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农业工程学报 2013年第1期29卷 18-25页

作者：张居敏周勇夏俊芳许绮川华中农业大学工学院武汉430070

为了研究水田高茬秸秆旋耕翻埋机理,该文对1GMC-70型船式旋耕埋草机刀辊的主要耕作部件—螺旋横刀建立了数学模型,推导了横刀棱边轮廓曲线的静态方程和动态方程,绘制了动态滑切角、动态切土角等主要耕作参数随刀辊位置角的变化规律曲线... 详细信息

为了研究水田高茬秸秆旋耕翻埋机理,该文对1GMC-70型船式旋耕埋草机刀辊的主要耕作部件—螺旋横刀建立了数学模型,推导了横刀棱边轮廓曲线的静态方程和动态方程,绘制了动态滑切角、动态切土角等主要耕作参数随刀辊位置角的变化规律曲线,对影响高茬秸秆旋耕翻埋效果的主要因素,例如压草角与抛土角等,进行了计算分析。结果发现,该机的良好作业效果,例如耕深稳定性达90.7%、秸秆埋覆率达94.6%、碎土率达90%、耕后地表平整度在20mm以内等,都与横刀设计理念有很大关系,横刀的主要功能不是土壤切削,而是秸秆翻埋。

关键词：农业机械模型试验机耕船土壤耕作旋耕机螺旋横刀

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旋耕埋草机螺旋横刀制造工艺误差及影响

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湖南农业大学学报（自然科学版） 2014年第1期40卷 89-95页

作者：张居敏夏俊芳张甜张秀梅华中农业大学工学院湖北武汉430070

分析1GMC–70型船式旋耕埋草机核心耕作部件螺旋横刀的制造工艺过程,研究制造工艺误差量及对整机耕作性能的影响。结果发现,由于采用近似加工方式,致使螺旋横刀的旋转轴线与刀辊轴线构成了空间异面直线,两者之间垂直距离为204.2 mm,空... 详细信息

分析1GMC–70型船式旋耕埋草机核心耕作部件螺旋横刀的制造工艺过程,研究制造工艺误差量及对整机耕作性能的影响。结果发现,由于采用近似加工方式,致使螺旋横刀的旋转轴线与刀辊轴线构成了空间异面直线,两者之间垂直距离为204.2 mm,空间夹角为28.7°;螺旋横刀刃口上各点的旋转半径、静态滑切角和静态切土角等参数波动区间分别为[189.0,200.0]、[14.7°,32.4°]和[70.3°,73.7°]。螺旋横刀端部静态滑切角最小(14.7°)时,属于砍切范畴,导致耕作过程中端部刃口缠草;螺旋横刀端部刃口旋转半径最大(200.0 mm)时,静态切土角最大(73.7°),这些因素影响整机单遍作业耕深。

关键词：旋耕埋草机螺旋横刀制造工艺误差分析

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秸秆还田机螺旋横刀优化设计与试验

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河南农业大学学报 2022年第3期56卷 364-374页

作者：祝英豪桂真亮夏俊芳王万章朱晨辉河南农业大学机电工程学院河南郑州450002 华中农业大学工学院湖北武汉430070

【目的】针对秸秆还田机刀辊中螺旋横刀因切削阻力大、耕深不足影响秸秆掩埋效果的问题,开展螺旋横刀优化研究,实现秸秆旋埋作业功能。【方法】建立螺旋横刀作业过程的参数化模型,分析动态参数的变化规律,确定决定影响耕整性能的主要因... 详细信息

【目的】针对秸秆还田机刀辊中螺旋横刀因切削阻力大、耕深不足影响秸秆掩埋效果的问题,开展螺旋横刀优化研究,实现秸秆旋埋作业功能。【方法】建立螺旋横刀作业过程的参数化模型,分析动态参数的变化规律,确定决定影响耕整性能的主要因素及取值范围。通过土槽试验,开展对螺旋横刀结构参数的二次曲面拟合分析和作业参数的三元二次回归分析。【结果】螺旋横刀结构参数最优组合为刀具宽度35 mm,前角50°;作业参数最优组合为前进速度0.72 m·s^(-1),旋耕转速320 r·min^(-1)及作业深度174 mm。基于最优作业参数对结构优化前后的螺旋横刀进行田间对比试验,结果表明,在不降低秸秆埋覆效果的情况下功耗降低10.05%。该螺旋横刀主要依靠压埋的方式进行秸秆埋覆,当秸秆高度达到84.5 cm时,秸秆埋覆率为83.67%,适合高留茬柔性秸秆还田。【结论】解决了螺旋横刀现存问题,扩大了应用范围,为高留茬柔性秸秆地的耕整提供优质装备。

关键词：秸秆还田机螺旋横刀旋耕秸秆埋覆率曲面拟合回归分析

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人字型水旱两用旋埋刀辊设计与试验

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农业机械学报 2019年第4期50卷 49-57,273页

作者：祝英豪张居敏曾荣张文良杨全军夏俊芳华中农业大学工学院武汉430070 农业农村部长江中下游农业装备重点实验室武汉430070

为适应长江中下游水旱轮作多熟制稻作区的秸秆还田与土壤耕作,降低现有组合刀辊的作业功耗和轴向负载,开展了螺旋横刀排列方式及结构参数的相关研究。根据对刀辊轴向受力的理论分析,提出平衡刀辊轴向力的初步方案,采用离散元软件模拟不... 详细信息

为适应长江中下游水旱轮作多熟制稻作区的秸秆还田与土壤耕作,降低现有组合刀辊的作业功耗和轴向负载,开展了螺旋横刀排列方式及结构参数的相关研究。根据对刀辊轴向受力的理论分析,提出平衡刀辊轴向力的初步方案,采用离散元软件模拟不同排列形式的螺旋横刀对土壤的切削过程,仿真结果表明,人字型排列方式的轴向受载稳定性与切削阻力优于锯齿型和交错型。基于人字型排列原则,重新规划旋耕刀的布局并设计配套刀盘,形成一种人字型水旱两用旋埋刀辊。为了进一步降低刀辊功耗,建立螺旋横刀切削土壤的数学模型,分析安装角与刀宽对切削阻力及秸秆埋覆效果的影响,并进行优化。为验证刀辊优化后的区域适用性及减阻效果,进行了田间试验。试验结果表明:人字型水旱两用旋埋刀辊适用于大多数水稻田的秸秆埋覆与土壤耕作,其中耕深均值为18. 10 cm、耕深稳定性系数均值为92. 75%、耕后单幅平整度均值为2. 00 cm、秸秆埋覆率均值为92. 60%,均满足设计要求。同时,在不降低秸秆埋覆率的前提下,人字型刀辊较交错型刀辊降低功耗0. 34%～17. 01%; 50°安装角的螺旋横刀的刀辊较35°安装角螺旋横刀的刀辊降低功耗6. 81%～16. 46%,达到了优化目的。

关键词：多熟制稻作区秸秆还田人字型刀辊螺旋横刀

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