果園開溝機實驗研究及優(yōu)化設計.pdf

1、林果業(yè)是我國“家庭農場”式新型農業(yè)經營主體的主流產業(yè)，其快速發(fā)展也是地方經濟社會可持續(xù)發(fā)展的需要。灌溉與追肥在果樹的生產管理中起到至關重要的作用，其合理與否不但可以縮小果樹大小年的產量差，還可以提高果樹產量和果品質量及經濟效益。在灌溉與施肥時采用果園開溝機來代替人工挖溝，不但可以節(jié)省大量勞動力，提高作業(yè)效率降低生產成本，而且開溝質量也要比人工開溝要好。為了確保開溝質量、提高作業(yè)效率、降低生產成本就需要開溝機具有更加穩(wěn)定的作業(yè)性能，本課題

2、針對自主研發(fā)的3GK-300型果園開溝機進行了實驗研究與優(yōu)化設計。通過實驗找出開溝機可能存在的問題并對其進行優(yōu)化改進，以提高果園開溝機整機作業(yè)性能。所做主要工作包括:
　　 1.根據(jù)果樹栽培模式及果園施肥開溝園藝要求，針對開溝機在果園進行開溝作業(yè)時可能遇到的問題，制定了果園開溝機性能實驗方案，包括開溝機作業(yè)動力性能實驗、開溝刀性能實驗、開溝機作業(yè)質量實驗、果園實際生產實驗。通過實驗來對開溝機在果園環(huán)境中作業(yè)的適應性、開溝器的動力

3、消耗、機具作業(yè)性能及作業(yè)質量進行考察，同時考核關鍵開溝部件開溝刀性能。
　　 2.果園開溝機動力性能實驗主要是針對開溝器部分的動力消耗來進行，由于該部分功率偏大從而導致開溝機對淺山丘陵地區(qū)果園的適應性不好，爬坡作業(yè)時開溝機動力不足。通過分析提出解決方案，利用ANSYS/LS-DYNA軟件構建開溝刀切土模型進行實驗，找到切土速度與切土阻力之間的關系，優(yōu)化開溝切土參數(shù)，從而將開溝器切土功率降低。
　　 3.果園開溝機的開溝刀

4、性能實驗與作業(yè)質量實驗同時進行，通過實驗發(fā)現(xiàn)開溝機作業(yè)質量完全符合NY/T740-2003田間開溝機械作業(yè)質量標準，能夠滿足施肥開溝園藝要求。但是開溝刀在作業(yè)過程中磨損嚴重，不利于開溝機的日常維護，增加生產成本，降低了開溝機長期作業(yè)的穩(wěn)定性。通過對耐磨損技術研究，利用表面工程技術中噴焊金屬陶瓷涂層工藝來提高開溝刀刀刃部分的硬度與耐磨性，通過臺架實驗與實際挖溝實驗證明，刀刃表面噴焊Ni60A金屬陶瓷涂層能夠使刀具使用壽命提高2.5倍，同時

5、可以利用該技術對磨損刀具進行修復再利用。
　　 4.利用虛擬樣機技術對樣機進行優(yōu)化設計，通過三維仿真軟件對果園開溝機生產實驗中存在的運輸通過性不好與傳動鏈輪齒根處卡土問題進行優(yōu)化改進，用AIP軟件建立3GK-300型果園開溝機的三維數(shù)字樣機進行運動仿真與動態(tài)干涉檢查，找出問題優(yōu)化改進。
　　 對優(yōu)化改進后的果園開溝機進行新樣機的試制，通過對比實驗發(fā)現(xiàn)改進后樣機作業(yè)性能大大提高，切土功率降低18％，開溝刀使用壽命提高2.5