自激振动深松机研究现状分析

机械化深松普遍存在阻力大、能耗高等问题。在深松减阻方面,振动深松减阻效果显著,作业效果良好。自激振动深松与强迫振动深松机构具有相同的降阻效果,且在总能耗上较后者少。本文通过分析国内外自激振动深松机相关研究文献,总结自激振动深松机的结构特点和减阻效果,分析现有自激振动深松机存在的问题和发展趋势,为自激振动深松机的研制提供参考依据。     

基于振动减阻的深松机自激振动装置设计与研究

长期的浅层旋耕导致现有耕地犁地层质地坚硬,不利于土壤保水保墒.深松机耕深普遍大于35 cm,能够打破犁底层,但是能耗较大,对其进行减阻降耗研究具有重要意义.本研究基于振动减阻原理,利用深松机作业过程中阻力变化产生自激振动,设计了一种适合丘陵作业的小型自激振动装置,该装置由机架、振动元件、导向装置、深松铲等组成.试验结果...     

基于DEM-MBD耦合算法的自激振动深松机仿真分析

自激振动深松机的设计主要采用田间试验及理论分析方法,但田间试验成本高、周期长,同时理论分析尚不具备完整准确的解析解。为提高该类机具的设计效率,保证设计结果的准确性和可靠性,本文在课题组研制的Agri-DEM软件平台上,添加了离散元法（DEM）与多体动力学（MBD）耦合算法,然后利用该算法对自激振动深松单体作业过程进行仿真分析。耦合算法中,采用MBD方法建立了台车-深松机-悬挂架-土壤的系统动力学模型,包括7个活动刚体、1个滑移铰、7个转动铰、1个滑移驱动、1个弹簧力约束和1个阻尼约束,同时利用广义坐标分块算法将系统微分代数方程组转化为微分方程组,并通过亚当斯-莫尔顿校正算法进行积分,求解获得各刚体的运动学参数和动力学参数;采用DEM方法建立了耕作土壤的离散元模型,考虑土壤颗粒的黏附力,提出一种适合于土壤等湿颗粒间的接触力学模型——湿颗粒模型,模型参数通过试凑法确定。对模型进行深松铲的动力学响应分析、弹簧及牵引力动力学响应分析和土壤扰动过程分析,仿真结果表明：土槽台车前进速度为0.5m/s时,机具牵引力周期性变化的区间为-331.06~1492.75N,最大牵引力为1492.75N;深松铲的入土角周期性变化的区间为0~-0.11rad,在高度方向上铲柄质心的变化区间为-400.33~-581.37mm;激振弹簧受载也呈周期性变化,变化区间为2623~-2231N;深松铲铲尖部位抬升土壤,土壤颗粒扰动量在铲尖区域最大,并沿深松铲前进方向和侧向依次递减。仿真结果直观的呈现了自激振动深松机的作业过程及土壤颗粒的运动情况,定性的解释了自激振动深松机的减阻机理。本文添加的DEM-MBD耦合算法,为自激振动深松机工作过程分析和优化设计提供了一种新方法。     

滑切型自激振动减阻深松装置设计与试验

针对长江中下游地区黏重土壤深松作业阻力大的问题,基于滑切和自激振动减阻的原理,设计了滑切型自激振动深松装置。对滑切型铲柄的滑切角及刃口角进行了分析及参数设计,通过有限元分析,表明铲柄强度符合设计要求,自激振动弹簧采用内外双弹簧以减小自激振动装置的结构尺寸。土槽对比试验表明,固定连接方式滑切型深松铲在各速度下相对于传统弧形深松铲减阻7. 79%～8. 81%,自激振动连接方式滑切型深松铲在各速度下相对于传统弧形深松铲减阻15. 45%～20. 05%。田间性能试验表明,深松后各深度下土壤坚实度下降显著,0～10 cm、10～20 cm和20～30 cm深度下土壤坚实度分别减小78. 18%、56. 08%和62. 72%;深松后各深度下土壤容重下降14. 66%～20. 81%,土壤含水率在0～10 cm略有下降,在10～20 cm和20～30 cm略有上升;土壤扰动系数均值为60. 8%,土壤蓬松度均值为11. 9%;深松深度及其稳定性系数符合行业标准,滑切型自激振动深松装置作业质量总体满足作业要求。     

