耕作过程中土壤应力场分布的实验研究

为有效揭示土体在犁体耕作过程中所受的影响,结合压力传感器测试土体内部所受的压力,在流变态粘性土壤中分别布置10个放入隔离盒的压力传感器,然后进行测试。测试的结果表明,该测试手段满足使用要求,与犁体曲率最大位置在同一水平面上的监测点所受水平力最大。传感器测试方法使得机具-土壤的力学关系研究中又充实了一个强有力的实验保障。     

阳城犁镜

犁壁,又称犁镜.犁壁在犁铧的上方,与犁铧形成一个不连续的曲面.犁铧只能耕开土壤,不能翻转土壤.汉代犁壁的发明,使破碎和翻转土壤的问题同时得到了解决.耕地时,犁壁将犁起的土块向一侧翻转,起到翻压杂草、杀虫的功效,同时使用犁壁还可以减小犁体所受的阻力.     

犁的技术状态检查

犁总装之后或作业之前都应进行技术状态检查,主要有以下几项。 1.犁体的工作表面应光洁,各接合处缝隙不得大于1毫米。犁壁不得高于犁铧,后犁壁不得高于前犁壁,而犁铧高于犁壁或     

阳城犁镜

犁壁，又称犁镜。犁壁在犁铧的上方，与犁铧形成一个不连续的曲面。犁铧只能耕开土壤，不能翻转土壤。汉代犁壁的发明，使破碎和翻转土壤的问题同时得到了解决。耕地时，犁壁将犁起的土块向一侧翻转，起到翻压杂草、杀虫的功效，同时使用犁壁还可以减小犁体所受的阻力。     

犁铧的修复与自制

犁铧是铧式犁犁体的重要零件。其作用是 ,在犁进行耕作时 ,犁铧沿水平方向将土垡切开 ,并推动垡片沿犁铧与犁壁组成的犁体曲面形成后垡推前垡的趋势 ,将土垡挤压、破碎和翻转 ,并侧向抛进前铧的犁沟里。据测定 ,犁铧的工作阻力约占犁体工作曲面总阻力的５０ %。犁铧的磨损非常快 ,犁铧过度磨损后将严重影响耕作质量 ,而且功率消耗也大大增加。因此 ,须要及时修复或更换新件。１．犁铧的修复制造犁铧时 ,为了便于修复 ,在背面铧尖或铧背处一般都留有供锻延用的母体堆积（储备）凸起。有这种凸起的犁铧 ,可用锻延方法修复。锻延时 ,应保证犁铧…     

磁性犁铧犁耕阻力小

犁体在耕作过程中犁耕阻力的大小直接影响拖拉机的主燃油消耗、牵引机型的配置和犁的使用寿命。因此,犁耕阻力是决定犁的性能的重要指标之一。我们应用非电量电测技术和先进的测试仪器在土槽中测量了普通犁铧和磁性犁铧的犁耕阻力,分析结果证明:磁性犁铧的犁耕阻力可比普通犁铧降低15％以上。在当前能源供应紧张的情况下,磁性犁铧的应用为减轻     

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。     

凯斯农机设备性能简介 (三 )

凯斯公司的配套农业机械主要技术性能指标介绍如下： 1犁 　　凯斯公司生产的犁有牵引式 (700/800)7～ 12铧、悬挂式 (145/165)3～ 6铧,半悬挂式 (7500)4～ 7铧。根据不同土壤结构和作业要求,可供选择的犁铧也有三种。①通用型犁铧 (HSCX)②深耕型犁铧 (HSCU)③欧洲型犁铧 (HSES)。 　　通过以上不同选择,可以满足任何土质的翻地作业。犁体采用先进的金属处理工艺,使其硬度和韧性在同类产品中都处于领先地位。由于在设计和加工制造中的先进工艺方法,可以确保在整个犁体上产生均匀磨损,使用户获得一个更长、更合理的使用周期。 型…     

