小麦免耕播种机双向螺旋刀防堵装置的研究

【摘要】： 与传统耕作技术相比,保护性耕作技术具有显著的社会、经济和生态效益。论文在分析保护性耕作机具——免耕播种机研究现状的基础上,抓住影响免耕播种机作业质量和生产效率的关键部件——防堵装置,进行了理论分析与试验研究。 针对河北省一年两熟地区秸秆量大、机具容易堵塞的问题,提出利用驱动双向螺旋刀作为免耕播种机的防堵装置。双向螺旋刀以其特有的左、右旋形状,在其工作过程中推动土壤表面的碎秸秆向种行两侧运动和切断根茬。本文主要是针对双向螺旋刀的工作原理以及与其相匹配的弧形种肥开沟器进行了研究:确定了双向螺旋刀的基本参数,建立了双向螺旋刀的几何模型和运动学模型;分析了双向螺旋刀运动过程中土壤颗粒的抛撒轨迹,并建立了数学方程;分析了双向螺旋刀在刀轴上的排列方案,通过分析比较,确定了最佳排列组合,较好的解决了刀轴平衡和“最短距离”的矛盾,并对刀轴的强度进行了校核。针对在实际作业过程中开沟器发生的侧向塑性变形问题进行了数学分析,并结合Pro/E和ansys软件对开沟器在前进阻力和出现的侧向力作用下发生的变形进行了模拟计算。 在理论分析的基础上,研制了驱动双向螺旋刀防堵装置和相匹配的弧形种肥开沟器。将此防堵装置安装在斜置驱动缺口圆盘免耕播种机上进行田间试验,试验结果表明:该防堵装置在一年两熟地区,秸秆覆盖量为3.52kg/m2的田间进行免耕作业时具有良好的通过性,入土性能较好;刀轴工作转速为300r/min,减少了机器的振动和噪音,作业安全性好;表土动土量为30%,满足保护性耕作窄行作物播种表土破土量小于35%的要求;双向螺旋刀开出的沟槽宽度,保证了种肥开沟器的顺利通行;出苗率的测量验证了播种质量满足农艺要求。