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单驱双动式免耕播种机清秸防堵装置设计与试验

单驱双动式免耕播种机清秸防堵装置设计与试验

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作者：李鑫山东理工大学

学位级别：硕士

近年来,我国作物产量持续增长,但机械耕作活动强,过度耕作导致的土壤退化、作业成本上升等问题突出。保护性耕作通过秸秆覆盖与免耕播种,减少土壤耕作,能有效的改善土壤结构、增加土壤肥力。免耕播种机作为实施保护性耕作的关键机具,是... 详细信息

近年来,我国作物产量持续增长,但机械耕作活动强,过度耕作导致的土壤退化、作业成本上升等问题突出。保护性耕作通过秸秆覆盖与免耕播种,减少土壤耕作,能有效的改善土壤结构、增加土壤肥力。免耕播种机作为实施保护性耕作的关键机具,是研究的重点和难点。特别是在黄淮海麦玉两熟区,小麦秸秆覆盖还田,玉米播种期短,秸秆未腐解、韧性大,被动式清秸装置易缠绕或拥堵,清秸防堵装置仍以粉碎旋耕为主,动土量大,能耗高,高速作业困难,限制了保护性耕作在两熟区的推广。针对上述问题,本研究结合对国内外现有免耕播种机清秸防堵装置的调查和研究,以防止作业拥堵、降低作业功耗、提高种床秸秆清除率等为目标,对现有的被动对置清秸盘式清秸防堵装置进行创新,设计了一种单驱双动式清秸防堵装置,并通过理论分析、模拟仿真和台架试验,确定了单驱双动式清秸防堵装置的最优结构参数与作业参数,提高了种床秸秆清除率,改善了玉米免耕播种机播种过程中的拥堵问题。主要研究内容包括:(1)对装置作业过程进行理论分析,研究装置作业过程中作业速度、清秸宽度、安装角度、入土深度、盘齿参数等重要参数间的互作关系,结合Adams软件对清秸盘齿顶点作业轨迹的运动学仿真结论,得到影响装置作业效果的主要因素为清秸盘安装前倾角α、水平偏角β以及机具前进速度v,取值范围为:50°单驱双动式清秸防堵装置平均种床秸秆清秸率为90.59%,平均清秸宽度为169.6mm,试验过程未出现显著拥堵;对置平面轮不交错清秸装置种床秸秆清秸率为65.65%,平均清秸宽度为90.8mm,试验过程出现3次显著拥堵,说明设计的单驱双动清秸装置作业性能优于传统清秸装置。以种床秸秆清秸率Y为试验指标,清秸盘安装角α、水平倾角β以及机具前进速度v为试验因素,进行三因素三水平正交试验,试验结论表明:单驱双动清秸装置实际作业结果与仿真结果变化趋势基本一致,最佳作业参数组合为:清秸盘前倾角α=70°,水平偏角β=30°,机具前进速度v=8km/h,此时种床秸秆清秸率Y为90.57%。设计的单驱双动式清秸防堵装置能够满足实际作业需求,作业效果良好,能够为玉米播种作业提供质量较高的种床,作业过程不容易发生拥堵。

关键词：免耕播种机清秸装置单驱双动式种床秸秆清除率离散元仿真

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