用废犁壁修复旧犁铧

犁铧是犁的易损件,磨损部位一般是犁铧尖和刃口。犁铧磨损后,将其丢掉是很可惜的。其实,用犁壁作原料修复犁铧,使用效果很好,成本低,工艺简单。下面将修复方法作一介绍。(1)用铁皮做一个犁铧所需修复部件的样板。按样板在废犁壁上画出修复用条块,并用气焊裁掉,所截宽度根据犁尖     

用废犁壁修复旧犁铧

用废犁壁修复旧犁铧犁铧是犁的易损件，磨损部位一般是犁铧尖和刃口。犁铧磨损后丢掉很可借。我们试验用犁壁作原料修复犁铧，使用效果很好，成本低，工艺简单，现将修复方法介绍如下：１．用铁皮做一个犁铧所需修复部位的样板（图１）。按样板在废犁壁上画出修复用条块，...     

对辊挤压式砂姜黑土整地机设计与试验

针对砂姜黑土区土壤易形成坚硬土块,传统翻耕、旋耕作业后地表大土块过多,严重影响小麦播种质量的问题,设计了一种对辊挤压式砂姜黑土整地机,可一次性完成土块捡拾、筛分输送、破碎还田和平地镇压等作业.对整机关键部件进行了设计与分析,确定了入土铲刀、筛分输送装置和破碎装置等部件结构与工作参数,同时分析了土壤在筛分输送装置上的受力...     

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...     

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.     

油菜直播机开沟犁体曲面优化与试验

为减小油菜直播机开畦沟系统牵引阻力并分析机组不同作业速度对牵引阻力影响的规律,开展了开畦沟犁体曲面参数与作业速度的试验研究。建立了EDEM离散元土壤仿真模型,以犁体牵引阻力为试验指标分别开展以铧刃起土角、导曲线开度、直元线起始角、直元线最大角及作业速度为试验因素的试验;构建了犁体曲面优化模型,并开展了犁体曲面的3D打印及试制加工。仿真试验结果表明:在试验范围内,牵引阻力随铧刃起土角增大而减小,分别随导曲线开度、直元线起始角、直元线最大角增大而增大,随作业速度的增大而急剧增大,作业速度从1.0 m/s增加到2.0 m/s,牵引阻力及功耗分别为前者的1.98倍及3.97倍;仿真优化结果表明:当犁体在一定工作参数条件下,铧刃起土角为15°,导曲线开度为190 mm,直元线起始角为35°,直元线最大角为40°时,犁体牵引阻力最小为241.11 N,比优化前减少11.26%。为考察优化犁体实际田间作业效果,对犁体进行3D打印及试制加工并与原有犁体进行田间对比试验,结果表明优化犁体作业的畦沟沟底大块土垡少,残留土壤质量减少62.87%,沟底干净,T型沟明显。     

基于EDEM的凿式犁铲土壤扰动仿真分析与试验

为探究凿式犁铲（以下简称凿铲）的土壤扰动机理并构建适用于东北地区黏重黑土与耕作部件之间的仿真模型,结合EDEM仿真分析与土槽试验,与深松铲作业效果进行对比,研究凿铲对土壤的微观扰动机理和宏观扰动状态,并建立适宜东北地区土壤的耕作仿真模型。仿真与试验结果表明,深松铲对土壤进行剪切破坏,将耕作层和犁底层抬升、下落,对土壤松而不翻,不破坏原有的耕层土壤结构,土壤膨松度试验值为12.4%,土壤扰动系数试验值为59.4%,纵向截面扰动面积为52.586mm2,俯视视图扰动面积为116.779mm2;凿铲对土壤进行挤压破坏,将犁底层土壤翻耕到地表,破坏原有耕层土壤结构,土壤膨松度试验值为14.1%,土壤扰动系数试验值为64.1%,纵向截面扰动面积为54.128mm2,俯视视图扰动面积为233.061mm2,通过与深松铲作业后数据相比可知,凿铲可以实现更为明显的土壤扰动效果。同时,建立东北地区黏重黑土条件下的离散元土壤耕作模型,选用Hertz-Mindlin with JKR Cohesion模型作为土壤接触模型,确定仿真模型的各项技术参数,仿真与试验得到的土壤扰动截面轮廓基本拟合,土壤膨松度、土壤扰动系数的仿真值与试验值的相对误差为17%、4.4%,模拟仿真的数据误差范围满足要求,研究可为东北地区的土壤耕作部件离散元模拟仿真分析提供基础数据。     

