本文關(guān)鍵詞：玉米秸稈撿拾粉碎溝埋還田機(jī)研究　出處：《中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：農(nóng)作物秸稈是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中的重要副產(chǎn)品,既是一項(xiàng)重要的生物資源,也是耕地的營(yíng)養(yǎng)源,采用秸稈還田有利于提升耕地質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展。針對(duì)我國(guó)玉米種植區(qū)地表秸稈量大、影響后期耕播作業(yè)的問(wèn)題,以降低表層秸稈含量、改善全耕層土壤有機(jī)質(zhì)狀況出發(fā),設(shè)計(jì)了一種秸稈撿拾粉碎溝埋還田機(jī)。主要研究成果包括:(1)針對(duì)提出的秸稈撿拾粉碎溝埋還田技術(shù)方案,通過(guò)文獻(xiàn)分析與虛擬裝配設(shè)計(jì),提出了彈齒上拋秸稈、動(dòng)定刀支撐粉碎秸稈、擋草板調(diào)控秸稈掩埋比例、拋送板拋送秸稈以及順序開(kāi)溝、落草、覆土掩埋等關(guān)鍵匹配設(shè)計(jì)方案。(2)依據(jù)撿拾玉米長(zhǎng)秸稈或整株玉米秸稈的技術(shù)要求,分析確定了撿拾彈齒在每個(gè)階段的擺動(dòng)姿態(tài)與運(yùn)動(dòng)規(guī)律,在此基礎(chǔ)上建立了導(dǎo)向滑道模型,并確定了彈齒上拋秸稈的條件。通過(guò)仿真分析優(yōu)化,確定了撿拾裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)。(3)論文完成了動(dòng)定刀支撐切割粉碎裝置的參數(shù)設(shè)計(jì),并在流體力學(xué)分析軟件Fluent中建立了粉碎腔內(nèi)氣流流場(chǎng)分析模型,獲得了氣流流場(chǎng)的基本特征。通過(guò)氣流測(cè)試試驗(yàn)驗(yàn)證了利用Fluent軟件對(duì)粉碎腔氣流流場(chǎng)進(jìn)行模擬分析的方法是正確可信的。研究發(fā)現(xiàn),粉碎腔入口處與出口處均出現(xiàn)了渦流現(xiàn)象,且其渦流強(qiáng)度隨轉(zhuǎn)速的增加而增強(qiáng),這將對(duì)秸稈的進(jìn)入與拋出產(chǎn)生影響。采用折線形殼體能夠使靠近壁面的氣流速度和壓力劇烈變化,從而改變粉碎過(guò)程中秸稈的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),能在一定程度上延長(zhǎng)秸稈在腔內(nèi)停留的時(shí)間,從而提高秸稈的粉碎程度。(4)運(yùn)用離散元素法分析了碎秸稈物料在送埋裝置內(nèi)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,通過(guò)改變拋送板葉片傾角、旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速和喂入量,利用EDEM軟件進(jìn)行模擬分析,得出拋送板葉片角度為0°、旋轉(zhuǎn)速度為180r/min時(shí),拋送板的整體拋送性能較好,送埋裝置能夠在喂入量為設(shè)計(jì)值(1.1kg/s)1.5倍范圍內(nèi)變化條件下正常工作。(5)田間試驗(yàn)表明在不同秸稈掩埋比例條件下整機(jī)工作性能穩(wěn)定,秸稈粉碎長(zhǎng)度合格率為92.6%,開(kāi)溝深度穩(wěn)定性為95%,秸稈入溝率與設(shè)定掩埋比例間的偏差在10%范圍內(nèi),覆土層平均厚度為94.9mm,各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)基本滿足技術(shù)要求,達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)。
[Abstract]:Crop straw is an important by-product of agricultural production system, is an important source of nutrition and biological resources, the cultivated land, the use of straw is conducive to enhancing the quality of cultivated land and realize the sustainable development of agriculture. In view of our country corn planting area surface large amount of straw, the late sowing effect of the operation, in order to reduce the surface content of straw to improve the status of soil organic matter, total soil, design a straw crushing returning machine pick up buried. The main results are as follows: (1) put forward the straw crushing returning pick up buried technology solutions, through literature analysis and virtual assembly design, the elastic tooth throwing straw, moving knife support crushed straw. Grass in regulation of straw buried proportion, throwing in throwing straws and order ditching, were gone, soil buried and other key matching design. (2) on the basis of picking up the corn straw or whole maize straw The technical requirements, analysis of the oscillating attitude and movement of spring tooth picking at each stage, set up on the basis of the guide slide model and elastic tooth throwing straw conditions were determined. Through simulation analysis and optimization, structure parameters and working parameters of the pick-up device was determined. (3) this paper has completed the design of dynamic parameter cutting knife support crushing device, and the fluid mechanics analysis software Fluent analysis model is established for cavity flow crushing, obtained the basic characters of the airflow field. Through the air test method was applied to simulate the crushing cavity flow field using Fluent software is correct and reliable. The study found that the crushing cavity and the entrance the exit appeared vortex phenomenon and its vortex intensity with the speed increase, which will affect the entry and straw thrown. Using the line shaped shell is capable to rely on Dramatic changes in the near wall flow velocity and pressure, thus changing the motion state of the crushing process of straw, to a certain extent, prolong the residence time of straw in the cavity, so as to improve the degree of grinding of straw. (4) using the discrete element method analysis of broken straw material in the movement with the device, by changing the cast send plate blade angle, rotation speed and feed rate, were simulated and analyzed using EDEM software, the throwing plate blade angle is 0 degrees, the rotating speed is 180r/min, the whole cast plate feeding throwing good performance to send, send for the design in the embedded device can feed (1.1kg/s) working condition within the range of 1.5 times. (5) the field test show that the stability of the whole machine performance in different proportion of straw buried under the condition of straw crushing pass rate of length 92.6%, planting depth stability was 95%, the straw into the ditch rate and set the proportion of the buried In the range of 10%, the average thickness of the overburden is 94.9mm. The technical specifications meet the technical requirements and achieve the desired design goals.

【學(xué)位授予單位】：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S224.29

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1387836