水旱兩用秸稈還田機(jī)螺旋橫刀的改進(jìn)設(shè)計(jì)與試驗(yàn).pdf

1、隨著作物秸稈總量增加，農(nóng)民采取燃燒多余秸稈、隨意堆放等不良措施，破壞環(huán)境安全。秸稈還田既能解決焚燒難題，又能降低化肥施用量，改善土質(zhì)。為了搶農(nóng)時(shí)，前茬作物機(jī)收后殘茬高達(dá)300~600mm。課題組針對(duì)高茬作物，研制了1GMC-70型船式旋耕埋草機(jī)和水旱兩用型秸稈還田旋耕機(jī)，兩者對(duì)秸稈埋覆效果明顯。多次田間試驗(yàn)與理論分析發(fā)現(xiàn)：這兩種耕整機(jī)作業(yè)時(shí)，螺旋橫刀負(fù)擔(dān)大多數(shù)作業(yè)功能，易受損，壽命有待提高；在螺旋橫刀切削過(guò)程中，切土角度小，功耗大，導(dǎo)致

2、整機(jī)作業(yè)效率偏低。本課題結(jié)合現(xiàn)有的旋耕埋草技術(shù)與設(shè)備，以螺旋橫刀為主要對(duì)象開(kāi)展研究，主要包括以下幾個(gè)方面：
　　（1）介紹原組合刀輥的橫刀、彎刀、旋耕刀的相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)、排布原則和功能。分析水旱兩用型秸稈還田旋耕機(jī)功率消耗的影響因素，主要包括：刀輥轉(zhuǎn)速和機(jī)組前進(jìn)速度、切土節(jié)距、橫刀滑切角、旋耕刀排列等。水旱兩用型秸稈還田旋耕機(jī)田間試驗(yàn)時(shí)，前進(jìn)速度為0.4m/s~0.5m/s，刀輥轉(zhuǎn)速為430r/min，刀輥回轉(zhuǎn)半徑R=245mm，改

3、進(jìn)后螺旋橫刀刃口回轉(zhuǎn)半徑R3為203mm，耕深H范圍150~250mm，同一回轉(zhuǎn)面橫刀的數(shù)量z為3，通過(guò)計(jì)算，λ的取值范圍為2.19~3.51，螺旋橫刀切土節(jié)距S為2.79cm~3.72cm。
　?。?）傳統(tǒng)刀輥、螺旋刀輥、原組合刀輥在水田旱耕、旱地進(jìn)行性能對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)表明，三種刀輥的作業(yè)質(zhì)量均滿足國(guó)標(biāo)要求，原組合刀輥?zhàn)鳂I(yè)效果最佳。在水田旱耕作業(yè)時(shí)，平均耕深為20.8cm，耕深穩(wěn)定性為92.3％，植被埋覆率為94.30%，功耗為

4、27.6kw；旱地作業(yè)時(shí)，平均耕深為20.3cm，耕深穩(wěn)定性為90.6%，植被埋覆率為96.50%，耕后地表平整度為1.2cm。橫刀、彎刀剛度強(qiáng)度不夠，作業(yè)時(shí)易受損。結(jié)合功耗影響因素，提出了改進(jìn)方案：改變螺旋橫刀切土角，分別以25°、35°、45°、50°進(jìn)行性能對(duì)比試驗(yàn)，以此得出優(yōu)化的螺旋橫刀結(jié)構(gòu)參數(shù)。
　?。?）提高螺旋橫刀、彎刀的強(qiáng)度剛度。原組合刀輥的橫刀刃口是螺旋線，螺旋線參數(shù)保持不變，橫刀坯料厚度為15mm，刃口寬3mm

5、；根據(jù)彎刀的設(shè)計(jì)要求，其改進(jìn)后的最大旋轉(zhuǎn)半徑R4確定為241mm，厚度為10mm，寬度為30mm；刀軸上的中間刀盤(pán)換成刀座，提高其通用性，降低成本。
　?。?）橫刀模具及橫刀的加工制造與裝配。橫刀模具的設(shè)計(jì)與加工，根據(jù)橫刀4個(gè)不同切土角（25°、35°、45°、50°）計(jì)算參數(shù)，采用四軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床在圓柱坯料上加工出4個(gè)相對(duì)應(yīng)的螺旋槽，分為左右兩個(gè)旋向。橫刀以橫刀模具為依托采用自由鍛方式制造，并焊接在彎刀上。
　?。?）以功