液壓驅(qū)動型聯(lián)合耕整機(jī)設(shè)計與試驗(yàn).pdf

1、耕整地作業(yè)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要環(huán)節(jié)之一，長江中下游地區(qū)土壤黏重板結(jié)，作物留茬高度普遍偏高，且秸稈量大導(dǎo)致后續(xù)土壤耕整以及播種難度大;種床整備長期采用旋耕方式，進(jìn)行淹水灌溉，稻田耕作層厚度逐漸減小，土壤通透性變劣，土壤容重不斷增加，導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)變差。聯(lián)合耕整技術(shù)可減少耕作機(jī)具下地次數(shù)及對土壤結(jié)構(gòu)的破壞;減少水分散發(fā)，提高土壤保墑能力;聯(lián)合耕整作業(yè)同時可降低作業(yè)成本。本課題以圓盤耙片為主要工作部件，以降附減阻為目標(biāo)，研究一種驅(qū)動型聯(lián)合耕整機(jī)，降

2、低作業(yè)功耗，提高機(jī)具作業(yè)效率，滿足油菜播種農(nóng)藝要求，主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:
　　1)開展了土壤物理機(jī)械特性的相關(guān)測試與分析。采用篩析法測定分析了油菜播種的土壤類型，利用應(yīng)變控制式直剪儀，采用快剪法測得播種油菜的土壤含水率為25.79％時，其內(nèi)摩擦角為18.78°，摩擦系數(shù)為0.34，內(nèi)聚力為52KPa;采取實(shí)地調(diào)查測量法對土壤耕層等相關(guān)土壤物理機(jī)械特性參數(shù)進(jìn)行測定，試驗(yàn)測得沙壤土容重為1.24g/cm3，耕作層為17cm，犁底層

3、為8.7cm;同時測得稻油輪作水稻田耕作層為16.5cm，犁底層為9.5cm，且在土壤耕作層含水率為29.37％時，土壤孔隙度為25.27％，土壤耕作層容重為1.39 g/cm3。該部分研究為土壤物理機(jī)械特性分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，同時為后續(xù)圓盤耙片切削土壤的仿真分析提供數(shù)據(jù)參考。
　　2)設(shè)計了一種液壓驅(qū)動型聯(lián)合耕整機(jī)，對比分析了被動式與驅(qū)動式聯(lián)合耕整機(jī)結(jié)構(gòu)組成和工作特征，二者均可實(shí)現(xiàn)松土、翻土、平土和碎土功能。被動式聯(lián)合耕整機(jī)縱向工

4、作部件依次為波紋圓盤刀、松土鏟、缺口圓盤耙片、碎土輥，研究得出被動式聯(lián)合耕整機(jī)因長江中下游區(qū)地塊面積小，秸稈量大，且機(jī)組作業(yè)速度受限，其松土和翻土能力難以保證，因此提出了一種液壓驅(qū)動型聯(lián)合耕整機(jī)的設(shè)計方案，開展了圓盤耙片力學(xué)分析，確定了圓盤耙片的工作偏角為23°，聯(lián)合耕整機(jī)作業(yè)幅寬為2000mm。圓盤耙組根據(jù)不同作業(yè)速度與工況可實(shí)現(xiàn)60-168r/min無極調(diào)速，并依靠仿形地輪保證耕深的穩(wěn)定性。
　　3)基于ANSYS/LS-DY

5、NA軟件對缺口圓盤耙片切削土壤的過程進(jìn)行仿真分析。建立了圓盤耙片切削土壤的有限元模型，運(yùn)用顯式動力學(xué)分析其切削過程，分析了MAT147材料的土壤本構(gòu)模型以及確定了土壤材料相關(guān)參數(shù)取值范圍;對比研究了被動式圓盤耙片與液壓驅(qū)動式圓盤耙片的工作特點(diǎn)，仿真得到被動式圓盤耙片耕作阻力為266N，分析計算獲得了切削能耗。
　　4)開展了驅(qū)動型聯(lián)合耕整機(jī)相關(guān)試驗(yàn)與分析?？蛰d試驗(yàn)測得圓盤耙組轉(zhuǎn)速為60-168r/min，液壓驅(qū)動系統(tǒng)達(dá)到設(shè)計要求;