农作物高秆翻埋还田机械技术研究

摘要

该文是在对国内外秸秆还田机械技术广泛了解的基础上,结合中国秸秆还田的现状及其对机械技术发展的需求,针对中国南方主要粮食作物收获后滞留在田间的秸秆日益增高的态势,提出了一种基于犁耕基础上的集土壤翻耕与高秆翻埋功能于一体,结构紧凑、使用方便、性能可靠的机械化技术方案及配套装置.该文对秸秆自倒伏力学特性;横向载荷作用下的茎秆弹塑性变形与秸秆被推倒的力学条件;机组作业速度与滑撬曲面半径的关系;秸秆压实厚度与加载作用点的相对位置;配套装置与犁体相对位置;秸秆压实厚度下的翻垡系数等,进行了较详细的理论分析并建立了相关数学模型.在此基础上,该项研究还选择性地进行了计算机辅助分析和田间模拟试验.利用ANSYS功能模块对在不同机组作业速度V和推杆作用点L<,0>情况下,茎杆最大应力计算得知:茎秆的最大应力SMX随着机组作业速度V的增加而增大,在机组作业速度V和秸秆密度一定时,提高推秆作用点,可保证推秆过程顺利进行.该文在不同秸秆高度,不同镇压载荷,不同机组作业速度等单因素试验分析的基础上,通过对残留秸秆高度L和镇压载荷P两个因素的正交试验发现,残留秸秆高度对秸秆回弹系数有特别显著影响;镇压力对秸秆回弹系数有显著影响.同时认为,当机组作业速度为1.4m/s左右,残留秸秆高度为700mm,镇压力为42Kg时,秸秆回弹系数仅为0.051,镇压翻埋效果最佳.

目录

文摘

第一部分综述

1.1研究目的和意义

1.2国内外概况及发展趋势

1.3研究任务和方法

第二部分麦稻秸秆性状及还田农艺要求

2.1小麦秸秆

2.1.1样本一

2.1.2样本二

2.1.3样本三

2.2水稻秸秆

2.2.1样本区的基本条件

2.2.2样本一

2.2.3样本二

2.3高秆还田的农艺要求

第三部分高秆翻埋还田机械技术设计方案

3.1机械化工艺流程与作业质量

3.2机组总体配置方案及特点

3.3铧式犁配套机组的选择

3.4配套工作部件的创建

3.4.1主要结构特点

3.4.2基本工作原理

第四部分分禾镇压翻埋装置工作机理研究

4.1分禾机理分析

4.2推秆机理分析

4.2.1茎秆自倒伏力学特性

4.2.2横向载荷作用下的茎秆弹塑性变形

4.2.3机组作业速度V与滑撬翘曲面半径R’的相关性

4.3镇压机理分析

4.4可靠翻埋条件的推断

4.4.1滑撬与犁体间水平距离的确定

4.4.2高秆翻埋对耕深的影响

第五部分计算机辅助分析

5.1有限元法简介

5.2 ANSYS软件功能

5.3推秆效果的ANSY分析

第六部分田间模拟试验

6.1试验目的

6.2设备及仪器

6.3试验条件

6.4试验方案设计

6.4.1试验指标及影响因素分析

6.4.2影响因素的确定

6.5性能试验

6.5.1残留秸秆高度L与秸秆回弹系数K的关系

6.5.2镇压载荷P与秸秆回弹系数K的关系

6.5.3机组作业速度V与秸秆回弹系数K的关系

6.5.4参数综合正交试验

第七部分结论与建议

7.1主要结论

7.2进一步研究的建议

参考文献

ABSTRACT

附录

致谢