圆盘犁刀仿生设计与试验优化方法

为了有效地降低圆盘犁刀的粘附积土量和工作阻力,基于仿生研究的理论和技术,确定了圆盘犁刀仿生设计参数,说明了其制作工艺过程和方法。采用二次回归试验设计方法,确定了仿生圆盘犁正交优化试验方案,为仿生圆盘犁的试验研究奠定了基础。     

驱动圆盘犁与双刃型旋耕刀组合式耕整机设计与试验

针对传统旋耕式耕整机在稻-油或稻-稻-油水旱轮作的油菜种植模式下进行耕整地作业易存在整机通过性、适应性差,旋耕装置作业碎土率低、刀辊易缠草、秸秆埋覆性能差等问题,设计了一种驱动圆盘犁与双刃型旋耕刀组合式耕整机。提出先主动犁耕后双刃旋耕、两侧开畦沟的工作方式,分析确定了驱动圆盘犁组主要结构参数以及驱动圆盘犁组-开畦沟前犁布局方式;分析确定了一种应用于驱动圆盘犁与双刃型旋耕刀组合式耕整机的双刃型旋耕装置关键结构参数。依据滑切原理确定了具有长刃部和短刃部的双刃型旋耕刀片关键结构参数;根据驱动圆盘犁组结构布局确定了双刃型旋耕装置为双头螺旋线排列方式。利用离散元仿真方法分析了整机的秸秆埋覆性能以及对土壤耕层交换的影响,结果表明整机作业平均秸秆埋覆率为94.69%,且整机作业后土壤耕层混合均匀。在秸秆留茬量不同的两种工况下进行田间性能试验,田间性能试验表明,驱动圆盘犁与双刃型旋耕刀组合式耕整机作业后平均秸秆埋覆率为96.45%,平均碎土率为95.30%,犁组不堵塞,刀辊不易缠草,机组通过性好;田间播种试验表明,整机播种后油菜出苗均匀,整机作业各项指标均满足稻茬地油菜直播种床整备要求。     

仿生凸包起垄刀表面特征参数优化设计

起垄机在作业时发现起垄刀粘附严重,为了解决在黏性土壤环境下起垄刀粘附问题,以土壤动物蜣螂头部表面非光滑凸包结构为仿生对象,通过白光干涉仪获得凸包微观结构的特征参数完成仿生起垄刀设计。基于EDEM仿真分析仿生凸包起垄刀的减粘脱附效果,探索凸包减粘机理,通过田间试验验证仿真分析的有效性。试验结果表明：仿生凸包起垄刀减粘脱附效果由小到大依次为Ⅰ、Ⅲ、Ⅱ,试验结果与EDEM仿真中得到的结果相一致,验证了仿真的可靠性。其中,仿生起垄刀Ⅱ的减粘性能最好,在18.73%、22.91%、26.87%含水率下的平均粘附量相对于原型刀具分别减少了12.45%、24.64%、6.19%。研究结果可为起垄机减粘脱附仿生设计提供可行的研究方法。     

基于东方蝼蛄爪趾的仿生旋耕刀设计与试验

为了降低旋耕刀耕作时的能耗,本文基于东方蝼蛄前足爪趾轮廓拟合曲线的特征,利用逆向工程技术将东方蝼蛄前足爪趾1、2、3、4的轮廓曲线依次排列于IT245国标旋耕刀的正切刃与回转半径末端边缘,设计了仿生旋耕刀。建立南方粘湿土壤旋耕刀相互作用仿真模型,分析不同刀轴转速下国标旋耕刀、仿生旋耕刀扭矩和三向阻力的变化规律,结合室内土槽试验分析刀轴扭矩的变化趋势,验证离散元仿真模型的有效性。单刀受力仿真分析表明,仿生旋耕刀与国标旋耕刀的水平阻力、垂直阻力与侧向阻力均随着刀轴转速的增加而逐渐增大。在3种刀轴转速下,除侧向阻力以外,仿生旋耕刀受到的水平阻力与垂直阻力的最大值均比国标旋耕刀小。在刀轴转速150 r/min时,仿生旋耕刀较国标旋耕刀水平阻力与垂直阻力的最大值分别降低了9.91%与9.09%;在转速200 r/min时,分别降低了5.78%与9.74%;在转速250 r/min时,分别降低了4.95%与6.38%。土槽扭矩试验表明,仿生旋耕刀与国标旋耕刀的仿真值与试验值变化趋势相同,且随着刀轴转速的增加扭矩逐渐增大,最大相对误差为13.23%。在3种刀轴转速下,仿生旋耕刀较国标旋耕刀平均扭矩分别降低了10.53%、4.46%、3.49%。本研究可为旋耕刀减阻降耗和耕作能耗分析提供借鉴。     

