基于保護(hù)性耕作的玉米秸稈根茬粉碎還田機(jī)的試驗研究.pdf

1、玉米秸稈和根茬的粉碎還田是保護(hù)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(jī)一次進(jìn)地作業(yè)秸稈粉碎效果差，多次進(jìn)地作業(yè)功率消耗大，對土壤造成嚴(yán)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(shè)計思路，并設(shè)計出根茬挖切裝置，采用理論分析和試驗研究相結(jié)合的方式對秸稈根茬粉碎還田機(jī)進(jìn)行研究。
　　通過調(diào)查分析現(xiàn)有的玉米秸稈還田機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)

2、以及相關(guān)文獻(xiàn)，確定了秸稈根茬粉碎還田機(jī)的整體設(shè)計方案及工作原理，并設(shè)計了傳動系統(tǒng)。通過對根茬挖切裝置進(jìn)行運(yùn)動學(xué)分析，確定相關(guān)參數(shù)。分析了秸稈根茬粉碎還田整機(jī)的功率消耗組成并擬定動力匹配。
　　基于SolidWorks的建模設(shè)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(guān)鍵部件進(jìn)行有限元分析，實現(xiàn)了關(guān)鍵部件的選型，直刀的最大應(yīng)力，挖茬固定板的最大應(yīng)力都小于材料的屈服強(qiáng)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(jī)具前進(jìn)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(jìn)行數(shù)據(jù)擬合并繪圖，計算顯示固定挖茬深度為31mm，機(jī)具前進(jìn)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(jī)和關(guān)鍵零部件的設(shè)計、計算和仿真分析的基礎(chǔ)上，繪制了樣機(jī)圖樣，試制樣機(jī)，并在山東理工大學(xué)試驗田對樣機(jī)進(jìn)行了田間試驗。設(shè)計試驗并對試驗結(jié)果進(jìn)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(jī)組前進(jìn)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(jī)組前進(jìn)速度。還田刀軸轉(zhuǎn)速和切挖茬刀軸