玉米秸稈立體還田機(jī)設(shè)計(jì)及關(guān)鍵部件的試驗(yàn)研究.pdf

1、農(nóng)作物秸稈作為糧食生產(chǎn)中主要的副產(chǎn)品，隨著我國糧食產(chǎn)量的日益增長，每年的生產(chǎn)量也逐漸增加。目前我國對秸稈資源的利用率較低，被焚燒、廢棄的秸稈數(shù)量較火，不僅造成資源浪費(fèi)，還對我們賴以生存的生活環(huán)境產(chǎn)生了不良影響。采用秸稈還田的方法處理秸稈既能解決上述問題，又能提高土壤中有機(jī)質(zhì)含量、改良土壤的物理性狀、提高土壤肥力、改善土壤中微量元素比例失衡的狀況。是保持農(nóng)業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)，保證農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一。
　　玉米秸稈立體還田機(jī)一

2、次作業(yè)需同時(shí)完成秸稈深施還田與土壤深松作業(yè)，并要求將秸稈深施于地表25cm以下的土壤之中。本文結(jié)合已有的成熟技術(shù)和農(nóng)藝與農(nóng)機(jī)方面的相關(guān)要求，完成了玉米秸稈立體還田機(jī)的設(shè)計(jì)，并對其關(guān)鍵部件深施鏟進(jìn)行了試驗(yàn)研究，確定了玉米秸稈立體還田機(jī)的主要參數(shù)。
　　該玉米秸稈立體還田機(jī)，工作幅寬為2.1m（3壟），可與80～100hp的拖拉機(jī)匹配進(jìn)行工作，還田機(jī)與拖拉機(jī)懸掛聯(lián)接，整機(jī)牽引力和深施裝置的動(dòng)力由拖拉機(jī)提供。工作時(shí)，還用機(jī)伴隨著拖拉機(jī)行

3、走，深施鏟在土壤深層形成鼠道;通過秸稈深施裝置將秸稈輸送至深施鏟所形成的鼠道中。
　　深施鏟作為玉米秸稈立體還田機(jī)的主要工作部件，是玉米秸稈立體還田機(jī)的主要耗能部件，其結(jié)構(gòu)對其工作時(shí)的牽引阻力有顯著的影響，本文運(yùn)用三面楔力學(xué)理論，對工作時(shí)，深施鏟切割土壤產(chǎn)生的阻力F1、深施鏟剪切破壞土壤及其與土壤的摩擦阻力F2、深施鏟帶動(dòng)土壤破碎的阻力F3進(jìn)行了分析，確定了合理的深施鏟鏟形。
　　采用三因素三水平響應(yīng)曲面法，就深施鏟的工作參

4、數(shù):深施鏟入土深度、土壤密度和深施鏟鏟寬，對深施鏟行進(jìn)阻力的影響進(jìn)行了試驗(yàn)研究。通過回歸模型的方差分析，得到各因素對深施鏟行進(jìn)阻力的影響程度依次為:深施鏟入土深度＞深施鏟鏟寬＞土壤密度;深施鏟行進(jìn)阻力隨深施鏟入土深度、土壤密度和深施鏟鏟寬的增加而增大。
　　運(yùn)用EDEM軟件對深施鏟的工作過程進(jìn)行仿真分析，并利用三因素五水平響應(yīng)曲面法對深施鏟鏟形進(jìn)行了仿真優(yōu)化，研究深施鏟鏟寬、深施鏟排土角和深施鏟切土角對深施鏟行進(jìn)阻力的影響，通過回

5、歸模型的方差分析得到各因素對深施鏟行進(jìn)阻力的影響程度依次為:深施鏟鏟寬＞深施鏟切土角＞深施鏟排土角。確定了深施鏟的最優(yōu)鏟形的參數(shù)，深施鏟切土角為36～38°之間，深施鏟排土角為42°，深施鏟鏟寬為51mm。進(jìn)一步將不同試驗(yàn)條件下試驗(yàn)所得行進(jìn)阻力與仿真所得行進(jìn)阻力進(jìn)行比較，結(jié)果表明，仿真數(shù)據(jù)的整體趨勢與試驗(yàn)數(shù)據(jù)的整體趨勢相同，誤差為9.65％～18.70％，可以認(rèn)為采用離散元法對深施鏟的工作過程進(jìn)行仿真分析所得到的試驗(yàn)結(jié)果具有一定的參考價(jià)