驱动圆盘犁简介

驱动圆盘犁是继旋耕机、铧式犁、标准和垂直圆盘犁之后的又一耕作机具,它的研制成功为解决秸杆还田和干耕晒垡等课题提供了方向,应引起农业和农机技术研究和推广人员的高度重视。 一、驱动式圆盘犁的发展 40年代,美国等国开始研究和生产圆盘犁,其产量约为铧式犁的1/10,以后呈下降趋势。至于驱动式圆盘犁,则是在80年代初,日     

驱动圆盘犁的研究与设计

驱动圆盘犁对土堡侧面和底部的土壤进行旋转滑切,将土垡底部的土壤由沟底撕裂开形成土垡,并利用圆盘的旋转将土垡抬升并翻转.为此,以研究驱动圆盘犁为目标,分析了驱动圆盘犁各几何参数和工作参数对其工作过程的影响,为驱动圆盘犁的研制提供了可靠的理论依据.通过理论分析,阐明了驱动圆盘犁的运动学特性,推导了残耕高度的计算公式.     

基于CAD的驱动圆盘犁尾轮装置的设计

在常规驱动圆盘犁设备的基础上,对其进行改装设计,以适应不同环境下的耕作要求。以驱动圆盘犁尾轮装置为研究对象,利用CAD软件,首先分析了圆盘犁尾轮受力情况,然后对尾轮上下调节装置、连接架、左右二级可调及尾轮轴体等零部件进行改进设计。试验结果表明:驱动圆盘犁尾轮装置稳定性和牢固性较强,符合设计标准,可为驱动圆盘犁的设计提供参考。     

驱动式圆盘犁常见故障分析

<正>圆盘犁是以凹面圆盘作为工作部件,圆盘犁可以由一个或多个圆盘组成。由多个圆盘组成的犁,每个圆盘独立安装在与主斜梁焊接的犁柱上,进行翻土碎土作业。圆盘犁是新型的土壤耕作工具,常用于旱作区熟地或荒地的耕翻作业,特别适用于耕翻高产绿肥田及稻麦茬的还田作业。圆盘犁按有无动力驱动分为驱动型和通用型两大类。我们这里主要讲驱动型圆盘犁的结构原理及常见故障的排除。一、驱动式圆盘犁的结构原理驱动式圆盘犁一般由悬挂架、齿轮箱体、框架、圆盘     

圆盘犁结构特点及常见故障分析

文章讲述了圆盘犁的分类、结构特点,以及工作机理并详细谈了圆盘犁常见故障,即圆盘犁不入土、自动摆头故障的分析和排除方法。     

PTO转矩对驱动圆盘犁及其机组的影响

从平衡力矩的角度,分析了驱动力矩对左翻驱动圆盘犁和右翻驱动圆盘犁受力及其平衡的不同影响。指出横垂面内平衡力矩主要由尾轮与悬挂机构的两个提升杆来承担。PTO驱动力矩是左翻驱动圆盘犁平衡力矩的一部分,与此相反,驱动力矩是右翻驱动圆盘犁倾翻力矩的一部分。从田间对比试验的数据可以看出：驱动力矩对左、右翻驱动圆盘犁提升杆的受力具...     

圆盘独立驱动型圆盘犁的设计及试验

为了更好地保护土壤结构,对耕作机械结构进行优化,解决国内现有无驱动型圆盘犁入土困难、驱动型圆盘犁对土壤翻动大及耕层破坏严重等问题,设计了一种新型驱动圆盘犁,并详细介绍了其传动方案、碎土方案及圆盘相关参数等。为了新型驱动圆盘犁各零件能够安全工作,且使设计更加合理,通过SolidWorks完成圆盘犁关键零件的三维建模,运用有限元分析对犁腿和机架进行了静力学分析,并对机架进行了5阶模态分析。通过试验对圆盘犁的实际工作状态进行可行性验证,结果表明:圆盘犁整机符合静力学要求,正常的工作环境下,圆盘犁机架的固有频率避开了所有的外界激振频率,不会出现共振,不会出现影响正常工作的较大变形,在实际工作过程中,能够达到理想的工作效果。所设计的圆盘犁每个圆盘独立驱动,且具有一定的偏角和倾角,减少了土壤的侧向移动,更加符合保护性耕作的原则,可为耕整地机械提供一种适宜的选择。     

驱动式圆盘犁机组平衡分析

对与手扶拖拉机配套的驱动式圆盘犁研究过程中有关机组受力及机组平衡作了分析探讨,确定了机组的合理工作挡位及机组重心位置,提出了减小机组偏转的方法。研究结果可供与手扶拖拉机配套的驱动式圆盘犁产品设计及推广使用部门参考。     

左翻驱动圆盘犁受力合理性分析

对左、右翻驱动圆盘犁进行受力分析 ,建立了空间力系静力平衡方程式 ,利用田间实测尾轮六分力结果 ,对尾轮受力进行合理简化 ,从而只需测得驱动圆盘犁体六分力 ,即可利用空间力系静力平衡方程式 ,计算出悬挂机构及尾轮的受力状况。最后以田间测试数据为例 ,计算了左、右翻驱动圆盘犁悬挂机构的受力 ,结果表明 :左翻驱动圆盘犁的受力状况比右翻驱动圆盘犁有明显改善 ,尤其在较硬的土壤或旱地中耕作更为显著。     

