本文關鍵詞：免耕播種機偏轉側滑式防堵開溝器研究　出處：《中國農業(yè)大學》2016年博士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：在我國一年兩熟區(qū)播種小麥時,地表秸稈覆蓋量大、土壤緊實,對免耕播種機提出更高的要求。當前,我國免耕播種機主要是通過動力驅動裝置實現(xiàn)秸稈防堵、切斷秸稈殘茬、創(chuàng)造出種床環(huán)境,但其所需的動力較大、結構復雜、土壤破壞嚴重,不適于我國中小型免耕播種機的作業(yè),也不利于作物生長。因此,本文針對我國中小型免耕播種機作業(yè)的需要,研制了可創(chuàng)造良好種床環(huán)境且具有耐磨減阻、防堵性能的滑動式開溝器。主要結論和研究成果如下：(1)通過設計不同結構參數(shù)的滑動式開溝器進行田問試驗,確定鏟尖不同結構參數(shù)(入土角、刃口曲線、入土隙角、刃口厚度)與種床環(huán)境(土壤容重、種溝截面積、表層秸稈擾動量)及作業(yè)能耗等指標的關系。通過多目標優(yōu)化模型綜合評價對種床特性、作業(yè)能耗的影響,得到滑動式開溝器的最優(yōu)結構參數(shù)：入土角55。、凹線型刃口曲線、入土隙角4。及較小的刃口厚度。(2)通過仿真分析和田間試驗,得到滑動式開溝器在開溝作業(yè)時的關鍵受力和磨損部位為鏟尖頂端和刃口,且鏟尖頂端的磨損最為嚴重。在鏟尖磨損特性分析和結構參數(shù)優(yōu)化的基礎上,提出鏟尖可替換要求—由于鏟尖各部分的磨損是不可避免的,將鏟尖磨損嚴重的頂端和刃口分別設計為可替換結構,從而減少開溝器結構的磨損;提出刃口減少對土壤擾動、磨損和降低阻力的要求一設計的刃口曲線的前段圓弧所在圓的直徑比后段圓弧的大,減少土壤對刃口表面正壓力,進而減小作業(yè)阻力和磨損。所設計刃口曲線的方程分別為：前段刃口的曲線方程(x-225)2+(y-389.7)2=202500、后段刃口的曲線方程(x-18.51)2+(y-140.59)2=14400。(3)在對秸稈覆蓋形式和堵塞方式分析的基礎上,明確適于滑動式開溝器作業(yè)的秸稈覆蓋條件。通過滑動式開溝器鏟柄對表層秸稈的擾動和受力分析,明確秸稈的運動規(guī)律,建立秸稈堵塞模型。對模型中影響秸稈滑動的因素進行分析,得出在鏟柄前端堆集的秸稈會滑到種帶兩側并產(chǎn)生側滑效果,側滑受表層秸稈覆蓋情況的影響較大。(4)在秸稈堵塞模型分析的基礎上,提出秸稈側滑防堵的思路；設計了秸稈偏轉側滑防堵裝置。根據(jù)產(chǎn)生側偏效果的要求,合理設計了“鏟柄—彈簧—側偏板”的結構。通過偏轉側滑防堵裝置的工作原理分析和鏟柄對秸稈的擾動試驗,確定偏轉板的寬度和高度分別為80mm、150mm;選擇回位彈簧的參數(shù)：線徑1mm、外徑10mm、長度26mm。(5)在以上理論和試驗分析的基礎上,確定免耕播種機偏轉側滑式防堵開溝器的整體結構和關鍵參數(shù),并對其進行田間試驗。試驗結果表明：開溝作業(yè)后的土壤擾動量滿足作業(yè)要求;對土壤水穩(wěn)團聚體的破壞不明顯,減少對種床土壤的破壞,有利于作物生長；鏟尖的磨損主要集中于鏟尖頂端的可替換板處,且減少對上端刃口的磨損量；在秸稈全量粉碎覆蓋的條件下,秸稈擾動寬度和清除率分別為15.9cm、74.47%,未出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。所設計的該免耕防堵開溝器,滿足中小型免耕播種機的作業(yè)要求。
[Abstract]:In China a year planting areas of two crops of wheat, straw covered a large amount of soil compaction, put forward higher requirements for no tillage planter. At present, no tillage planter in China is mainly realized by straw blocking power driving device, cutting stubble, create a bed environment, but the required the power of large, complex structure, soil destruction, not suitable for small and medium-sized planter work, is not conducive to the growth of crops. Therefore, we need to work for small and medium-sized planter, is developed to create a good environment and a bed with wear-resistant drag reduction, anti sliding opener blocking performance the main conclusions are as follows: (1) sliding opener through the design of different structural parameters of field experiment, determine the shovel tip of different structural parameters (penetration angle, blade curve, ground clearance angle blade, thickness) and bed environment (soil bulk density, A channel section area, surface disturbance and straw) operation energy consumption index. The multi-objective optimization model of comprehensive evaluation on clinical characteristics, effect of energy consumption, the optimal structure parameters of sliding type opener: penetrating angle 55., concave linear cutting edge, edge thickness in 4. and smaller clearance angle. (2) through the simulation analysis and field tests, by sliding the opener key in ditching the force and wear parts for the top edge and shovel, shovel and the wear top is the most serious. On the basis of shovel tip wear characteristics analysis and structural optimization on the proposed shovel tip can replace the requirements due to wear shovel tip of each part is inevitable, the wear of the shovel tip top and edge were designed as replaceable structure, thereby reducing the wear of the opener structure; put forward edge to reduce soil disturbance, and reduce the wear resistance A design of the cutting edge curve of anterior arc the diameter ratio after arcs, reduce the blade surface pressure soil, then reduce the work resistance and wear. The design of cutting edge curve equation respectively: front edge curve equation (x-225) 2+ (y-389.7) 2=202500 curve equation after the blade (x-18.51) 2+ (y-140.59) 2=14400. (3) based on straw mulching and clog mode analysis, clearly suitable for operations in sliding opener of straw mulching conditions. By sliding the opener shank on the surface of straw disturbance and stress analysis, clear straw movement pattern. The establishment of the straw blocking model. The influence factors of straw sliding model is analyzed, the front part of the shovel shaft heap of straw will slide with both sides are affected by surface sideslip sideslip effect, the straw cover larger. (4) in the straw block Based on the model analysis, put forward the idea of anti blocking straw sideslip; design of straw sideslip anti blocking device. According to the deflection produced side effect, reasonable design of the structure of the shovel handle spring side plate ". Through the analysis of working principle of anti slip deflection and a shovel handle blocking device disturbance test on straw the determination of deflection plate width and height are respectively 80mm, 150mm; select the parameters of the return spring: diameter 1mm, diameter 10mm, length 26mm. (5) based on the above theoretical and experimental analysis, determine the overall structure and key parameters of blocking the opener of no tillage planter deflection and sideslip prevention. In the field experiment. The experimental results show that the soil disturbance after ditching operations to meet the operational requirements of soil water stable aggregates; the damage is not obvious, reduce the bed soil destruction, is conducive to crop growth; shovel tip wear mainly On top of the shovel plate can be replaced, and reduce the amount of wear on the upper edge of the cover; grinding conditions in the straw, straw disturbance width and clearance rate were 15.9cm, 74.47%, was not blocked. The design of anti blocking tillage opener, to meet the operational requirements of small and medium and no tillage seeding machine.

【學位授予單位】：中國農業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S223.2

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本文編號：1397512