圆盘式枣园开沟机导流装置的设计与试验
发布时间：2021-03-29 04:22
近年来,新疆依托优势资源,大力发展特色产业和进行农业结构调整,红枣产业得到了快速健康的发展,种植面积、产量和深加工能力大幅提高。在红枣种植过程中,施肥是影响红枣产量和品质的重要因素,为解决目前枣园深施有机肥开沟质量差、土壤回流严重、能耗高的问题,开展枣园深施有机肥导流装置的设计方法和试验研究。本文根据实地调研,在分析新疆红枣种植模式及土壤物理特性的基础上,建立物理模型,理论分析不同刀盘转速、导流曲面的倾斜角度、曲面相对开沟刀距离等参数对土壤抛撒运动轨迹的影响;研究导流装置不同参数与刀盘转速对开沟过程中土壤回流的影响规律。根据枣园土壤特性,设计完成了一种适用于枣园深施有机肥的导流装置,主要由:支架、迎土面、聚土面、运土面和送土面等组成,在导流装置外壳内置类犁体曲面抛土面,当土壤由运土面运移到送土面时以便控制抛撒的距离。在完成导流装置设计与土壤参数标定的基础上,利用离散元仿真软件建立了土壤颗粒模型、土壤—导流装置交互模型,分析了刀盘转速、曲面倾斜角度、曲面相对开沟刀距离等影响因素的组合对土壤回流的影响规律,得出各因素对土壤回流的影响由大到小依次是:刀盘转速>曲面倾斜角度>曲面相...
【文章来源】：石河子大学新疆维吾尔自治区 211工程院校
【文章页数】：53 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
红枣种植模式
圆盘式枣园开沟机导流装置的设计与试验2图1-2开沟情况Fig1-2Ditchingsituation针对上述问题，本文对开沟机核心工作部件—土壤导流装置开展研究，通过建模仿真，开展抛撒土壤导流装置的理论与试验研究，采用不等距方形法外壳和内置曲面的导流罩设计方法，通过建模仿真及现代测试等手段，开展抛撒土壤导流覆肥机构的理论与试验研究，建立相关设计理论与方法，以丰富和补充开沟施肥部件设计理论，对提高果园有机肥深施开沟机构适应性、降低我国农业生产能耗、节省生产资源等具有重要的实用价值。（1）土壤加工规律研究的意义土壤切削、运移是最典型的土壤加工，也是土壤工作部件的基矗土壤切削加工是否符合机具自身的设计，严重影响到作业时机具的功耗大小，并且对机具的使用寿命以及作业质量都是很大的影响因素，因为开展土壤加工规律的研究，分析土壤切削、运移加工机理，既有学术价值，又对指导犁、旋耕、开沟等其他土壤加工装备的作业机理研究具有重要意义。同时对开沟抛撒土壤的高效利用、降低能耗，提高产量，增加农民收入，提高农业的投入产出率和保障南疆果园生产战略安全都有重要意义。（2）导流装置研究的意义目前新疆红枣种植机械所使用的开沟机存在着一个普遍问题，开出来的沟土壤回流严重，部分沟中回流土壤厚度可达15cm，土壤回流现象已严重影响开沟作业质量。影响开沟土壤回流的主要因素之一是导流装置的合理性，但长期以来对土壤在导流装置上的运动规律的研究很少，使得无法设计和选用最合理的导流装置，从而导致开沟效果差。因此，开展分析土壤在导流装置上的运动规律既有学术价值，又可以指导导流装置的设计。对开沟过程中降低功耗，提高开沟质量有重要的作用。（3）研究方法的意义本课题拟采用理论分析、计算机仿真
圆盘式枣园开沟机导流装置的设计与试验5盘式开沟机采用更多的反向切割（从下向上切割），开沟工具运动是单位前进速度Vm和旋转刀盘角速度ω合成运动。开沟工具和更多使用标准旋耕刀。图1-3为IT245型旋耕刀结构，R为刀具的旋转半径，B为工作幅宽。图1-4显示了开沟机的工作原理。反切割刀是从沟内进入土壤，向上切割，刀具侧切出沟壑，正切出沟底，正切刃切割土壤并抛出。图1-3IT245型旋耕刀的结构简图图1-4开沟刀具的工作原理示意图Fig.1-3StructurediagramofIT245rotaryFig.1-4Schematicdiagramoftheworkingtillageknifeprincipleofatrenchingtool朱继平等[31]使用Matlab绘图功能，通过简单的编程，刀具运动模拟仿真。反向旋转切割时开沟刀相邻两个相同半径点的堆叠运动轨迹：反向旋转切割，正向切割刀刃与正常切割点的轨迹（从顶部到底部切削）不同，轨迹图刚好上下对称，刀具路径不同时，通过选择不同的参数，可以直观地分析沟后凸起的高度变化和相邻两刀每转一圈切割宽度。综上，开沟刀具工作时刀盘逆旋切削从沟底入土，向上切削，刀具的侧切刃切出槽壁，正切刃切出槽底，正切面切出土带并抛出。开沟刀逆向旋转切割时，正向切削刃上的轨迹与正常的前进切削（自上而下切削）不同。（2）土壤导流抛撒的研究现状开沟刀具在切削土壤过程中，在刀具的正压力下，土壤被挤压和压实。当土层上的力足以破坏土壤中的摩擦力和内聚力时，刀具土体将土壤分离并投掷出去。刀具切削过程中，不同阶段出土的不同位置，土块单元上的受力不同。刀具正切面的变化如图1-5所示（a）正切平面垂直于地面（正切平面向下）；（b）正切平面垂直于地面（正切平面向下）；（c）切平面与地面之间的角度（切刀向后）；（d）切平面平行于地平面；（正切刃向上）。
