【摘要】：耕整地是秋收后或播種前最基本的作業(yè)。主要是通過翻壓或者旋耕將表層板結(jié)的土壤、地表的雜草、殘留的秸稈、殘茬進行粉碎后埋到播種層以下,疏松粉碎板結(jié)的土壤,起到改良土壤耕層結(jié)構(gòu)屬性的目的,使作物更好的吸收播種層土壤的養(yǎng)分,促進農(nóng)作物的生長發(fā)育。目前,合作社的種植模式已經(jīng)得到了廣泛的推廣,玉米的播種和收獲也已經(jīng)普遍實現(xiàn)了全程機械化�，F(xiàn)有的玉米收獲機械會在機器后部或中部安裝秸稈還田機對玉米秸稈進行粗略的粉碎,但其實秸稈還田機的作用并不能對玉米秸稈進行完全粉碎,這樣未經(jīng)完全粉碎的秸稈鋪在土壤表面,然后在收獲后或者播種前,會使用旋耕裝置對土地進行耕整作業(yè),但旋耕后仍然會有許多秸稈裸露在地表,同時部分秸稈被被旋耕裝置旋埋在播種層,在進行機械化播種時,若將種子播種在被旋進土壤播種層的秸稈上,會嚴重影響并降低作物的出苗率。論文結(jié)合東北作業(yè)區(qū)的實際情況及旋耕裝置試驗,針對現(xiàn)有旋耕裝置對秸稈和根茬粉碎率低、旋耕深度小的缺點,優(yōu)化設(shè)計了旋耕裝置的旋耕部件。并進行了田間性能試驗,驗證了改進方案的可行性,并確定了旋耕裝置作業(yè)的最優(yōu)參數(shù)組合。通過查閱文獻和實地考察,針對現(xiàn)有旋耕裝置的弊端,確定了旋耕裝置的優(yōu)化設(shè)計方案。對旋耕裝置整體結(jié)構(gòu)進行了簡化設(shè)計,在部件的設(shè)計中,主要對機架、傳動系統(tǒng)、刀輥、旋耕刀及刀座進行優(yōu)化設(shè)計,并對旋耕裝置刀輥消耗功率進行計算。通過Solidworks軟件對旋耕裝置零件進行仿真建模,對各個零部件建模完成后,進行了旋耕裝置的裝配,在零件裝配過程中進行干涉檢查,對有干涉零件進行修正,確保零件結(jié)構(gòu)在安裝過程中順利安裝。利用Solidworks Simulation對機架及刀輥進行了有限元分析,通過有限元分析來驗證了結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)的合理性,對旋耕裝置機架和刀輥的強度和剛度要求進行校核,使其能夠滿足旋耕裝置作業(yè)要求。通過旋耕裝置械運動的數(shù)學模型分析了旋耕裝置旋耕裝置的工作條件和作業(yè)質(zhì)量。根據(jù)農(nóng)藝要求對旋耕裝置刀座的布置方式和安裝刀組進行了設(shè)計,刀座的排列根據(jù)人字形排列進行優(yōu)化改進,設(shè)計了半對稱的排列形式。同時也對刀組在刀座上的安裝排列組合方式進行了優(yōu)化設(shè)計,設(shè)計了三種旋耕刀在刀座上的安裝方式,方式Ⅰ為兩把短刀組成,方式Ⅱ為一長一短兩把刀組成,方式Ⅲ是兩把長刀組成。對旋耕裝置分別進行了單因素和正交試驗兩種田間試驗。在單因素實驗中,分別將刀輥轉(zhuǎn)速、作業(yè)速度、旋耕刀片的安裝排列方式作為實驗因素,根據(jù)參考文獻選取旋耕后地表平整度、旋耕層深度穩(wěn)定性、旋耕層深度合格率、耕后地表秸稈殘留量和滅茬碎土率作為旋耕裝置田間試驗的試驗指標,并通過單因素試驗來確定正交試驗的因素水平及試驗指標,同時也驗證了旋耕刀片的安裝排列方式的優(yōu)化設(shè)計是可行的,改進排列方式Ⅲ各項指標優(yōu)于前兩種改進方案。通過正交試驗并對正交試驗的測量結(jié)果進行分析,同時對不同方法分析得出的旋耕裝置參數(shù)組合方案進行驗證試驗。最終確定了旋耕裝置相應參數(shù)水平的最優(yōu)組合設(shè)計方案,即當旋耕刀片安裝方案選擇方式Ⅲ、刀輥轉(zhuǎn)速為300r/min、作業(yè)速度為1.2m/s時,旋耕裝置的作業(yè)指標達到最優(yōu)。為以后旋耕裝置械的改進提供了參考。
【圖文】：

Jafar HabibiAsl設(shè)計了三種不同類型的旋耕刀、L 型及 RC 型，建立了旋轉(zhuǎn)刀片額定功率的面積公式以及切削角的數(shù)學模型，通過模擬旋轉(zhuǎn)平面上的不同葉片數(shù)量、 前進速度和刀工作要求和適用于大面積的土壤耕作，具有理工學院（AIT）的Satit Karoonboonyanan對旋并通過不同材料在旋耕刀表面進行處理，以， 通過試驗得到表面經(jīng)過 HVOF 噴涂 WC 于未進行表面處理的旋耕刀[26]。針對現(xiàn)有旋耕裝置的缺點進行優(yōu)化改進設(shè)計馮培忠對旋耕裝置旋耕刀片的排列組合形式進的做了詳細分析，旋耕刀片在旋耕刀輥上的頭螺線排列方式，對兩種安裝模式進行對比列方式（見圖 1-1 所示），有效的將人字形與起，繼承并發(fā)揚了兩種排列方式的優(yōu)點，為合模式的改進設(shè)計奠定了理論基礎(chǔ)[27]。

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文產(chǎn)大學海洋學院的吳子岳等針對旋耕裝置在進行粉碎秸稈和題，對旋耕裝置提出了非等長刀切碎模型（見圖 1-2 所示）對旋耕裝置部件進行相應優(yōu)化，通過田間試驗表明非等長刀理，作業(yè)質(zhì)量提升[28,29]。業(yè)大學工程學院的王瑞麗副教授及楊鵬等根據(jù)秸稈深埋還田設(shè)計了秸稈深埋還田開溝滅茬機，針對開溝機滅茬碎土效率開溝犁之前安裝改進設(shè)計后的刀盤式碎土模型，很好的解決土能力不足的缺點[30]。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：S222.3

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