旋耕机石灰撒施装置的设计与试验研究

作     者：曹林 

作者单位：湖南农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：孙松林

授予年度：2016年

学科分类：0828[工学-农业工程] 08[工学] 

主      题：石灰撒施 旋耕机 试验 摆管 均匀性 

摘      要：针对现代农业生产要求,研究设计了一种加装在旋耕机上的摆管式石灰撒施机构,采用螺旋控制撒施量,与整地作业的旋耕机联合作业。该机组在进行石灰撒施的同时能够完成旋耕作业,将石灰与土壤混合在一起。提高了石灰撒施的效率,减轻了劳动的强度,改善了土壤的状况,避免了扬尘污染,具有良好的经济和社会效益。本文通过对石灰粉平均粒径、堆积密度、堆积角、内摩擦系数、滑动摩擦角、滑动摩擦因数的研究以及对比现有的撒施方式提出了螺旋送料,摆管式撒施的方案。对石灰粉在送料螺旋中、摆管中以及空气中的运动建立了运动学与动力学模型。利用Solidworks软件建立了虚拟样机模型,进行了干涉检查,并对其关键部件的结构进行了设计与计算;借助ADAMS软件建立了摆动机构的虚拟样机模型,得到了装置在虚拟作业过程中摆管口的轨迹以及它的位移、速度、加速度变化规律。借助ANSYS对撒施装置的部件进行了有限元分析,通过静态分析,得出了曲柄、连杆设计的可行性,并优化了肥料箱、机架的结构尺寸;对送料机构和摆动机构进行了模态分析,分别得到了对机械性能最显著的模态信息,表明部件在工作时不会产生较大的噪音,不会产生共振现象。搭建了样机试验台,进行了试验。试验验证了螺旋送料的稳定性,确定了单因素的最佳取值范围。采用Box-Behnken响应面设计试验,得到了各因素与横、纵向均匀性变异系数之间的回归模型。通过优化分析得出了影响石灰粉撒施效果的最优试验条件是摆管频率3HZ、摆管倾角45。、机具前进速度速0.97m.s-1。