為了解決耕層殘膜污染問題,該研究設(shè)計了一種梳齒起膜氣力脫膜式耕層殘膜回收機(jī)。該機(jī)主要由機(jī)架、梳齒、梳齒輥、重力沉降室、離心風(fēng)機(jī)組成。梳齒輥是該回收機(jī)的核心機(jī)構(gòu),其輥筒上布置有多排梳齒,通過梳齒輥的旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)松土和殘膜-土壤分離;利用EDEM離散元軟件建立梳齒輥模型,仿真研究了梳齒排列方式和梳齒結(jié)構(gòu)對梳齒輥入土過程中前進(jìn)阻力和阻力矩的影響,確定了齒刀螺旋排列方式。吸膜機(jī)構(gòu)的作用是實現(xiàn)殘膜的連續(xù)回收及膜土分離。建立了殘膜在吸膜區(qū)的運動學(xué)方程,通過對方程分析求解,探明了梳齒輥轉(zhuǎn)速和吸膜口風(fēng)速對殘膜運動軌跡的影響,確定梳齒輥轉(zhuǎn)速應(yīng)小于120 r/min,吸膜口風(fēng)速應(yīng)大于15 m/s。為了獲得回收機(jī)的最佳作業(yè)參數(shù)組合,進(jìn)行了土槽響應(yīng)曲面優(yōu)化試驗,得出最佳參數(shù)組合:吸膜口與豎直面之間的角度為-7°、機(jī)具前進(jìn)速度為2 km/h、梳齒輥轉(zhuǎn)速為100 r/min、吸膜口風(fēng)速為22 m/s。田間試驗結(jié)果表明:最佳參數(shù)組合作業(yè)時,殘膜拾凈率為55.04%,比預(yù)測值小1.63%,優(yōu)化方法可靠。 

【文章來源】：農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2020,36(18)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

梳齒輥虛擬作業(yè)模型1.虛擬梳齒輥2.虛擬土槽3.虛擬土壤1.Virtualcombroller2.Virtualsoiltank3.Virtualsoil

第18期郭文松等：梳齒起膜氣力脫膜式耕層殘膜回收機(jī)的研制31.虛擬梳齒輥2.虛擬土槽3.虛擬土壤1.Virtualcombroller2.Virtualsoiltank3.Virtualsoil圖3梳齒輥虛擬作業(yè)模型Fig.3Virtualoperationmodelofcombroller2.3仿真試驗結(jié)果分析2.3.1排列方式對入土性能的影響梳齒在梳齒輥筒上的平行排列和螺旋排列方式如圖4所示。梳齒輥的軸向長度為1m，梳齒輥筒的直徑為426mm，梳齒材料為65Mn鋼。其中螺旋排列梳齒輥的螺旋升角為20°，螺距為10cm。a.平行排列b.螺旋排列a.Parallelarrangementb.Spiralarrangement圖4梳齒的排列方式Fig.4Arrangementofcombteeth根據(jù)前期研究，設(shè)定仿真試驗條件為前進(jìn)速度3km/h，轉(zhuǎn)速150r/min，入土深度12cm。仿真結(jié)果如圖5所示。由圖5可知，在入土過程中，螺旋排列的梳齒輥受到的阻力最大變化值為1700N，阻力矩最大變化值為1000N·m；平行排列的梳齒輥受到的阻力最大變化值為6000N，阻力矩最大變化值為2500N·m；螺旋排列比平行排列的梳齒輥受到的沖擊力和沖擊力矩更校分析其原因：平行排列式梳齒輥工作時，整排梳齒每隔固定周期插入土壤，因此會受到較大的沖擊力和沖擊力矩，不利于回收機(jī)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和作業(yè)穩(wěn)定，對回收機(jī)具傳動系統(tǒng)也存在一定危害。螺旋排列的梳齒輥工作時，梳齒依次插入土壤，入土?xí)r所受到的沖擊力較小，更有利于機(jī)具作業(yè)。綜合分析，本文確定梳齒在梳齒輥上的排列方式為螺旋排列。2.3.2梳齒結(jié)構(gòu)對入土性能的影響為了研究梳齒結(jié)構(gòu)對入土性能的影響，本試驗選擇如圖6所示的平刀和齒刀2種梳齒結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真分析，梳齒排列方式為螺旋排列。梳齒材料均設(shè)定為65Mn，2種結(jié)構(gòu)的梳齒的總體長度為

第18期郭文松等：梳齒起膜氣力脫膜式耕層殘膜回收機(jī)的研制31.虛擬梳齒輥2.虛擬土槽3.虛擬土壤1.Virtualcombroller2.Virtualsoiltank3.Virtualsoil圖3梳齒輥虛擬作業(yè)模型Fig.3Virtualoperationmodelofcombroller2.3仿真試驗結(jié)果分析2.3.1排列方式對入土性能的影響梳齒在梳齒輥筒上的平行排列和螺旋排列方式如圖4所示。梳齒輥的軸向長度為1m，梳齒輥筒的直徑為426mm，梳齒材料為65Mn鋼。其中螺旋排列梳齒輥的螺旋升角為20°，螺距為10cm。a.平行排列b.螺旋排列a.Parallelarrangementb.Spiralarrangement圖4梳齒的排列方式Fig.4Arrangementofcombteeth根據(jù)前期研究，設(shè)定仿真試驗條件為前進(jìn)速度3km/h，轉(zhuǎn)速150r/min，入土深度12cm。仿真結(jié)果如圖5所示。由圖5可知，在入土過程中，螺旋排列的梳齒輥受到的阻力最大變化值為1700N，阻力矩最大變化值為1000N·m；平行排列的梳齒輥受到的阻力最大變化值為6000N，阻力矩最大變化值為2500N·m；螺旋排列比平行排列的梳齒輥受到的沖擊力和沖擊力矩更校分析其原因：平行排列式梳齒輥工作時，整排梳齒每隔固定周期插入土壤，因此會受到較大的沖擊力和沖擊力矩，不利于回收機(jī)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和作業(yè)穩(wěn)定，對回收機(jī)具傳動系統(tǒng)也存在一定危害。螺旋排列的梳齒輥工作時，梳齒依次插入土壤，入土?xí)r所受到的沖擊力較小，更有利于機(jī)具作業(yè)。綜合分析，本文確定梳齒在梳齒輥上的排列方式為螺旋排列。2.3.2梳齒結(jié)構(gòu)對入土性能的影響為了研究梳齒結(jié)構(gòu)對入土性能的影響，本試驗選擇如圖6所示的平刀和齒刀2種梳齒結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真分析，梳齒排列方式為螺旋排列。梳齒材料均設(shè)定為65Mn，2種結(jié)構(gòu)的梳齒的總體長度為

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3245123