水田筑埂部件的動(dòng)力學(xué)參數(shù)測(cè)試與試驗(yàn)研究.pdf

1、水稻是我國(guó)的主要糧食作物，稻谷生產(chǎn)在全國(guó)糧食生產(chǎn)中占據(jù)重要的地位。黑龍江省在全國(guó)水稻產(chǎn)出地區(qū)中占有主要地位，2016年黑龍江省稻谷的種植面積比上一年增加近300萬(wàn)畝。筑埂作為水田作業(yè)過(guò)程中主要環(huán)節(jié)，是實(shí)現(xiàn)水稻全程機(jī)械化發(fā)展的關(guān)鍵。目前，我國(guó)水稻修筑田埂依然靠傳統(tǒng)的人工筑埂方式，勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低、筑埂質(zhì)量較差直接導(dǎo)致田間的作業(yè)效果很難滿足現(xiàn)階段標(biāo)準(zhǔn)化農(nóng)業(yè)的農(nóng)藝要。機(jī)械化筑埂技術(shù)的提出可以在很大程度上解放勞動(dòng)力，提高作業(yè)質(zhì)量。當(dāng)前，適合于

2、我國(guó)東北地區(qū)的水田筑埂作業(yè)的機(jī)具相對(duì)較少，從理論上對(duì)水田筑埂的集土量和鎮(zhèn)壓技術(shù)研究仍處于初級(jí)階段，為解決水田筑埂作業(yè)困難的問(wèn)題，深入分析筑埂機(jī)的主要組成部件作業(yè)時(shí)的作業(yè)機(jī)理，結(jié)合理論分析、計(jì)算機(jī)仿真及試驗(yàn)等方法進(jìn)行研究并通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證其合理性、功能性和可操作性。其研究主要內(nèi)容如下:
　　(1)根據(jù)水田筑埂農(nóng)藝要求，闡述筑埂機(jī)關(guān)鍵部件的工作原理，分析旋切集土裝置取土彎刀運(yùn)動(dòng)軌跡，獲得土壤顆粒在彎刀的作用下的運(yùn)動(dòng)形式，并確定旋切集土裝置

3、的三維結(jié)構(gòu)。
　　(2)闡述筑埂鎮(zhèn)壓裝置的工作原理并對(duì)其進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，分析影響鎮(zhèn)壓質(zhì)量的多方因素。通過(guò)Creo2.0軟件對(duì)鎮(zhèn)壓裝置進(jìn)行實(shí)體造型，分析在修筑田埂時(shí)裝置的受力情況，獲得鎮(zhèn)壓筑埂裝置向前滾動(dòng)的前期理論要求，依據(jù)田間實(shí)際田埂的外形尺寸，進(jìn)一步確定鎮(zhèn)壓筑埂裝置的實(shí)際尺寸。
　　(3)對(duì)筑埂機(jī)關(guān)鍵部件旋切集土裝置進(jìn)行虛擬仿真試驗(yàn)，運(yùn)用離散元法分析建立水田土壤的顆粒模型并借助EDEM仿真軟件對(duì)旋切集土裝置與土壤作業(yè)的實(shí)際

4、情況進(jìn)行仿真。將土壤參數(shù)按照黑龍江地區(qū)水田土壤進(jìn)行設(shè)置，借助土壤物理學(xué)、力學(xué)的相關(guān)理論，簡(jiǎn)化旋切集土裝置作業(yè)時(shí)取土刀對(duì)土壤顆粒作用的受力模型，以土壤物理參數(shù)為依據(jù)，研究作業(yè)后土壤的側(cè)后方拋擲距離及作業(yè)過(guò)程中刀輥受土壤間接作用力的情況。
　　(4)對(duì)旋切集土裝置進(jìn)行土槽試驗(yàn)，測(cè)試旋切集土裝置對(duì)土壤拋擲的能力并對(duì)其刀輥進(jìn)行扭矩應(yīng)變測(cè)試;尋求旋切集土裝置刀輥轉(zhuǎn)速和機(jī)具前進(jìn)速度對(duì)土壤側(cè)后方拋土距離和刀輥扭矩應(yīng)變值的影響關(guān)系。應(yīng)用Desig

5、n-Expert6.0.10數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)土槽試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行處理和分析，通過(guò)定義其邊界條件為機(jī)具前進(jìn)速度和刀輥轉(zhuǎn)速，獲得實(shí)現(xiàn)最小刀輥扭矩且取土量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)田埂要求的最佳因素組合。
　　(5)設(shè)計(jì)鎮(zhèn)壓筑埂裝置動(dòng)力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)，采用應(yīng)變傳感電測(cè)原理，設(shè)計(jì)了動(dòng)力學(xué)工作參數(shù)測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)，對(duì)鎮(zhèn)壓筑埂裝置進(jìn)行動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)。通過(guò)試驗(yàn)獲得土壤對(duì)羽片作用力和所筑田埂堅(jiān)實(shí)度隨機(jī)具前進(jìn)速度與鎮(zhèn)壓裝置轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律，為鎮(zhèn)壓裝置的優(yōu)化及整機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。<