深松耕作对土壤物理性状和入渗性能的影响

为探讨深松耕作对华北平原地区土壤物理性状和水分入渗性能的影响,采用双环(APM)、入渗仪等试验材料,研究了深松(40 cm)+旋耕(PS)和仅旋耕(CK)2种耕作方式对冬小麦全生育期土壤物理性状及入渗特性的影响.结果表明:冬小麦全生育期,PS处理(0,40]cm土层土壤容重、紧实度较CK分别降低6.58%,31.29%,土壤含水率较CK增加12.11%;PS处理20,40 cm深度土壤饱和导水率较CK分别显著提高116.65%,83.69%,60 cm深度土壤饱和导水率较CK提高8.25%;PS处理土壤初始入渗速率、稳定入渗速率和累计入渗量畦灌前较CK分别提高21.52%,31.75%和11.56%,畦灌后较CK分别提高61.54%,68.42%和12.63%,差异具有统计学意义;采用4种入渗模型对入渗试验进行了比较,其中,Kositiakov入渗模型能够较好地对各处理进行拟合,决定系数R 2在0.92~0.96,得到了不同处理畦灌前后的入渗系数a和入渗指数b.研究结果可为不同耕作方式模拟畦灌过程、确定畦灌最优灌水技术参数提供参考依据.     

免耕、深松对不同土层土壤物理特征的影响

为探明长期免耕和深松对土壤物理特征的影响,在长期定位试验中分层(0~10,10~20,…,90~100cm)采取环刀土壤样品,测定了0~100cm不同土层的土壤密度、土壤持水能力、供水能力、田间持水量、饱和含水量及有效含水量等。结果表明:随土层的加深,土壤密度表现为先降后增再趋于稳定,土壤持水能力表现为先降低再增加的趋势,土壤供水能力表现为先增加再降低再增加而趋于平缓,田间持水量表现为逐渐降低再增加的趋势,土壤有效水则表现为先增加后降低而趋于稳定的趋势。深松处理40cm以上土层的土壤密度相对较低,在20~50cm土层的持水能力最强,而在60~80cm土层,其持水能力却最低。在0~10和40~80cm土层,土壤供水能力表现为:免耕深松常规耕作。在20~40和80~90cm土层中,仍以深松处理的供水能力较强。在0~10cm土层中,各处理的饱和含水量和田间持水量均表现为:免耕深松常规耕作;在20~50cm土层,深松免耕常规耕作;在50~80cm土层,免耕深松常规耕作;在80cm土层以下,深松免耕常规耕作。免耕处理0~10cm土层的土壤有效水含量明显高于其他处理,而在10~50cm土层,深松处理最高。     

深松耕作对土壤水分物理特性及作物生长的影响

通过对两种土壤深松耕作及传统耕作的对比试验研究，表明深松耕作可有效打破犁底层，使土壤容重降低0．1t／m3，孔隙度增大3．6％～4．0％，110cm上体内可多蓄纳雨水15．2～17．5mm。对粘壤上深松耕作可提高土壤的入渗能力，而对粉砂壤土则没有提高。同传统耕作相比，深松耕作可明显提高夏玉米的根长、根深及根量，为有效利用土壤水分及养分创造了条件．可使夏玉米产量提高5．7％～11．3％。     

旱作区深松对土壤性状的影响

正近年来,尤其是2015年以来,党中央、国务院高度重视耕地质量保护与提升。为进一步推进深松作业技术,提出适合当地农业生产条件下的深松机选型意见,制定出适合本地农业生产特点的深松机操作规程与深松作业技术规范成了农机推广工作者的首要任务。为此,山东省开展了深松作业在旱作条件下对土壤物理性状指标的影响试验,研究了9种不同深松模式以及1种免耕模式对耕层土壤坚实度、容重、含水率、大土块率的影响。一、材料与方法1.试验地点与试验设计试验设在淄博市淄川     

旱作区深松对土壤性状的影响

正近年来,党中央、国务院高度重视耕地质量保护与提升。为进一步推进深松作业技术,提出适合当地农业生产条件下的深松机选型意见,制定出适合本地农业生产特点的深松机操作规程与深松作业技术规范成了农机推广工作者的首要任务。为此,山东省开展了深松作业在旱作条件下对土壤物理性状指标的影响试验,研究了9种不同深松模式以及1种免耕模式对耕层土壤坚实度、容重、含水率、大土块率的影响。     

自激振动深松机关键部件仿真设计及试验

针对深松整地机存在的耕作阻力大、能耗高等问题,设计了一种自激振动深松机。基于Adams建立弹簧刚度系数分别为260N/mm和475N/mm的两种自激振动总成动力学仿真模型,得到振动频率分别为7Hz和9Hz,平均振幅分别为0.102m和0.036m,弹簧最大压缩力分别为9421N和9021N,分析发现选择直径20mm、中径80mm、刚度472N/mm的压缩弹簧具有更好的深松减阻效果。基于Ansys Workbench建立整机关键部件有限元仿真模型,对松土铲进行静力学分析,结果表明:施加5000N载荷时,最大形变为0.24169mm,最大应力为214.2MPa,满足强度要求;弹簧模态分析中,固有频率最小为69.133Hz,满足设计要求。田间试验结果表明:自激振动深松机深松深度为382mm,深松耕深稳定性系数为96.8%,地表10cm内碎土率达到62.8%,整机性能满足深松机评定指标。     

