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1、
果園秸稈覆蓋機(jī)拋撒式覆土裝置設(shè)計與試驗(yàn)
旱區(qū)果園秸稈分層覆蓋技術(shù)具有土壤增碳、 減蒸保墑、抑制雜草、減少土壤侵蝕等諸多優(yōu)勢 , 研制適用于該技術(shù)的作業(yè)裝備是實(shí)現(xiàn)果園秸稈分層覆蓋機(jī)械化和農(nóng)業(yè)廢棄物高效利用的關(guān)鍵 , 也是改良旱區(qū)果園土壤和發(fā)展生態(tài)果園、 有機(jī)果業(yè)的重要途經(jīng)。 本文結(jié)合矮化密植栽培技術(shù)、秸稈分層覆蓋工藝和農(nóng)藝等方面的要求 , 對項(xiàng)目組前期研制的果園秸稈覆蓋機(jī)覆土裝置進(jìn)行研究和分析 , 基于結(jié)構(gòu)簡化和提高作業(yè)質(zhì)量的目標(biāo) , 提出了一種拋撒式覆土方案 , 對覆土裝置進(jìn)行重新設(shè)
計; 基于離散單元法對覆土裝置的核心作業(yè)部件拋土輪進(jìn)行仿真分析 , 確
2、定了拋土輪的結(jié)構(gòu)并優(yōu)化作業(yè)參數(shù) ; 設(shè)計并試制臺架試驗(yàn)裝置 , 對拋土輪進(jìn)行實(shí)地試驗(yàn) , 驗(yàn)證了仿真結(jié)果并為覆土裝置樣機(jī)的研制提供
依據(jù) ; 完成了覆土裝置的研制 , 對覆土裝置的覆蓋質(zhì)量和功耗進(jìn)行了
試驗(yàn)研究 , 完全滿足果園秸稈覆蓋機(jī)覆土要求。 主要研究結(jié)論如下 :(1) 研究了矮化果園秸稈覆蓋機(jī)應(yīng)滿足的農(nóng)藝要求和機(jī)具要求 , 提出了一種雙側(cè)拋撒式覆土裝置 , 適用于果園秸稈 - 薄土分層覆蓋中的覆土作
業(yè) ; 對裝置的核心部件拋土輪提出了曲面葉片式、葉片刀式、旋耕刀
式拋土輪三種方案 , 通過對拋土輪進(jìn)行理論分析得知 , 拋土輪采用底部拋土作業(yè)方
3、式、拋土輪直徑 D=400mm、拋土輪葉片數(shù)量為 6 時, 滿足薄土層覆蓋的作業(yè)需求。 (2) 對覆土裝置的核心部件拋土輪進(jìn)行仿真分析 , 結(jié)果表明 , 拋土輪葉片寬度為 10cm、葉片扭轉(zhuǎn)角為 0、葉片切角為 20時 , 薄土層覆蓋效果較好 ; 拋土輪轉(zhuǎn)速、入土深度和拋土角為影響顯著的因素 , 拋土輪轉(zhuǎn)速對覆蓋寬度影響最為顯著 , 入土深
度對覆蓋厚度影響最為顯著 ; 在穩(wěn)定作業(yè)階段 , 薄土層覆蓋寬度均勻
性為 100%,漏蓋率為 0, 最大覆蓋寬度為 241.2cm, 覆蓋厚度為
22.0~42.0mm可調(diào)。 (3) 提出了導(dǎo)軌滾輪式和滑槽導(dǎo)
4、軌懸掛式兩種方案拋土臺架試驗(yàn)裝置 , 確定滑槽導(dǎo)軌懸掛式為臺架試驗(yàn)裝置方案 ; 研制臺架試驗(yàn)裝置并實(shí)地進(jìn)行拋土輪臺架試驗(yàn) , 結(jié)果表明 , 臺架試驗(yàn)的拋土規(guī)律與離散元試驗(yàn)的拋土規(guī)律一致 , 最大覆蓋寬度為 251.3cm, 覆蓋厚度為 23.2~40.7mm可調(diào) , 符合作業(yè)要求 ; 建立覆蓋寬度和厚度與拋土輪轉(zhuǎn)速、入土深度、拋土角之間的二次回歸模型 , 其決定系數(shù)分別為 0.9753 和 0.9682 。(4) 根據(jù)離散元仿真分析和臺架試驗(yàn)結(jié)果優(yōu)化樣機(jī)結(jié)構(gòu) , 完成了拋撒式覆土裝置的研制及安裝調(diào)試。兩側(cè)拋土輪一前一后錯位布置 , 液壓伸縮式調(diào)節(jié)拋土機(jī)構(gòu)作業(yè)幅寬 , 覆蓋寬度限制為 1.4~2
5、.2m 任意可調(diào) ; 采用 BMR100液壓馬達(dá)與拋土輪直連的方式 , 提高了傳動效率 ; 在拋土輪葉片的迎土端加裝了切土刀 , 提高了覆土裝置的作業(yè)性能和覆蓋質(zhì)量 , 降低了裝置的作業(yè)能耗。 (5) 對覆土裝置進(jìn)行覆蓋試驗(yàn) , 結(jié)果表明 , 寬度均勻性為 100%,厚度均勻性大于 94.6%, 厚度準(zhǔn)確性大于 94.9%, 漏蓋率為 0, 覆蓋厚度為 23.2~40.7mm可調(diào) , 與離散元仿真分析和臺架試驗(yàn)結(jié)果基本一致 ; 建立厚度與拋土輪轉(zhuǎn)速、入土深度、拋土角之間的二次回歸模型 , 其決定系數(shù)為 0.9757; 厚度模型計算值與實(shí)測值之間的決定系數(shù)為 0.9569, 在覆土裝置覆蓋作業(yè)
中 , 通過調(diào)節(jié)拋土輪轉(zhuǎn)速、入土深度和拋土角可獲得生產(chǎn)實(shí)際所需的薄土層覆蓋厚度。 (6) 對覆土裝置進(jìn)行功耗試驗(yàn) , 結(jié)果表明 , 加裝切土刀可以有效的提高拋土輪的切土性能 , 減少作業(yè)過程中的阻力矩 , 降
低了作業(yè)功耗 ; 單側(cè)拋土機(jī)構(gòu)作業(yè)過程中所需要的均值扭矩為
42.21~91.28N m,均值功率為 1.05~2.33kW; 試驗(yàn)過程中峰值扭矩為
160.74Nm,峰值功率為 4.18kW,峰值扭矩和峰值功率受地況影響的
隨機(jī)性因素太多 , 峰值數(shù)據(jù)僅供參考。
果園秸稈覆蓋機(jī)拋撒式覆土裝置設(shè)計與試驗(yàn)
