圆盘碎土起膜装置的设计与试验研究

发布时间：2020-04-05 13:02

【摘要】：随着地膜覆盖技术的推广,农业生产者渐渐了解其保土、保温、抑制杂草生长等优点,在耕种的过程中广泛使用地膜。由于覆膜面积的增加,导致田间残留地膜增加,污染土地与环境。采用机械收膜的方式虽然能够改善人工捡拾效率低、劳动强度大的缺点,但是,现有的机械收膜手段并不能够达到边膜收净的目的。经历作物一个生长周期的时间,边膜上的土壤往往会发生板结现象,对后期残膜机械回收造成了阻碍。本论文通过圆盘碎土起膜装置破碎边膜上方的板结土壤,将边膜切断并使边膜随着圆盘翻起至土壤表面,以便后续收膜装置将边膜与地表膜一起回收。本论文的主要研究内容包括:1)根据单圆盘开沟器及残膜回收机具的结构,设计出边膜回收装置,画出结构图并加工制作出物理样机。建立土壤三角楔模型,根据力学理论建立圆盘工作时的受力模型,研究圆盘起膜过程中对板结土壤的扰动以及边膜切断后随圆盘带出土壤表面情况。2)对厚度为0.006mm残地膜进行纵向、横向、直角撕裂拉伸试验,试验结果显示最大拉伸负荷分别问2.165N、0.873N、1.083N。运用Workbench软件对地膜进行静强度分析,结果显示地膜破损的极限应力为10446Pa。3)根据理论分析,运用ANSYS仿真软件,采用非线性有限元方法对圆盘起膜装置中的圆盘进行静力学分析,分析结果显示应力主要集中于圆盘中心孔附近,入土最深点处最大的应力为11.5MPa a;对圆盘起膜的过程进行动力学分析,研究圆盘破土过程中受力情况及土壤变形情况,结果显示x、y、z方向上土壤变形量最大值分别为39.01mm、57.66mm、54.07mm。4)采用正交试验的方法,以边膜带出率和板结土壤破碎程度为试验指标对圆盘起膜装置进行田间试验。试验结果显示圆盘半径为160mm、行进速度为5.304km/h、工作倾角为30°时圆盘碎土、起膜效果较好;通过方差分析发现圆盘半径因素对试验指标判定显著性影响一般,工作倾角和行进速度对试验指标判定有非常显著影响。
【学位授予单位】：新疆农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S223.5

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