双轴式旋耕灭茬播种机的灭茬刀辊优化设计与试验研究
发布时间：2021-07-15 20:47
随着农业机械及自动化的不断推广,联合作业已成为农业的发展趋势,本文根据江淮地区耕作特点和保护性耕作的要求,优化设计了双轴式旋耕灭茬播种机的灭茬刀辊,更好地使田间遗留下的根茬秸秆粉碎还田,提高机具的粉碎效率和工作性能,既方便后续的耕作播种又使秸秆根茬还田变为土壤养分,促进农业生态的可持续发展。针对整机工作时碎茬和碎土质量不好、能耗较大、刀具寿命较短等现状,本文主要优化设计了灭茬刀辊,根据工作机理对灭茬刀辊的运动参数进行分析,并对构成刀辊的刀具、刀盘、刀轴以及刀具排列方式进行设计研究;结合实际作业情况,进行有限元和离散元的仿真试验,对比刀辊优化前后的物理性能和作业效果;在田间进行了旋耕、碎茬性能试验,并通过正交试验分析实验数据。本文的设计研究主要有以下几点:（1）将L型曲线与阿基米德螺旋曲线组合成刀具刃口曲线,并增加了刀具前倾角,提高刀具的碎茬能力和刀具寿命;根据作业机理设计刀盘和刀轴的基本尺寸,刀具通过螺栓连接安装在刀盘上并以多头螺旋线形式排列,组成灭茬刀辊系统。（2）利用ANSYS Workbench软件分析刀辊优化前后的应力、应变情况,其中刀具优化后所受最大等效应力明显减小,刀辊整体...
【文章来源】：安徽农业大学安徽省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1-1双轴式旋耕灭茬播种机工作图
图 1-2 秸秆处理方式Fig.1-2The straw treatment玉米秸秆生长于耕地上方，粉碎机理相较简单且粉碎机械技术相对比较成熟。玉米根茬由于在地表以下，比生长在地表以上的玉米秸秆更加难去处理，如果放任根茬留在田间腐烂，需要的时间很长，会影响下一步的农艺，因此需要利用机械化作业进行灭茬[14]，将玉米秸秆根茬粉碎还田后，利用田间的微生物对其进行分解，可以增加土壤的有机成分使土壤更加肥沃，促进农业田间生态达到平衡且可持续发展[15-18]。因此对玉米秸秆根茬进行还田处理，机具必须对秸秆有很好的切断效果[19-23]。灭茬刀辊的作业质量影响整机的作业最终效果，根茬秸秆还田对农艺有着巨大影响，从而对农业的可持续发展和生态保护有着积极的意义[24]:（1）将玉米根茬秸秆粉碎还田，可以避免农民在收获玉米后将秸秆就地燃烧，减少了环境污染和雾霾天气的发生，对农业环境和生态环境起到了积极的影响。（2）秸秆根茬中含有丰富的有机元素可以利用[25]，根茬还田后，土壤中氮、
图 1-3 玉米秸秆根茬还田Fig. 1-3Return of corn straw stubble to field研究现状及发展趋势关研究现状九十年代开始，国内就对联合作业机具进行相关研究，机功能的联合作业机具发展，单轴旋耕机具发展成双轴旋机由小马力发展成大马力拖拉机[31-35]。关于联合作业机具耕机和播种机两种机具结合在一起，具有两种作业功能，率，减少机具对土壤的多次耕作，达到减少作业功耗和免国的农业机械化的迅速发展[36-40]，经过不断地改进和功能多种作业需求，主要包括旋耕、灭茬、播种、施肥、覆土用于多种农作物的田间作业[41-45]。灭茬机:如大华宝来 1GH 系列垄作灭茬机，此机具主要针业，通过三点悬挂装置配合在拖拉机后面，它主要是通过
【参考文献】：
期刊论文
[1]V-L型秸秆粉碎还田刀片设计与试验[J]. 贾洪雷,姜鑫铭,郭明卓,刘晓亮,王立春. 农业工程学报. 2015(01)
[2]对江淮地区小麦秸秆机械化还田的思考[J]. 徐长斌. 农机科技推广. 2014(11)
