无驱动式自动调平水田埋秆起浆整地机设计与试验

摘要

为解决东北稻区秸秆全量还田条件下,现有驱动式搅浆机存在动力消耗大、严重破坏土壤结构并使得秸秆漂浮等问题,设计了一种无驱动式自动调平水田埋秆起浆整地机,机具前排星形耙片细碎土壤并掩埋秸秆,后排轧滚进一步碎土埋秆,平地装置平整地表,由电液控制系统实现自动调平,能够为水稻插秧作业创造优良地块条件。通过理论分析和优化设计,确定了优化后星形耙片的各项结构参数和排列方式;设计了带有齿板和刀齿的轧滚,倾斜布置的齿板和直立的刀齿分别对土壤进行横向与纵向的滑切,可提高碎土埋秆效果;改进设计了平地板,确定了板高为150 mm,并针对前进速度、板宽、推压角开展了仿真试验,得到最优工作参数为:前进速度2.4 km/h、板宽290 mm、推压角44°;采用中心不动法的调平策略,设计了基于倾角传感器和PID算法的自动调平电液控制系统,实现了自动调平系统的快速平稳控制。田间试验结果表明,整机作业后地表平整度为0.73 cm,秸秆覆盖率为91.4%,压茬深度为5.98 cm,泥浆度为1.18 g/cm^(3),机具各项指标均优于国家标准,该设计可为东北稻区秸秆全量还田条件下水整地机具研究提供参考。