碎土型犁体曲面作业过程的仿真分析——基于ANSYS/LS-DYNA

在农机作业中,铧式犁主要是通过犁体曲面完成对土壤的切土和翻垡,达到土壤耕作的目的.犁体曲面的参数对铧式犁的工作性能和动力消耗都有较大的影响.为此,利用数学建模中参数化建模的方法对碎土型犁体曲面进行建模,并对犁体曲面耕翻过程进行动力学仿真分析,得出优化的曲面参数及其各项参数对犁体曲面工作性能(牵引阻力、翻馑性能)的影响,从而达到对铧式犁优化设计的目的.     

铧式犁的分类简介

<正>犁是一种耕地工具,它的主要功能是翻土和碎土。以犁铧为主要工作部件的犁称为铧式犁。长期以来耕地所用的主要工具就是铧式犁。铧式犁历史最早,数量最多,使用最广泛,每年耗用的数量也比任何机械多。铧式犁种类甚多,可以从各个方面区分成若干不同的体系。同一台犁又可以根据不同的区分方法给以不同的名称。由于铧式犁种类繁多,许多犁兼有几种性质,例如心土犁按其用途也称为松土犁;果园犁也是翻土犁等。此外,还有把一般用途的犁称为普通犁,把在特定条件下使用的犁(如果园犁、偏置犁等)称作特种犁的。     

谈机械化翻耕作业

我省每年的秋翻地和春翻地作业量很大,在机械化翻耕作业中,通常选择铧式犁。因为铧式犁的翻土功能最好,并且有一定的松碎土壤能力。所选择的铧式犁应当适合当地的土壤性能要求,一般根据沙土、壤土、粘土以及水田、旱田等条件选择相当的犁型。     

基于离散元法的犁铲磨损特性研究

耕作土壤由大量的离散颗粒组成,触土部件在作业时与土壤中的硬质颗粒接触造成严重磨损.本文以犁铲为磨损对象,通过EDEM离散元软件建立了铧式犁工作过程模型并进行模拟仿真,对犁铲磨损进行了数值分析.利用累积接触能量获得犁铲最易磨损的位置,并选取土壤密度、犁铲硬度和铧式犁工作速度等主要影响因素进行了仿真并分析它们对犁铲磨损的影...     

仿生犁与普通犁作业综合经济效益的对比分析

以仿生非光滑犁铧的铧式犁和普通犁铧的铧式犁在田间进行的试验数据为基础,确定了由于犁体不同对犁耕作业经济效益产生影响的评价指标,并对各指标进行了量化及标准化处理。应用常现综合评价方法,对犁耕作业综合经济效益进行了综合评价,进而尝试探索仿生农机具作业经济效益评价的一种方法。结果表明,仿生非光滑犁铧的铧式犁比普通犁铧的铧式犁可显著提高犁耕作业的经济效益,仿生犁的综合经济效益是普通犁的1.62倍。     

基于Solidwork的拖拉机耕犁装置的设计与仿真

犁耕装置是农业生产过程中非常重要的土壤耕作机具,其核心部件是犁片结构,但犁片是曲面形状,其设计和优化过程较为困难。为此,提出了一种基于Solid Works软件的耕犁装置设计和仿真优化方法,有效地提高了犁耕装置的设计效率。以30系列悬挂铧式犁耕装置为例,对其结构和参数性能进行了分析,然后根据其结构参数建立了犁耕装置的三维模型,并以犁片为研究对象,对其进行了运动仿真。由建模和仿真结果可以看出:采用Solid Works软件可以成功实现犁耕装置犁片和土壤的三维建模,运用其运动仿真功能成功实现了耕犁作业的运动动画的制作,为耕犁装置的优化设计提供了一种新的方案。     

基于LS-DYNA的铧式犁结构优化设计及性能分析

基于LS-DYNA法建立犁体与土壤的耦合接触有限元模型,讨论不同犁体导曲线、铧刃角、安装角、端点角、耕作速度对耕作过程翻垡效果和犁体应力影响,并进行试验验证。结果表明：椭圆曲面比抛物线曲面耕作时阻力更小、土壤翻垡效果更好,阻力降低5.6%,翻垡距离提升14.8%;对犁体前进速度、铧刃角、安装角、端点角进行单因素分析,发现翻垡距离随着速度增加而增加,而随着铧刃角、安装角、端点角呈现出先增大后减小的趋势。因此,通过选取合适的速度与结构参数可以提升铧式犁的翻垡性能,减低犁体阻力。     