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。     

驱动式圆盘耕作外载特性

驱动式圆盘犁是８０年代新出现的节能型耕作机具。采用专门制作的试验装置对驱动式耕作圆盘的外载六分力进行了田间测定，在２类３种土壤中测得了不同转速、不同耕速、不岑及耕深条件下的六分力数据并进行了，针其与被动式四川省肋进行了对比。归纳出六分力的变化规律及典型土壤条件六分力数据，所得结构可作为驱动式圆盘犁设计的依据。     

甘薯起垄整形机犁铧式开沟起垄装置设计与试验

针对现有甘薯起垄整形机起垄效果较差、牵引阻力大等问题,设计了一种甘薯起垄整形机犁铧式开沟起垄装置,并阐述了其主要结构和工作原理。结合甘薯种植模式和垄型结构农艺要求,采用水平直元线法确定了开沟起垄装置犁体曲面的结构参数及其取值范围。运用EDEM离散元仿真软件,建立了犁铧式开沟起垄装置-土壤互作仿真模型。选取开沟犁体曲面安装角、推土角、元线角差值为试验因素,以犁体土壤抛送距离和牵引阻力为评价指标,进行了Box-Behnken中心组合设计试验。仿真试验结果表明,当作业速度为3.33 km/h时,安装角、推土角和元线角差值最优组合为27.19°、38.05°和10.69°。基于优化的最优组合参数进行了田间试验,田间试验结果表明,犁铧式开沟起垄装置垄高稳定性系数为98.53%,垄体土壤紧实度为236kPa,拖拉机作业油耗为11.94L/h,满足甘薯开沟起垄农艺要求,且均优于板式起垄装置作业效果。     

基于线性规划的耕作层土壤剥离利用空间配置方法研究

以广西壮族自治区宾阳县为例,以待剥离土壤空间分布及回覆利用优先级分析为基础,以村庄为单位划定供需圈,探讨基于线性规划的耕作层土壤剥离利用空间配置方法。结果表明,宾阳县理论可剥离耕作层土壤2.40×106m3,整治需求1.85×107m3,耕作层土壤供给远小于需求,并且在空间上分布不均衡;依据覆土效益优先的原则,确定回覆区优先级,提出剥离耕作层土壤空间配置方案,即城乡建设用地增减挂钩利用5.235 2×104m3、土地开发复垦利用1.446 637×106m3、旱改水利用3.327 38×105m3、高标准基本农田建设利用1.042 804×106m3;利用供需圈及线性规划模型将宾阳县划分为7个供需圈,剥离土壤按回覆优先级从高到低逐步利用,加权平均运距为5 369 m,回覆效益良好,经济成本可接受。以村为单位划定供需圈、线性规划优化土壤剥离利用空间配置的方法,可以优化利用方式、缩短运输距离,进而提高效益与效率,可为其他区域实施耕作层剥离利用工作提供方法借鉴。     

高速低阻防过载犁耕装备的设计与试验

针对翻转犁能耗高、易粘附、易遭冲击破坏等问题，研制了一种高速智能液压翻转犁，优化了整机结构与配置参数。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设计了一种仿生犁体，并设计了一种双向犁耕装备的过载保护自动避障机构，得到平衡状态下对应所需的弹簧预紧力为9.75KN，取安全系数为1.3，设置初始状态预紧力为12.67KN。建立了犁体耕作过程离散元仿真模型。仿生减粘犁体相对传统犁体土壤减粘性能提升44.15%，减阻7.8%。耕深稳定性变异系数2.86%，土垡破碎率97.1%。研究结果可为高速智能液压翻转犁设计及改进提供参考。