反旋深松联合作业耕整机设计与试验-农业机械学报.PDF

２０１７年 ８月 农 业 机 械 学 报 第 ４８卷 第 ８期 ｄｏｉ：１０．６０４１／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１２９８．２０１７．０８．００６ 反旋深松联合作业耕整机设计与试验 郑　侃　何　进　李洪文　赵宏波　胡宏男　刘文政 （中国农业大学工学院，北京 １０００８３） 摘要：针对现有深松旋耕联合作业机多为深松部件在前、旋耕部件在后的组合结构，较少考虑各工作部件作业时之 间的相互影响，本文基于深松部件、旋耕部件作业之间的交互作用，设计一种用于深耕的反旋深松联合作业耕整 机，通过旋耕、深松、镇压多工序实现表层土壤细碎、秸秆埋覆，深层土壤疏松目的。整机以提高作业质量、减少作 业阻力为设计目标，运用离散元仿真与正交试验、有限元仿真结合进行整机参数优化。离散元仿真结果表明：机具 作业速度ｖ为 １８ｋｍ／ｈ、刀轴转速ｎ为３５０ｒ／ｍｉｎ、旋耕刀类型Ｘ为ＩＩＴ１９５弯刀时，机具作业壅土量为５２８３个土壤 ｍ 颗粒，植被覆盖率为９８３７％，此时综合作业质量较优；有限元仿真结果验证了深松铲设计强度满足作业要求。以 较优参数组合为基础的田间试验结果表明：反旋深松联合作业耕整机旋耕深度、深松深度、地表平整度、土壤膨松 度分别为 １８２８ｍｍ、３８８４ｍｍ、１８３ｍｍ、１７２２％；旋耕深度稳定性、深松深度稳定性、植被覆盖率均在 ９０％以上， 完全满足深层土壤整地需求；与深松旋耕联合整地机相比，反旋深松联合作业耕整机在不影响作业效果前提下，提 高了耕深稳定性、植被覆盖率，同时使牵引阻力降低了１６２１％，作业稳定性、可靠性较好。 关键词：深松；旋耕；联合作业；离散元法 中图分类号：Ｓ２２２４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００１２９８（２０１７）０８００６１１１ ＤｅｓｉｇｎａｎｄＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｆＣｏｍｂｉｎｅｄＴｉｌｌａｇｅＩｍｐｌｅｍｅｎｔｏｆＲｅｖｅｒｓｅｒｏｔａｒｙ ａｎｄＳｕｂｓｏｉｌｉｎｇ ＺＨＥＮＧＫａｎ　ＨＥＪｉｎ　ＬＩＨｏｎｇｗｅｎ　ＺＨＡＯＨｏｎｇｂｏ　ＨＵＨｏｎｇｎａｎ　ＬＩＵＷｅｎｚｈｅｎｇ （ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｍｏｓｔｏｆｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔｃｏｍｂｉｎｅｄｍａｃｈｉｎｅｓｏｆｒｏｔａｒｙａｎｄｓｕｂｓｏｉｌｉｎｇｕｓｕａｌｌｙｐｌａｃｅ ｓｕｂｓｏｉｌｉｎｇｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｉｎｆｒｏｎｔｏｆｒｏｔａｒｙｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ，ｗｉｔｈｏｕｔｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓｅｔｗｏ ｗｏｒｋｉｎｇｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ，ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｓｕｂｓｏｉｌｉｎｇａｎｄｒｏｔａｒｙｔｉｌｌａｇｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ，ａ ｃｏｍｂｉｎｅｄｔｉｌｌａｇｅｉｍｐｌｅｍｅｎｔｏｆｒｅｖｅｒｓｅｒｏｔａｒｙａｎｄｓｕｂｓｏｉｌｉｎｇｆｏｒｄｅｅｐｐｌｏｕｇｈｉｎｇｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｉｍｅｄａｔｄｅｅｐｅｎｉｎｇｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｄｅｐｔｈ，ｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄｒｅｄｕｃｉｎｇｔｉｌｌａｇｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｗｉｔｈｆｏｃｕｓｏｎｔｈｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｒｏｔａｒｙｔｉｌｌａｇｅａｎｄ ｓｕｂｓｏｉｌｉｎｇｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ．Ｗｈｏｌｅｉｍｐｌｅｍｅｎｔｐａｒａｍｅｔｅｒｗａｓｏｐｔｉｍｉｚｅｄｂｙｄｉｓｃｒｅｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ（ＤＥＭ）， ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｎｄｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓ（ＦＥＭ）ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ａｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｉｎｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆ ｓｉｍｕｌａｔｅｄｏｒｔｈｏｇｏ