煙株周圍的土壤疏松，將雜草去除，然后將疏松的土壤輸送到煙株根部，如圖 1-5 所示，此種耕作方式作業(yè)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大。機(jī)械中耕培土作業(yè)是指用機(jī)械代替人力進(jìn)行中耕培土作業(yè)，如圖 1-6 所示，與人工中耕培土作業(yè)相比，機(jī)械中耕培土作業(yè)具有作業(yè)效率高、作業(yè)效果好、工作強(qiáng)度相對(duì)小、成本低的優(yōu)點(diǎn)。
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本文編號(hào)：2847443