蔬菜聯(lián)合精整地機(jī)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究.pdf

1、我國是世界上最大的蔬菜生產(chǎn)國與消費(fèi)國，2013年蔬菜播種面積及產(chǎn)量分別約占到世界的40％和50％。但我國蔬菜生產(chǎn)效率低、用工量大、人工成本高等弊端對(duì)蔬菜行業(yè)發(fā)展的制約作用越來越明顯，蔬菜對(duì)機(jī)械化的需求變得日益急迫，生產(chǎn)全程機(jī)械化將成為蔬菜行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。而在蔬菜生產(chǎn)全程機(jī)械化進(jìn)程中，土壤整地機(jī)械占有重要地位。
　　土地平整是保證蔬菜生長(zhǎng)一致的先決條件，是后續(xù)移栽、收獲等環(huán)節(jié)機(jī)械化作業(yè)質(zhì)量的前提保證，整地質(zhì)量的好壞直接影響到蔬菜的產(chǎn)

2、量。國內(nèi)目前缺乏專門用于蔬菜整地的機(jī)具，而現(xiàn)有的整地機(jī)具作業(yè)效果達(dá)不到蔬菜種植的農(nóng)藝要求，存在土壤細(xì)碎度差、壟面平整度低、耕深不穩(wěn)定以及刀輥粘土現(xiàn)象嚴(yán)重等問題。為解決上述問題，本文研究一種專門用于蔬菜整地的聯(lián)合整地機(jī)具，與現(xiàn)有整地機(jī)型相比，土壤的細(xì)碎程度和地表的平整度得到有效改善，作業(yè)質(zhì)量和作業(yè)效率得到提升，達(dá)到蔬菜精耕細(xì)作的要求。主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)部分:
　　(1)蔬菜聯(lián)合精整地機(jī)整機(jī)的設(shè)計(jì)。借鑒現(xiàn)有聯(lián)合整地機(jī)具設(shè)計(jì)理念，根據(jù)

3、蔬菜種植模式，基于農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝結(jié)合的思想，確定整機(jī)采用深層旋耕—表層碎土—壟面鎮(zhèn)壓的復(fù)式聯(lián)合結(jié)構(gòu)，采用雙刀軸聯(lián)合作業(yè)，前置旋耕刀軸與后置碎土輥刀軸相向運(yùn)動(dòng)的原理。確定整機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)與性能參數(shù)，同時(shí)計(jì)算分析得出系統(tǒng)的傳動(dòng)方案，并進(jìn)行傳動(dòng)齒輪的選型。
　　(2)蔬菜聯(lián)合精整地機(jī)關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)。確定旋耕部件、碎土輥部件及鎮(zhèn)壓部件的主要結(jié)構(gòu)形式，分析得出影響三大部件作業(yè)性能的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)。確定旋耕刀刀盤間距，旋耕刀的排列及刀軸參數(shù)，鎮(zhèn)壓輥直

4、徑與鎮(zhèn)壓輥端盤參數(shù)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)一種弧形碎土刀齒和兩種不同結(jié)構(gòu)的碎土輥，重點(diǎn)分析計(jì)算密布型碎土輥的工作參數(shù)。
　　(3)機(jī)架在不同工況下力學(xué)性能研究。利用有限元分析方法，采用Pro/E軟件和ANSYSWorkbench軟件，對(duì)機(jī)架在兩種工況下作業(yè)時(shí)的力學(xué)性能進(jìn)行分析，得出機(jī)架所受的最大應(yīng)力及最大變形量，仿真結(jié)果表明機(jī)架材料性能未得到充分發(fā)揮。從而對(duì)機(jī)架牽引板及前后杠管材的厚度進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化后得出機(jī)架最大應(yīng)力略低于材料許用應(yīng)力，剛度也變

5、化很小，表明優(yōu)化效果顯著，機(jī)架材料使用量得到有效減少。
　　(4)蔬菜聯(lián)合精整地機(jī)作業(yè)性能試驗(yàn)研究。以碎土率和土壤平整度為響應(yīng)指標(biāo)，牽引速度、碎土輥轉(zhuǎn)速和土壤含水率為試驗(yàn)因素開展試驗(yàn)研究。借助SAS統(tǒng)計(jì)分析軟件，運(yùn)用單因素方差分析法探究牽引速度、碎土輥轉(zhuǎn)速和土壤含水率對(duì)機(jī)具的碎土及土壤平整效果的影響規(guī)律;采用多因素方差分析法探究各因素對(duì)響應(yīng)指標(biāo)顯著性影響的主次順序;運(yùn)用二次響應(yīng)面分析法擬合出試驗(yàn)因素與響應(yīng)目標(biāo)之間的回歸模型。通過M