基于相似法的雙螺旋旋耕埋草刀輥動力學(xué)特性試驗(yàn)研究.pdf

1、雙螺旋旋耕埋草刀輥是船式旋耕埋草機(jī)的核心工作部件，降低其功率功耗是提高船式旋耕埋草機(jī)工作性能的關(guān)鍵。前期本研究團(tuán)隊(duì)已對雙螺旋刀輥對水田土壤的切削過程進(jìn)行了持續(xù)的理論與試驗(yàn)研究，迄今為止，雙螺旋刀輥的關(guān)鍵部件橫刀對水田土壤切削過程中的動力學(xué)特性仍需進(jìn)一步明確闡述。
　　已有試驗(yàn)研究表明，雙螺旋旋耕埋草刀輥的結(jié)構(gòu)參數(shù)、運(yùn)動參數(shù)對整機(jī)的功率消耗和工作效果影響顯著，本文以直線刃橫刀和旋耕埋草刀輥為研究對象，以切削阻力和切土扭矩為評價(jià)指標(biāo)探

2、究了其動力學(xué)規(guī)律。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:
　　(1)原狀水田土壤切削試驗(yàn)。利用直線型橫刀對原狀水田土壤進(jìn)行了切削試驗(yàn)。單因素試驗(yàn)結(jié)果表明:在浸泡時(shí)間為12h～36h范圍內(nèi)，土壤切削阻力隨浸泡時(shí)間的增大出現(xiàn)先增大后減小的趨勢，在24h附近取得最大值;土壤切削阻力隨切削速度的增大而增大;隨刀片縱向長度增加、秸稈量增多，土壤切削阻力增大。以浸泡時(shí)間、刀片縱向長度、秸稈量、切削速度為影響因素選取L1645正交表開展的正交試驗(yàn)結(jié)果表明:上

3、述因素對土壤切削阻力的影響程度為浸泡時(shí)間＞刀片縱向長度＞秸稈量＞切削速度。
　　(2)模型刀輥三坐標(biāo)反求試驗(yàn)?；谙嗨圃碓O(shè)計(jì)并制作了與原型比例為1∶2的旋耕埋草模型刀輥，為檢驗(yàn)刀輥是否存在制造誤差，基于逆向工程技術(shù)，以模型刀輥的橫刀組為對象開展了三維形狀的重構(gòu)研究。以端面橫刀側(cè)平面為基準(zhǔn)平面，利用FD-Y685型三坐標(biāo)測量機(jī)對螺旋橫刀組進(jìn)行了掃描，利用CATIAV5軟件對所獲取的云圖進(jìn)行了導(dǎo)入和過濾處理，借助MATLAB軟件以過

4、濾后的云圖測量數(shù)據(jù)為依據(jù)對橫刀刃口螺旋線進(jìn)行了反求，結(jié)果表明:橫刀刃口螺旋線上各測量點(diǎn)與對應(yīng)理論反求點(diǎn)之間距離最大值為6.016mm、最小值為0.624mm、平均值為3.243mm;各測量點(diǎn)與對應(yīng)反求點(diǎn)間最大伸長率5.2％，最小伸長率0.6％，平均伸長率3.6％。三維逆向重構(gòu)作為一種先進(jìn)的高精度測量技術(shù)可用于對農(nóng)業(yè)裝備形狀的精確測量、反求與重構(gòu)。
　　(3)模型刀輥室內(nèi)土槽試驗(yàn)。基于LabVIEW技術(shù)設(shè)計(jì)并搭建了模型刀輥實(shí)時(shí)工作功

5、率、轉(zhuǎn)速和扭矩的虛擬儀器測試系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)以土壤含水率、耕深、前進(jìn)速度、刀輥轉(zhuǎn)速為影響因素對模型刀輥開展了室內(nèi)土槽試驗(yàn)。以土壤含水率、耕深、前進(jìn)速度、刀輥轉(zhuǎn)速為影響因素選取L1837正交表開展的正交試驗(yàn)結(jié)果表明:上述因素對刀輥切土扭矩值的影響大小為土壤含水率＞耕深＞前進(jìn)速度＞刀輥轉(zhuǎn)速;以模型刀輥切土扭矩為評價(jià)指標(biāo)，以前進(jìn)速度(x1)、刀輥轉(zhuǎn)速（x2）、耕深（x3）三因素進(jìn)行的一次回歸正交試驗(yàn)結(jié)果表明，耕深(x3)對試驗(yàn)指標(biāo)有極顯著的影