基于离散元的棉田仿生减阻犁体设计与试验

针对当前铧式犁在棉田土壤犁耕作业过程中易黏附、阻力大、能耗高等问题,立足两种典型棉田土壤,以犁体、棉田土壤和两者之间的相互作用为研究对象,提出犁体曲面模型优化和表面结构仿生相结合的方法。以穿山甲体表的鳞片三角圆弧状结构和蜣螂体表的凸包结构相结合作为仿生原型,研制一种棉田仿生脱附减阻犁体,分别对两种棉田土壤的物理和化学特性进行试验测定并建立离散元模型。进行传统犁体与仿生犁体的耕作过程仿真与试验,在1号土样中仿生犁体相对传统犁体减阻5.4%,土壤减粘性能提升44.15%;在2号土样中仿生犁体相对传统犁体减阻7.8%,土壤减粘性能提升45.49%,研究结果表明仿生犁体对棉田土壤减粘降阻效果明显。     

设施农业就地翻土犁结构设计与仿真

针对铧式犁使土垡侧移而无法适应设施农业耕作需求的难题,设计一款新式犁体。基于铧式犁的设计方法水平直元法和翻土曲线族法,提出一种翻土曲元法。通过对犁体导曲线、翻土曲元线的设计,由翻土元线中点穿透于导曲线且翻土元线角度按照规律变化后得到一种翻垡后土垡无侧移且无犁沟的就地翻土犁体曲面,利用Solidworks建立就地翻土犁数学模型。查阅现有土壤物理性质研究成果文献,获得土壤的密度、泊松比、静摩擦系数、动摩擦系数、碰撞恢复系数,通过EDEM软件构建土壤颗粒离散元模型,模拟土壤耕作试验,试验表明犁体耕作效果较好,犁体在6 km/h速度下阻力约为1200 N,为就地翻土犁样机制作与优化提供理论参考。     

从铧式犁配件现状看我国机耕作业中的能源浪费(1)

一、概述我国机耕面积约5000万hm2,在机耕作业中使用的铧式犁,是能耗最高的农业机具。犁铧和犁壁是铧式犁的易耗基础零件,对犁的作业质量和拖拉机的油耗有决定性的影响。年耗量分别约为500万件和100万件。犁铧用以切割土垡,是铧式犁上承受载荷最大的零件,约占机组牵引阻力的50%     

普通悬挂铧式犁的调整

普通悬挂铧式犁在土壤耕作中仍有广泛的应用。为了使犁体具有良好的翻垡和履土性能，确保耕深一致、沟底平整，不漏耕、不重耕，保证耕作质量。再加上不同土壤的物理力学性质。在实际情况中，耕作要考虑许多因素，我们难免要对机具进行调整。下面就以向右翻垡型的普通铧式犁为例，介绍一些铧式犁的调整方法：     

垂直换向悬挂翻转五铧犁的虚拟设计

虚拟设计是设计者在虚拟环境中运用交互手段在计算机内建立产品模型,并进行模拟仿真。为此,结合铧式犁传统的平面设计,就垂直换向悬挂翻转五铧犁进行了虚拟设计,从而使设计人员能够从理论认识到感性认识对铧式犁进行设计、分析和评价,为后期开发系列化铧式犁提供了数字化设计平台。     

高湿度土壤翻地组合犁

在高湿度土壤上用铧式犁翻地,在多数情况下不能保持翻垡的碎土要求,还必须进行平地、耙地。这将拖延播种时间,散失土壤表面水分,增加了配套机具的材料消耗。 为了在一个工艺过程中完成翻地和表层土壤的碎土作业,近年来在苏联研制了多种组合式土壤耕作机具,在组合犁上用切刀式(有垂直和水平式)工作部件完成表层碎土作业。 由楚瓦什农业机械化电气化研究所等农机科研单位的专家组成的科研组研制了多种组合     

