新型耕耘機(jī)的前置深松部件研究.pdf

1、土壤深松技術(shù)作為耕作技術(shù)中的重要組成部分，能夠打破因長期使用傳統(tǒng)耕作方式而產(chǎn)生的犁底層，有效改善土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)作物生長。目前，深松機(jī)具大多是與大中型拖拉機(jī)匹配采用后置懸掛進(jìn)行作業(yè)。我國丘陵山區(qū)面積占國土面積的2/3以上，但由于其地形不平坦等因素導(dǎo)致大中型拖拉機(jī)并不適用，因此，在丘陵山區(qū)進(jìn)行深松作業(yè)十分困難。
　　針對這一問題，本文對深松部件前置進(jìn)行了分析研究，使其能夠與新型耕耘機(jī)匹配，在丘陵山區(qū)進(jìn)行深松作業(yè)，本文主要包括以下研究內(nèi)

2、容：
　?。?）前置深松部件的研究
　　選擇間隔深松作業(yè)方式，并分析深松機(jī)具的作業(yè)要求，確定耕幅為1.2m，深松深度為40cm，配置兩把深松鏟，鏟間間距為60cm。通過對三種常見深松機(jī)型的比較，選擇以自激振動型深松機(jī)為本文深松機(jī)型。分析深松鏟后置懸掛時(shí)其提升和入土的運(yùn)動軌跡，設(shè)計(jì)具有相同運(yùn)動軌跡的平行四桿前懸掛機(jī)構(gòu)，確定前懸掛機(jī)構(gòu)各桿件的尺寸。根據(jù)自激振動原理，設(shè)計(jì)自激振動機(jī)構(gòu)。結(jié)合機(jī)架安裝尺寸和深松作業(yè)要求，設(shè)計(jì)相對應(yīng)的深

3、松鏟。最后通過 UG建立前懸掛機(jī)架、自激振動機(jī)構(gòu)和深松鏟的三維模型并進(jìn)行裝配，完成前置深松部件的初步設(shè)計(jì)。
　?。?）深松部件前置懸掛作業(yè)的理論分析
　　對深松鏟和機(jī)架在作業(yè)時(shí)的受力進(jìn)行理論分析。根據(jù)懸掛的設(shè)計(jì)要求和校核準(zhǔn)則，對深松鏟的入土性能、耕深穩(wěn)定性和縱向穩(wěn)定性進(jìn)行分析，結(jié)果表明，本文所設(shè)計(jì)的前置懸掛作業(yè)部件均滿足上述要求。通過試驗(yàn)和計(jì)算得出深松部件前置懸掛使得耕耘機(jī)的重心前移了118.23mm，通過前后分組懸掛可使耕

4、耘機(jī)獲得更大的壓力中心位移允許值。通過對深松旋耕聯(lián)合作業(yè)時(shí)整機(jī)的受力分析得知，深松部件前置懸掛作業(yè)可以增大拖拉機(jī)的附著力，從而提高其切線驅(qū)動力，進(jìn)一步提高牽引力、牽引功率和牽引效率。通過理論分析驗(yàn)證了前置深松部件設(shè)計(jì)的合理性，并為后續(xù)的數(shù)值模擬研究和靜態(tài)分析奠定基礎(chǔ)。
　　（3）深松作業(yè)過程的數(shù)值模擬研究
　　取西南大學(xué)農(nóng)場旱田土壤為樣本，測得土壤的基本參數(shù)。基于光滑粒子流體動力學(xué)（SPH）構(gòu)建出深松鏟深松土壤的理想模型。利

5、用 ANSYS/LS-DYNA和 LS-PREPOST對該模型進(jìn)行數(shù)值模擬研究，得到深松作業(yè)時(shí)土壤施加在深松鏟上的最大阻力為2560N，平均功耗為13kW，表層土壤擾動較小。通過數(shù)值模擬研究，能夠初步估算作業(yè)效果和深松所需功耗，并為前置懸掛機(jī)架的靜態(tài)分析奠定基礎(chǔ)。
　　（4）前置懸掛機(jī)架的靜態(tài)分析
　　利用數(shù)值模擬分析中得到的深松阻力求出前置懸掛機(jī)架的受力。利用Workbench對前置懸掛機(jī)架進(jìn)行靜力學(xué)分析和模態(tài)分析，得到前