香蕉秸秆粉碎抛撒还田机仿生刀片设计与试验

作     者：张喜瑞 倪世雷 刘俊孝 胡旭航 张志富 符少华 ZHANG Xirui;NI Shilei;LIU Junxiao;HU Xuhang;ZHANG Zhifu;FU Shaohua

作者机构：海南大学机电工程学院海口570228 海南大学信息与通信工程学院海口570228 

出 版 物：《农业机械学报》 (Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery)

年 卷 期：2024年第55卷第8期

页      面：138-151,160页

核心收录：

学科分类：0828[工学-农业工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52075137、51965015) 海南省重点研发计划项目(SQ2022XDNY0150) 海南省院士创新平台项目(HD-YSZX-202005、HD-YSZX-202101) 

主　　题：香蕉秸秆 粉碎还田 仿生刀片 流场特性 

摘      要：为解决海南省香蕉秸秆粉碎机作业过程中粉碎效果差和抛撒不均匀等问题,设计了一款具有良好秸秆粉碎性能的仿生锯齿粉碎尖刀还田机。将仿生学原理应用到粉碎刀片设计中,仿蓝鲨牙齿锯齿轮廓设计了一款仿生锯齿粉碎尖刀,通过仿真验证了仿生锯齿尖刀对香蕉秸秆的切割能力,并设计了仿生锯齿尖刀与传统粉碎刀混合使用,制定了试验方案并进行整机仿真与田间试验。利用Fluent软件研究了香蕉秸秆粉碎还田机作业过程中粉碎刀轴转速、粉碎室离地高度和粉碎刀刀尖与机壳距离等参数对粉碎室内不同位置的压力场、速度场的影响。仿真结果表明,当刀轴转速为2000 r/min时,粉碎室喂入特性最佳;粉碎室离地高度越大,秸秆喂入特性越好,但过高或过低的离地高度会导致粉碎室内秸秆流动性降低;增加粉碎刀刀尖与机壳间隙会导致秸秆抛撒情况产生不良影响。仿真试验和田间试验结果表明,仿生锯齿尖刀与传统粉碎刀混合使用,可在保证秸秆捡拾能力同时,提高整机粉碎合格率和抛撒均匀度。