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水稻整株秸秆还田机工作参数优化设计研究

赵铁军  
【摘要】: 作物秸秆是农作物生产系统中一项重要的生物资源,作物秸秆资源的利用既涉及到整个农业系统中的土壤肥力、水土保持,也涉及到环境安全以及再生资源的有效利用等可持续发展问题。秸秆机械还田是解决秸秆处理问题的有效途径之一。 目前,秸秆机械还田机具已成为我国农机近期研究的一个重要领域。关于稻麦秸秆整株还田的机具研究目前还存在很多问题。为了研究水稻整株秸秆还田机具各部件的结构参数、工作参数等因素对功率的影响,降低秸秆整株还田机具功率消耗,本文对秸秆还田机具的各参数进行了设计和试验研究。 (1)提出试验台的总体设计方案,通过对秸秆还田机的机理分析,选择(出)影响还田机作业质量的结构参数、工作参数作为主要研究因素; (2)对刀盘间距、刀的排列方式、刀片滑切角以及刀片安装角等主要工作部件的结构参数进行理论分析与优化设计; (3)合理选择、设计、加工测试系统的传感器部分,并对整个测试系统进行标定; (4)在影响参数中,选择了对机具作业状态和功率消耗有较大影响的刀盘间距、机器前进速度以及刀滚旋转速度三个参数作为试验因子,按照二次正交旋转组合设计试验方法,给出试验方案并进行了试验研究; (5)通过对试验数据的处理分析,得到刀盘间距、机器前进速度以及刀滚旋转速度这三个因素对转矩影响的数学模型,并分析了这三个因素对转矩的影响规律; (6)通过对得到模型的理论分析,最终得到刀盘间距、机器前进速度以及刀滚旋转速度这三个因素对作业机具功率消耗的数学模型,并分析了这三个因素对功率消耗的影响规律。 本文通过上述的试验和分析,给出了刀盘间距、机器前进速度以及刀滚旋转速度这三个因素在满足作业要求(覆盖率、埋草深度、碎土率)的前提下,降低功耗的最优组合方案,为进一步进行整机参数优化设计提供了重要的理论依据。


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