悬挂式翻转犁的研究现状及发展趋势

犁耕作业是农业生产中必不可少的生产过程,铧式犁也是世界农业生产中历史悠久、应用最广泛的耕地机械。与普通铧式犁相比悬挂式翻转犁在犁架上安装两组左右翻垡的犁体,可以交替工作,减少拖拉机空行程,提高耕地效率。为此,介绍了悬挂式翻转犁的类型及特点,简述了国内外对悬挂式翻转犁的研究现状,分析了我国悬挂式翻转犁在设计发展中存在的主要问题,提出相应的发展对策和建议,从而为我国自行研制适合我国实际情况的悬挂式翻转犁提供参考。     

铧式犁入土能力的讨论：与教材有关问题商榷

铧式犁与拖拉机组成的犁耕机组是目前水旱田均采用的主要耕地机具,铧式犁的入土性能关系到耕地作业质量和效率。本文就有关教材中影响铧式犁入土过程性能的诸因素及其表述作一些分析和讨论。     

铧式犁在北疆玉米地应用现状与改进建议

为更好了解当前铧式犁机具在实际使用中出现的问题,提出有效改进措施,实地测量北疆地区部分玉米地的土壤坚实度、含水率、容重和孔隙度,阐述北疆玉米地的地面残茬情况和含石情况,分析土壤条件对犁耕机具作业的影响,指出当前铧式犁装备在耕作北疆玉米残茬地时存在秸秆深埋效果不佳、残茬通过性差、触土部件磨损严重、连接强度不够等问题,给出优化铧式犁相关部件结构,增强整机受力稳定性,校核并加强关键连接部位的强度等的对应改进方案。     

油菜直播机铧式开畦沟前犁曲面分析与阻力特性试验

阐述了铧式开畦沟前犁装置的基本结构组成,比较分析了铧式开畦沟前犁装置翻土型犁体曲面和改进型碎土型犁体曲面特征,提出以犁体牵引阻力、犁耕比阻及功耗为主要评价指标,借助高速数字化土槽试验平台,开展了前进速度、沟深、沟宽、土壤坚实度等影响要素的试验研究。试验结果表明:沟深对牵引阻力、犁耕比阻影响最显著,前进速度、沟深对功耗影响最显著;改进型犁体装置牵引阻力、犁耕比阻、功耗都分别为原设计犁体的35%~50%。     

铧式犁的使用与调整

<正>犁是一种耕地工具,它的主要功能是翻土和碎土。以犁铧为其主要工作部件的犁,称为铧式犁。长期以来耕地所用的主要工具就是铧式犁。铧式犁在世界上历史最早,数量最多,使用最广泛;每年耕用的能量也比任何其他作业机械多。下面将铧式梨的使用与调整介绍如下。一、机组配套校核与正位检查一台犁与一台拖拉机连接,构成一个犁耕机组,该犁与该拖拉机是否彼此匹配,首先应核算拖拉机牵引力与犁的总耕幅及耕深要求是否合适,然后进行正位检查     

机械化深松整地技术应用(续5)

1SNL系列等浅翻深松机结构特点及其安装调试 1SNL系列浅翻深松机是一种浅层由铧式犁翻耕,下部由单柱凿式带翼松土铲深松的浅翻深松机. 1.结构特点 1SNL系列浅翻深松机主要由梁架、松土铲柄、松土翼铲、松土铲、小犁体等组成.梁架可以安装松土铲柄等深松部件,进行土壤深松作业,也可以安装铧式犁犁柱等部件,进行土壤翻耕作业.松土铲柄由下自上安装有松土铲、松土翼铲和小犁体.小犁体高度方向可以上下调整,松土铲可更换,松土翼铲和小犁体可拆除.松土铲横向间隔35cm,小犁体单体作业幅宽30cm.限深轮在机架一侧,深松深度通过调节限深轮相对机架高度实现.使用中可以卸去小犁体,成为单柱凿式带翼深松铲式深松机.     

农民选购铧式犁应做好哪些准备

犁是耕地机械中应用最广泛的农机具,主要型式有铧式犁和圆盘犁,其中铧式犁在安徽省应用最普遍。每年春耕时节,享受购机补贴政策的农民朋友在精心挑选高价值的拖拉机时,往往忽视配套农机具的选购,使一些质量差、缺备件、服务不及时的铧式犁生产企业也搭上购机补贴的利好政策走进千家万户,直接影响春耕生产。铧式犁因其结构简单,容易组装仿造,因此市场上的犁良莠不齐、鱼龙混杂,所以农民朋友在选购时需做好如下准备。