果園開溝機(jī)實(shí)驗(yàn)研究及優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、林果業(yè)是我國(guó)“家庭農(nóng)場(chǎng)”式新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)主體的主流產(chǎn)業(yè)，其快速發(fā)展也是地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需要。灌溉與追肥在果樹的生產(chǎn)管理中起到至關(guān)重要的作用，其合理與否不但可以縮小果樹大小年的產(chǎn)量差，還可以提高果樹產(chǎn)量和果品質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)效益。在灌溉與施肥時(shí)采用果園開溝機(jī)來代替人工挖溝，不但可以節(jié)省大量勞動(dòng)力，提高作業(yè)效率降低生產(chǎn)成本，而且開溝質(zhì)量也要比人工開溝要好。為了確保開溝質(zhì)量、提高作業(yè)效率、降低生產(chǎn)成本就需要開溝機(jī)具有更加穩(wěn)定的作業(yè)性能，本課題

2、針對(duì)自主研發(fā)的3GK-300型果園開溝機(jī)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究與優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過實(shí)驗(yàn)找出開溝機(jī)可能存在的問題并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，以提高果園開溝機(jī)整機(jī)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(duì)開溝機(jī)在果園進(jìn)行開溝作業(yè)時(shí)可能遇到的問題，制定了果園開溝機(jī)性能實(shí)驗(yàn)方案，包括開溝機(jī)作業(yè)動(dòng)力性能實(shí)驗(yàn)、開溝刀性能實(shí)驗(yàn)、開溝機(jī)作業(yè)質(zhì)量實(shí)驗(yàn)、果園實(shí)際生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)來對(duì)開溝機(jī)在果園環(huán)境中作業(yè)的適應(yīng)性、開溝器的動(dòng)力

3、消耗、機(jī)具作業(yè)性能及作業(yè)質(zhì)量進(jìn)行考察，同時(shí)考核關(guān)鍵開溝部件開溝刀性能。
　　 2.果園開溝機(jī)動(dòng)力性能實(shí)驗(yàn)主要是針對(duì)開溝器部分的動(dòng)力消耗來進(jìn)行，由于該部分功率偏大從而導(dǎo)致開溝機(jī)對(duì)淺山丘陵地區(qū)果園的適應(yīng)性不好，爬坡作業(yè)時(shí)開溝機(jī)動(dòng)力不足。通過分析提出解決方案，利用ANSYS/LS-DYNA軟件構(gòu)建開溝刀切土模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，找到切土速度與切土阻力之間的關(guān)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(jī)的開溝刀

4、性能實(shí)驗(yàn)與作業(yè)質(zhì)量實(shí)驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行，通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)開溝機(jī)作業(yè)質(zhì)量完全符合NY/T740-2003田間開溝機(jī)械作業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，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(yán)重，不利于開溝機(jī)的日常維護(hù)，增加生產(chǎn)成本，降低了開溝機(jī)長(zhǎng)期作業(yè)的穩(wěn)定性。通過對(duì)耐磨損技術(shù)研究，利用表面工程技術(shù)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(tái)架實(shí)驗(yàn)與實(shí)際挖溝實(shí)驗(yàn)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(shí)

5、可以利用該技術(shù)對(duì)磨損刀具進(jìn)行修復(fù)再利用。
　　 4.利用虛擬樣機(jī)技術(shù)對(duì)樣機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過三維仿真軟件對(duì)果園開溝機(jī)生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)中存在的運(yùn)輸通過性不好與傳動(dòng)鏈輪齒根處卡土問題進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，用AIP軟件建立3GK-300型果園開溝機(jī)的三維數(shù)字樣機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真與動(dòng)態(tài)干涉檢查，找出問題優(yōu)化改進(jìn)。
　　 對(duì)優(yōu)化改進(jìn)后的果園開溝機(jī)進(jìn)行新樣機(jī)的試制，通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)改進(jìn)后樣機(jī)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