[3]1G―2500BF秸秆还田双轴旋耕施肥播种机设计与试验[J]. 陶德清,刘伟,张瑞宏,李祥,缪宏,季亚楠. 中国农机化学报. 2014(06)
[4]玉米根茬机械化处理技术研究现状与发展趋势[J]. 武涛,马旭,陈建威,魏恺雄. 农机化研究. 2014(09)
[5]国产拖拉机振动系统固有频率研究[J]. 徐刚,朱思洪,聂信天,贺亮,李科. 振动与冲击. 2014(15)
[6]圆盘剪刀轴有限元分析及优化设计[J]. 俞科斌,李郝林,陈吉勇. 上海理工大学学报. 2014(01)
[7]双辊秸秆还田旋耕机试验[J]. 李永磊,宋建农,康小军,董向前,姜洪喆,彭维钦. 农业机械学报. 2013(06)
[8]基于NX NASTRAN的旋耕刀轴结构与疲劳分析[J]. 王洪亮,张瑞宏,王明友,朱河霖,刘伟,李祥,季亚楠,陶德清. 中国农机化学报. 2013(03)
[9]基于TRIZ理论的玉米根茬收获系统设计[J]. 权龙哲,曾百功,马云海,佟金,陈东辉. 农业工程学报. 2012(23)
[10]基于县域的三大粮食作物生产优势的空间特征分析[J]. 徐志宇,宋振伟,陈武梅,邓艾兴,陈阜,张卫建. 中国农业大学学报. 2012(05)
博士论文
[1]旋耕—碎茬仿生刀片[D]. 汲文峰.吉林大学 2010
[2]灭茬刀辊仿生减阻研究[D]. 文立阁.吉林大学 2009
[3]玉米免耕播种机切茬挖茬装置研究[D]. 蒋金琳.中国农业大学 2004
硕士论文
[1]双齿辊破碎机选型设计与离散元仿真研究[D]. 冉翌正.吉林大学 2016
[2]水田筑埂机构的机理分析与设计[D]. 赵艺.东北农业大学 2015
[3]微耕机刀辊切土动力学建模及仿真[D]. 彭彬.西南大学 2014
[4]玉米秸秆力学特性试验研究[D]. 高欣.华中农业大学 2013
[5]安徽省农作物秸秆养分资源及农业利用方式的调查[D]. 王晓斌.安徽农业大学 2013
[6]玉米根茬粉碎还田机械刀具系统设计与研究[D]. 牛明.东北林业大学 2013
[7]秸秆粉碎还田机新型刀片的设计与试验[D]. 刘晓亮.吉林大学 2012
[8]1GZL-140（2）耕整联合作业机的研究[D]. 谭宏杰.吉林大学 2009
[9]秸秆—根茬粉碎还田联合作业机的研究[D]. 李春胜.吉林大学 2009
[10]仿生智能整地机通用刀辊设计与试验研究[D]. 韩伟峰.吉林大学 2008
本文编号：3286438
【文章来源】：安徽农业大学安徽省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1-1双轴式旋耕灭茬播种机工作图
图 1-2 秸秆处理方式Fig.1-2The straw treatment玉米秸秆生长于耕地上方，粉碎机理相较简单且粉碎机械技术相对比较成熟。玉米根茬由于在地表以下，比生长在地表以上的玉米秸秆更加难去处理，如果放任根茬留在田间腐烂，需要的时间很长，会影响下一步的农艺，因此需要利用机械化作业进行灭茬[14]，将玉米秸秆根茬粉碎还田后，利用田间的微生物对其进行分解，可以增加土壤的有机成分使土壤更加肥沃，促进农业田间生态达到平衡且可持续发展[15-18]。因此对玉米秸秆根茬进行还田处理，机具必须对秸秆有很好的切断效果[19-23]。灭茬刀辊的作业质量影响整机的作业最终效果，根茬秸秆还田对农艺有着巨大影响，从而对农业的可持续发展和生态保护有着积极的意义[24]:（1）将玉米根茬秸秆粉碎还田，可以避免农民在收获玉米后将秸秆就地燃烧，减少了环境污染和雾霾天气的发生，对农业环境和生态环境起到了积极的影响。（2）秸秆根茬中含有丰富的有机元素可以利用[25]，根茬还田后，土壤中氮、
