玉米中耕松土装置设计与实验

发布时间：2020-05-19 23:28

【摘要】：在结合国内外的中耕作业相关机具的研究情况的基础上,针对东北垄作种植区的区域特性,结合玉米小垄单行种植模式的农艺特点及玉米苗期中耕松土作业的特殊要求,设计一种玉米苗期中耕松土装置,并采用理论分析、仿真分析、有限元分析及试验研究的方法,开展玉米苗期中耕松土装置关键技术研究,完成的主要工作内容及工作研究成果成果如下:1.在分析玉米小垄单行种植模式的特点及苗期中耕松土要求的基础上,利用Solid Works对玉米苗期中耕松土装置进行了整机设计,理论上其可实现玉米苗期中耕松土的作用,即在垄侧创造具有升温蓄水保墒作用的孔状结构,并对关键部件主机架、垄盘距调节装置、镇压力调节装置进行了设计研究。以苗期玉米根系的物理结构数据及垄体结构尺寸数据为设计基础,设计了作业关键部件锥形钉齿盘并利用图解法对其松土作业原理进行了理论分析;并确定了松土锥盘、钉齿的结构参数及其钉齿排列方式。对松土钉齿锥盘进行了运动学分析,并采用ADAMS软件进行运动学的仿真优化分析,仿真结果表明:测试点的位移曲线、轨迹曲线、速度曲线、加速度曲线证明了运动学分析及其松土原理的正确性。2.利用Solid Works-Simulation对锥形钉齿盘进行了有限元静力学分析,得出锥形钉齿盘的应力云图,应变云图和变形云图,应力分布更均匀,其应力分布状况较均匀,最大应力24Mpa,小于材料Q235的屈服应力221Mpa,锥形钉齿盘设计满足强度要求。在此基础上,对锥形钉齿盘进行了模拟分析,得出其前6阶模态及其固有频率,外部激振频率范围7.14~35.72Hz远小于所有模态的固有频率,不会由于共振现象的出现损害锥形钉齿盘。3.以锥形钉齿盘的作业速度、弹簧镇压力及钉齿排数为试验因素;钉齿入土深度稳定性、钉齿盘滑移率、土壤坚实度差为试验指标,选用L9(34)正交表,进行三因素三水平的正交试验,对锥形钉齿盘进行试验台试验研究,试验结果表明:作业速度0.5m/s,镇压力1000N,钉齿排数12排时为最优组合,此时锥形钉齿盘的滑移率为5.1%,入土稳定性为94%,土壤坚实度差为30.6N/cm2;锥形钉齿盘基本实现了其设计功能,在垄侧创造了用于松土升温蓄水保墒的孔状结构。
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S222

【参考文献】