驱动式圆盘犁机组平衡的计算分析

对驱动式圆盘犁机组的平衡问题作了比较详尽的探讨,并利用解析法推导出拖拉机前后轮载荷的变动量、偏转力矩等计算式,论述了拖拉机操向稳定性和驱动式圆盘犁在水平面内平衡的条件,利用驱动式圆盘犁空间力系静力平衡方程组,通过计算机编程计算出不同悬挂参数对机组平衡性能的影响,并以１ＬＹＱ－４２２驱动式圆盘犁机组为实例,以田间实测的驱动式圆盘及尾轮六分力数据为依据对该机组进行上述各项验算和分析,提出了悬挂参数的合     

圆盘耕作部件的几何参数和工作参数分析

本文推导了土粒在倾斜球面圆盘上运动的轨迹、速度和加速度方程并给出了相应的计算机绘图。计算了圆盘工作时的临界偏角、土壤与圆盘工作面的界面曲线和盘背挤土面积,并给出了界面曲线及挤土面积与偏角关系的计算机图形表示。本文的研究结果可作为圆盘犁、垂直圆盘犁和圆盘耙设计的理论依据。     

手扶驱动式圆盘犁试验结果分析

对手扶拖拉机配套驱动式圆盘犁研究过程中有关试验结果作一分析。研究结果表明，作业工艺质量符合农艺要求；驱动速度系数以２．２０～４．６７为宜；以主选工作挡乘坐作业可显著提高生产率；驱动滑切形成沟壁，撕裂形成沟底，较大地降低了能耗。研究结果可供手扶驱动式圆盘犁产品设计及推广使用部门决策时参考。     

耕整地机具的合理选用与配套

用于土壤翻耕、碎土作业所需能耗在农业生产中占有很大比重,因此合理选用与配备耕整地机具,对节能降耗、提高机耕作业效率以及减轻劳动强度等均具有重要的实际意义。 1.常用耕整地机具及型号识别 翻耕土壤的机具主要是犁,按犁的工作部件来划分有铧式犁和圆盘犁。我国幅员辽阔,铧式犁产品有南方水田犁和北方旱作犁两大系列。圆盘犁在欧美各国广泛应用,驱动圆盘犁在我国也有应用。 耙是碎土的主要机具,耙有旱地使用的     

仿生耐磨减阻深松铲的研究现状

深松铲在作业过程中存在工作阻力大、磨损严重的问题,因此良好的耐磨减阻性能和冲击韧性对改善深松铲的作业效果、延长深松铲的使用寿命具有极其重要的意义。仿生是深松铲优化设计的一种有效方法,本文归纳了仿生深松铲研究的生物仿生原型以及采用的仿生方法,从动物爪趾形态仿生、生物表面特殊几何结构仿生和复合仿生的角度,对仿生深松铲的耐磨减阻性能研究现状进行分析和总结。并基于已有研究提出仿生深松铲在未来的研究中向生物的力学特性仿生、功能特征仿生方面拓展,可以将鸟类、植物等的耐磨减阻特征作为新的仿生探索领域,也可以尝试将仿生设计与表面改性技术等其他技术方法相结合进行研究,以期为仿生深松铲的耐磨减阻性能研究提供参考,促进深松铲的耐磨减阻性能优化设计研究。     

手扶驱动式圆盘犁运行经济性分析

手扶驱动式圆盘犁运行经济性分析福建农业大学机电工程系，尤溪县农机化所方文熙，张性雄，陈仁崇ＩＬＹＱ－３２０手扶驱动式圆盘犁（以下简称手扶驱圆犁）已陆续在福建省内稻作区、烤烟主产地推广使用，显示出其高效、节能、省力、运行经济效益显著的特性。本文通过介绍...     

浅析对复式作业机的技术研究与创新

随着我国农村经济和农业机械化的快速发展,水稻、小麦及玉米等农作物秸秆的有效利用率急剧下降,大量的秸秆被废弃或焚烧,严重造成了资源浪费和环境污染,直接影响到人民的生活和交通安全,亟需寻找农作物秸秆的出路问题。目前推广的秸秆还田机械无法解决大面积旱地秸秆埋草还田问题,在技术性能和数量上远远落后于市场需求,不能满足联合收割机作业后的秸秆还田需求。我国当前应用的耕整地机械为单式驱动圆盘犁、铧犁和旋耕机,作业工序单一,无秸秆掩埋功能,作业效率低,作业成本高,拖拉机进地次数多,容易使土壤板结,从而直接影响到农民种田效益。通过广泛调研耕作和秸秆还田机械的基础上,对驱动圆盘犁埋草旋耕碎土复式作业机进行了技术研究,该机可一次完成驱动圆盘犁深耕、秸秆深埋及浅旋碎土整地作业。