图 1-3 玉米秸秆根茬还田Fig. 1-3Return of corn straw stubble to field研究现状及发展趋势关研究现状九十年代开始，国内就对联合作业机具进行相关研究，机功能的联合作业机具发展，单轴旋耕机具发展成双轴旋机由小马力发展成大马力拖拉机[31-35]。关于联合作业机具耕机和播种机两种机具结合在一起，具有两种作业功能，率，减少机具对土壤的多次耕作，达到减少作业功耗和免国的农业机械化的迅速发展[36-40]，经过不断地改进和功能多种作业需求，主要包括旋耕、灭茬、播种、施肥、覆土用于多种农作物的田间作业[41-45]。灭茬机:如大华宝来 1GH 系列垄作灭茬机，此机具主要针业，通过三点悬挂装置配合在拖拉机后面，它主要是通过
【参考文献】：
期刊论文
[1]V-L型秸秆粉碎还田刀片设计与试验[J]. 贾洪雷,姜鑫铭,郭明卓,刘晓亮,王立春. 农业工程学报. 2015(01)
[2]对江淮地区小麦秸秆机械化还田的思考[J]. 徐长斌. 农机科技推广. 2014(11)
[3]1G―2500BF秸秆还田双轴旋耕施肥播种机设计与试验[J]. 陶德清,刘伟,张瑞宏,李祥,缪宏,季亚楠. 中国农机化学报. 2014(06)
[4]玉米根茬机械化处理技术研究现状与发展趋势[J]. 武涛,马旭,陈建威,魏恺雄. 农机化研究. 2014(09)
[5]国产拖拉机振动系统固有频率研究[J]. 徐刚,朱思洪,聂信天,贺亮,李科. 振动与冲击. 2014(15)
[6]圆盘剪刀轴有限元分析及优化设计[J]. 俞科斌,李郝林,陈吉勇. 上海理工大学学报. 2014(01)
[7]双辊秸秆还田旋耕机试验[J]. 李永磊,宋建农,康小军,董向前,姜洪喆,彭维钦. 农业机械学报. 2013(06)
[8]基于NX NASTRAN的旋耕刀轴结构与疲劳分析[J]. 王洪亮,张瑞宏,王明友,朱河霖,刘伟,李祥,季亚楠,陶德清. 中国农机化学报. 2013(03)
[9]基于TRIZ理论的玉米根茬收获系统设计[J]. 权龙哲,曾百功,马云海,佟金,陈东辉. 农业工程学报. 2012(23)
[10]基于县域的三大粮食作物生产优势的空间特征分析[J]. 徐志宇,宋振伟,陈武梅,邓艾兴,陈阜,张卫建. 中国农业大学学报. 2012(05)
博士论文
[1]旋耕—碎茬仿生刀片[D]. 汲文峰.吉林大学 2010
[2]灭茬刀辊仿生减阻研究[D]. 文立阁.吉林大学 2009
[3]玉米免耕播种机切茬挖茬装置研究[D]. 蒋金琳.中国农业大学 2004
硕士论文
[1]双齿辊破碎机选型设计与离散元仿真研究[D]. 冉翌正.吉林大学 2016
[2]水田筑埂机构的机理分析与设计[D]. 赵艺.东北农业大学 2015
[3]微耕机刀辊切土动力学建模及仿真[D]. 彭彬.西南大学 2014
[4]玉米秸秆力学特性试验研究[D]. 高欣.华中农业大学 2013
[5]安徽省农作物秸秆养分资源及农业利用方式的调查[D]. 王晓斌.安徽农业大学 2013
[6]玉米根茬粉碎还田机械刀具系统设计与研究[D]. 牛明.东北林业大学 2013
[7]秸秆粉碎还田机新型刀片的设计与试验[D]. 刘晓亮.吉林大学 2012
[8]1GZL-140（2）耕整联合作业机的研究[D]. 谭宏杰.吉林大学 2009
[9]秸秆—根茬粉碎还田联合作业机的研究[D]. 李春胜.吉林大学 2009
[10]仿生智能整地机通用刀辊设计与试验研究[D]. 韩伟峰.吉林大学 2008
本文编号：3286438
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