中耕深松对不同作物土壤含水量的影响

为验证中耕深松作业的抗旱保墒作用,以玉米和花生为试验作物,采用对比试验的方法,探讨其对土壤含水量的影响。试验结果表明,进行中耕深松作业后,种植玉米地块的土壤蓄水效果较好,而种植花生地块的土壤蓄水效果较差。     

深松技术及其对土壤理化性质的影响

土壤深松技术具有改善土壤理化性质、促进农作物生长发育、提高作物产量等优点。阐述深松技术的应用现状及深松机具的发展历程,总结深松技术对土壤水分、容重、养分等理化性质及土壤微生物的影响规律,为后续研究奠定基础。     

机械化振动深松技术

深松是一种抗旱、抗涝的新的耕作技术,其特点是不翻转土壤,不打乱耕作层,只对土壤起到松动作用,土壤深松具有以下优点:①深松打破长期翻耕形成的犁底层,有利于雨水的人渗与作物的根系发育;②不打乱耕作层,改善了土壤的透水、透气性,改善了土壤的团粒结构;③降低土壤容重.     

振动深松的试验研究

应用二次正交旋转设计的试验方法对凿式振动深松铲进行了试验研究，分析了振动深松过程中牵引阻力、功率损耗与前进速度、激振频率和振幅之间的关系，借助回归分析建立了相应的数学模型，并将振动深松与无振动深松进行了对比。研究表明，振动深松不能减少总功耗，但可大幅度地降低牵引阻力。低频大振幅对振动深松比较合适。     

土壤深松技术浅谈

一、土壤深松的概念及必要性土壤深松就是利用大型农用动力机械牵引深松机具,对土壤进行力学加工的一种手段。它能改变土壤的耕层结构,加深耕作层,打破犁底层,为作物生长创造良好的土壤环境。我市土壤主要以黑钙土、白浆土和沼泽土为主,土质比较粘重,通透性较差,这是制约我市粮食产量提高的自然因素。另外一个因素,就是多年采用铧式犁平翻和小四轮浅层耕作,形成了坚硬的犁底层,直接影响作物的生长。透水、透气性能差,耕地肥力下降。严重影响了我市土壤可持续利用、农业生产可持续发展。因此,要改变现有不合理的土壤耕作制度,逐步建立起以深松为主体的松、翻、耙、旋、碎相结合的科学的土壤耕作制度。     

土壤机械化深松技术

机械化深松技术是在不翻土、不打乱原有土层结构的情况下,通过深松机械疏松土壤,打破犁底层,增加土壤耕层深度的耕作技术。深松可熟化深层土壤,改善土壤通透性,增强蓄水保墒能力,促进作物根系生长,提高作物产量。深松按作业方式分为全方位深松、间隔深松、振动深松作业等。全方位深松采用单柱带翼或异型铲等全方位深松机,在工作幅宽内对整个耕层进行松土作业;间隔深松根据不同作物、不同土壤条件,采用单柱振动式或非振动凿形铲     

土壤机械深松探析

我国是一个农业大国,土地耕作的传统模式在我国一直存在。一旦耕作方式不合理或是农业结构不完善,那么势必会给土壤带来严重的质量问题。最直接的体现就是土壤结构不良,其抗灾能力和蓄水能力大大下降,影响了农业的正常发展。机械深松技术作为一种农田作业的辅助方式,在近年来也得到了广泛使用,这也文章的主要研究方向。     

深松部件对深松作业质量影响的试验分析

深松是土壤保护性耕作和获取农作物高产必不可少的机械化作业项目.研究表明:深松机的深松部件的形状和结构参数对土壤深松质量以及作业效果有很大的影响.对凿型深松铲、箭形深松铲和双翼深松铲深松后的试验测试结果表明,在相同条件下,凿型深松铲在打破犁底层后改善土壤持水量、土壤温度、土壤坚实度和土壤微团聚体含量方面的综合作用效果良好.     

中耕深松对土壤蓄水和玉米产量影响研究

阜蒙县发展玉米生产必须克服严重干旱和水资源短缺的影响,以节水为中心,建立合理的耕作制度,提高土壤蓄水纳肥能力和自然降雨的利用率。通过玉米苗期中耕深松试验,研究中耕深松对土壤水分转移及对玉米生长和产量的影响,探求提高土壤蓄水、缓解春旱、促进苗期生长、实现玉米增产增效的最佳途径。结果表明:中耕深松可以改善土壤物理性状,增加蓄水纳肥能力,缓解旱情,促进作物生长及产量提高。