本文编号：3106889
【文章来源】：石河子大学新疆维吾尔自治区 211工程院校
【文章页数】：53 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
红枣种植模式
圆盘式枣园开沟机导流装置的设计与试验2图1-2开沟情况Fig1-2Ditchingsituation针对上述问题，本文对开沟机核心工作部件—土壤导流装置开展研究，通过建模仿真，开展抛撒土壤导流装置的理论与试验研究，采用不等距方形法外壳和内置曲面的导流罩设计方法，通过建模仿真及现代测试等手段，开展抛撒土壤导流覆肥机构的理论与试验研究，建立相关设计理论与方法，以丰富和补充开沟施肥部件设计理论，对提高果园有机肥深施开沟机构适应性、降低我国农业生产能耗、节省生产资源等具有重要的实用价值。（1）土壤加工规律研究的意义土壤切削、运移是最典型的土壤加工，也是土壤工作部件的基矗土壤切削加工是否符合机具自身的设计，严重影响到作业时机具的功耗大小，并且对机具的使用寿命以及作业质量都是很大的影响因素，因为开展土壤加工规律的研究，分析土壤切削、运移加工机理，既有学术价值，又对指导犁、旋耕、开沟等其他土壤加工装备的作业机理研究具有重要意义。同时对开沟抛撒土壤的高效利用、降低能耗，提高产量，增加农民收入，提高农业的投入产出率和保障南疆果园生产战略安全都有重要意义。（2）导流装置研究的意义目前新疆红枣种植机械所使用的开沟机存在着一个普遍问题，开出来的沟土壤回流严重，部分沟中回流土壤厚度可达15cm，土壤回流现象已严重影响开沟作业质量。影响开沟土壤回流的主要因素之一是导流装置的合理性，但长期以来对土壤在导流装置上的运动规律的研究很少，使得无法设计和选用最合理的导流装置，从而导致开沟效果差。因此，开展分析土壤在导流装置上的运动规律既有学术价值，又可以指导导流装置的设计。对开沟过程中降低功耗，提高开沟质量有重要的作用。（3）研究方法的意义本课题拟采用理论分析、计算机仿真
圆盘式枣园开沟机导流装置的设计与试验5盘式开沟机采用更多的反向切割（从下向上切割），开沟工具运动是单位前进速度Vm和旋转刀盘角速度ω合成运动。开沟工具和更多使用标准旋耕刀。图1-3为IT245型旋耕刀结构，R为刀具的旋转半径，B为工作幅宽。图1-4显示了开沟机的工作原理。反切割刀是从沟内进入土壤，向上切割，刀具侧切出沟壑，正切出沟底，正切刃切割土壤并抛出。图1-3IT245型旋耕刀的结构简图图1-4开沟刀具的工作原理示意图Fig.1-3StructurediagramofIT245rotaryFig.1-4Schematicdiagramoftheworkingtillageknifeprincipleofatrenchingtool朱继平等[31]使用Matlab绘图功能，通过简单的编程，刀具运动模拟仿真。反向旋转切割时开沟刀相邻两个相同半径点的堆叠运动轨迹：反向旋转切割，正向切割刀刃与正常切割点的轨迹（从顶部到底部切削）不同，轨迹图刚好上下对称，刀具路径不同时，通过选择不同的参数，可以直观地分析沟后凸起的高度变化和相邻两刀每转一圈切割宽度。综上，开沟刀具工作时刀盘逆旋切削从沟底入土，向上切削，刀具的侧切刃切出槽壁，正切刃切出槽底，正切面切出土带并抛出。开沟刀逆向旋转切割时，正向切削刃上的轨迹与正常的前进切削（自上而下切削）不同。（2）土壤导流抛撒的研究现状开沟刀具在切削土壤过程中，在刀具的正压力下，土壤被挤压和压实。当土层上的力足以破坏土壤中的摩擦力和内聚力时，刀具土体将土壤分离并投掷出去。刀具切削过程中，不同阶段出土的不同位置，土块单元上的受力不同。刀具正切面的变化如图1-5所示（a）正切平面垂直于地面（正切平面向下）；（b）正切平面垂直于地面（正切平面向下）；（c）切平面与地面之间的角度（切刀向后）；（d）切平面平行于地平面；（正切刃向上）。
本文编号：3106889
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