犁鏵鋼表面減粘自潔的研究.pdf

1、本文針對目前地面觸土部件土壤粘附阻力較大，大量的能源因粘附而消耗的問題，根據(jù)人們對減粘自潔的大量試驗(yàn)和理論研究，歸納出各種減粘降阻的理論，提出了激光于犁鏵鋼表面仿生刻蝕及表面自潔、減粘的研究。從物理化學(xué)和仿生理論角度，提出分析地面觸土部件的自潔、減粘降阻特性主要從兩個方面，即激光仿生刻蝕犁鏵鋼表面粗糙度和其對純水接觸角變化的研究。
　　 從大量的減粘自潔植物葉片中，選擇超疏水性植物荷葉葉片作為仿生模型。從荷葉減粘自潔的原理分析，

2、得出荷葉的減粘自潔主要是由于其表面的微米/納米結(jié)構(gòu)與植物蠟的協(xié)同作用引起的。以荷葉減粘自潔的仿生模型依據(jù)，提取荷葉葉片的多尺寸掃描電鏡圖片，運(yùn)用合適的圖像邊緣分割算子（Sobel算子），取不同的圖像閾值對荷葉葉片微米/納米信息進(jìn)行采集，為激光刻蝕提供了源圖像。
　　 犁鏵鋼是農(nóng)機(jī)具耕作部件的主要材料，選擇犁鏵鋼（親水性材料）作為試驗(yàn)試材，運(yùn)用機(jī)床對犁鏵鋼切割和表面磨光，增加了試驗(yàn)可靠性和對比性。
　　 通過激光刻蝕犁鏵鋼

3、的正交試驗(yàn)，測試和分析了表面粗糙度。對八種主要參數(shù)：表面輪廓算術(shù)平均值Ra、表面微觀不平度十點(diǎn)高度平均值Rz、表面最大輪廓高度Ry、輪廓支承長度率tp、輪廓最大高度Rp、輪廓的單峰平均間距S、輪廓微觀不平度的平均間距Sm、輪廓偏斜度Sk進(jìn)行測定，得到其直方圖。將其和未刻蝕犁鏵鋼粗糙度八種主要參數(shù)做了對比分析，分析了其改變的趨勢和其改變的原因。
　　 運(yùn)用L24（61×41×23）混合正交試驗(yàn)尋找激光刻蝕犁鏵鋼的減粘自潔的最佳工藝

4、，測定其和純水的接觸角，確定試驗(yàn)因素的最優(yōu)組合水平。結(jié)果運(yùn)用了DPS數(shù)據(jù)處理軟件和正交試驗(yàn)原理公式分析了接觸角測量結(jié)果，得出因子和水平的顯著性和差異性，探索出最優(yōu)組合：接觸角降低最大的組合為x（1）因子為6水平、x（2）因子為2水平、x（3）因子為2水平、x（4）因子為1水平、x（5）因子為2水平；接觸角降低最小的組合為x（1）因子為1水平、x（2）因子為4水平、x（3）因子為2水平、x（4）因子為1水平、x（5）因子為2水平。圖像閾值

5、對刻蝕后的接觸角影響最大。
　　 （L1645）正交試驗(yàn)中，運(yùn)用三種多因素回歸模型進(jìn)行對比分析，得出最適合的回歸模型，并得出其回歸曲線和回歸方程。模擬耕作時觸土部件形成的水膜條件，測試了刻蝕的最優(yōu)組合的犁鏵鋼表面的接觸角。測試接觸角最大為75.50°，接觸角比對照最大接觸角（64.75°）增加了10.25°，減粘降阻效果明顯。
　　 做了激光刻蝕的犁鏵鋼表面清洗對比試驗(yàn)。兩種清洗方法對接觸角影響很大，說明犁鏵鋼表面的清潔