基于保護性耕作的玉米秸稈根茬粉碎還田機的試驗研究.pdf

1、玉米秸稈和根茬的粉碎還田是保護性耕作的一項重要措施，也是行之有效的處理方式。針對玉米秸稈還田過程中出現(xiàn)的還田刀高速打土，刀片磨損快，秸稈粉碎還田機一次進地作業(yè)秸稈粉碎效果差，多次進地作業(yè)功率消耗大，對土壤造成嚴重壓實等問題，提出了一種先低速挖切根茬并向后拋，后高速將根茬和秸稈一同粉碎的設計思路，并設計出根茬挖切裝置，采用理論分析和試驗研究相結合的方式對秸稈根茬粉碎還田機進行研究。
　　通過調(diào)查分析現(xiàn)有的玉米秸稈還田機的主要技術參數(shù)

2、以及相關文獻，確定了秸稈根茬粉碎還田機的整體設計方案及工作原理，并設計了傳動系統(tǒng)。通過對根茬挖切裝置進行運動學分析，確定相關參數(shù)。分析了秸稈根茬粉碎還田整機的功率消耗組成并擬定動力匹配。
　　基于SolidWorks的建模設計了根茬挖切裝置和不同尺寸規(guī)格的切挖茬刀片。利用SolidWorks simulation軟件對彎刀和直刀等關鍵部件進行有限元分析，實現(xiàn)了關鍵部件的選型，直刀的最大應力，挖茬固定板的最大應力都小于材料的屈服強度

3、，并具有較高的安全系數(shù)，滿足使用要求。
　　通過對根茬挖切裝置功耗影響因素的試驗研究，確定刀軸轉(zhuǎn)速640r/min，機具前進速度1.2m/s，挖茬深度31mm為最佳參數(shù)組合，此時玉米根茬挖切裝置的挖茬功耗為615w，驗證試驗表明該組合下試驗誤差較小。對刀軸轉(zhuǎn)速做了單因素試驗，用Origin8.0進行數(shù)據(jù)擬合并繪圖，計算顯示固定挖茬深度為31mm，機具前進速度1.2m/s下，根茬完全挖切的最低刀軸轉(zhuǎn)速為626r/min。
　　

4、在對整機和關鍵零部件的設計、計算和仿真分析的基礎上，繪制了樣機圖樣，試制樣機，并在山東理工大學試驗田對樣機進行了田間試驗。設計試驗并對試驗結果進行分析和研究，通過三因素三水平正交組合試驗，得出各因素對秸稈根茬粉碎率的最佳參數(shù)組合，即秸稈直立時，機組前進速度1.2m/s、還田刀軸轉(zhuǎn)速1850r/min、挖茬刀軸轉(zhuǎn)速800r/min，以及影響秸稈根茬粉碎的因素的主次順序為：還田刀軸轉(zhuǎn)速、切挖茬刀軸轉(zhuǎn)速、機組前進速度。還田刀軸轉(zhuǎn)速和切挖茬刀軸