壟作中耕淺松除草裝置關鍵部件研究與整機設計.pdf

1、通過查閱國內外中耕淺松機的相關文獻，在現(xiàn)有的淺松裝置研究的基礎上，針對壟作作業(yè)的特點，研究設計了一種旋轉式與鏟式結合的淺松作業(yè)裝置，其中旋轉式工作部件對旋轉鋤進行改進，適應壟形作業(yè)，利用錐形滾筒特性使?jié)L筒大直徑端保證不漏耕，小直徑端靠近作物根系，僅對土壤進行疏松，形成孔狀結構，而不大量擾動土壤，損傷作物根系，以期減少傳統(tǒng)農業(yè)機械的動力消耗，減少傷苗傷根率，針對作業(yè)機具的關鍵部件進行理論分析、計算機仿真和參數(shù)優(yōu)化試驗，并完成整機試制。研究

2、主要內容和結論如下:
　　(1)針對壟作種植模式的特點，實地測量壟形尺寸并繪制壟形尺寸示意圖，以此為依據對淺松裝置的關鍵部件——錐形滾筒進行理論設計，并合理設計淺松鋤齒的滑切曲線、刃寬、刃角及鋤齒在滾筒上的排布。同時，設計淺松裝置主機架，使其能承載錐形滾筒單鉸仿形架、限深裝置、淺松培土鏟仿形架，淺松培土鏟采用四桿仿形，保證培土鏟入土角度始終不變，錐形滾筒為旋轉部件，采用單鉸仿形即可滿足作業(yè)需求，限深裝置內置絲桿，可搖動上部把手調節(jié)

3、限深輪高度以控制淺松裝置入土深度。利用SolidWorks建立淺松裝置3D模型，進而完成壟作中耕淺松裝置的整機設計。對錐形滾筒進行運動學分析，針對鋤齒列出其運動學方程，利用圖解法對錐形滾筒作業(yè)原理進行分析。
　　(2)利用ADAMS對關鍵部件錐形滾筒進行仿真，分別觀察滾筒上三排鋤齒的運動軌跡，同時加入傳統(tǒng)旋轉工作部件作為對比，結果表明錐形滾筒的結構特性給鋤齒增加了一定的主動效果。通過ADAMS后處理程序得出鋤齒速度與加速度曲線及其

4、對比曲線，隨著滾動半徑的減小，鋤齒齒尖的理論速度與加速度呈現(xiàn)增長的態(tài)勢，而我們所設計的錐形滾筒上齒尖的實際速度與加速度呈現(xiàn)減小的趨勢，并且當錐形滾筒上鋤齒所在位置的滾筒半徑大于滾動半徑時，鋤齒尖端的實際速度與加速度大于其理論速度與加速度，當鋤齒所在位置的滾筒半徑小于滾動半徑時，鋤齒尖端的實際速度與加速度小于其理論速度與加速度，且距離滾動半徑越遠的鋤齒其速度、加速度變化越明顯。應用SolidWorks有限元分析模塊，得出錐形滾筒的應力云圖

5、，應變云圖和變形云圖，保證所設計的錐形滾筒強度滿足要求，并對錐形滾筒進行了模態(tài)分析，得出其模態(tài)的固有頻率大于其外部激振頻率，不會引發(fā)共振。
　　(3)確定三種因素前進速度、彈簧壓力、鋤齒環(huán)間距的合理范圍，并選用土壤堅實度差、入土深度穩(wěn)定性評價，分析規(guī)律影響，優(yōu)選最佳作業(yè)參數(shù)，并驗證裝置是否達到中耕淺松的標準。通過極差分析、方差分析和綜合加權法得到影響淺松機作業(yè)性能因素的主次順序依次為作業(yè)速度、彈簧鎮(zhèn)壓力，鋤齒環(huán)間距;最優(yōu)參數(shù)組合: