履带式果园割草机结构设计与试验研究

作     者：王金山 

作者单位：浙江农林大学 

学位级别：硕士

导师姓名：马蓉

授予年度：2024年

学科分类：0828[工学-农业工程] 08[工学] 

主      题：山地果园 履带式底盘 仿形 旋转式割刀 实地试验 

摘      要：生草种植模式作为一种新型果园管理方式正在大面积的推广和应用,但生草需要按时刈割,机械化作业是果园割草的最佳方式。山地果园地形复杂,地面起伏坡度不平,存在石块等易损坏割刀的障碍物,为提高通过性与作业灵活性,延长刀具使用时间,实现不同地形割茬高度统一,本文设计了一款履带式果园割草机,主要内容如下: (1)对割草机的整机结构进行了设计,根据园艺要求与作业指标确定了整机的结构组成和部件布局。采用“一字型履带式行走机构,通过理论计算对底盘轮组各部件进行设计选型,确定了行走系统与切割装置传动方案,并对行走动力进行了分析选型。 (2)割草刀具设计分析。结合对数螺线理论设计了等滑切角割刀,确定刀片滑切角为40°;根据作业效率要求,对理论割幅进行计算,确定单割刀长度为470mm,并对切割动力进行选型;应用ANSYS/wb对割刀进行模态分析,验证了设计可行性;运用EDEM对切割过程进行仿真分析,结果表明等滑切角割刀所受平均切向力与法向力减小比例为21.89%和25.89%,说明该设计可提高刀具耐磨性,延长使用时间;通过台架试验确定了最佳转速范围,为实机作业提供参考。 (3)仿形机构设计仿真。根据作业目的与技术要求,对仿形装置各部件进行分析设计,运用Recur Dyn对机器仿形作业过程进行仿真,验证了仿形机构的可行性。 (4)进行了通过性与割草性能试验,割草机可原地转向,最高越障高度为20cm,割茬稳定性系数为91.70%,割幅利用率为95.79%,漏割率为1.51%,均高于评价指标要求。两项试验表明割草机具备良好的爬坡越障能力与切割作业效果,满足实际作业要求。