深松铲

摘要： 针对深松整地装备应用于海南省热带农业区香蕉地时,存在作业阻力大、松土面积小及地表平整度差等问题,本文基于海南香蕉地砖红壤土的物理特性,设计一种可有效降低作业阻力的斜柄折翼式深松铲。运用离散元法建立3层土壤颗粒虚拟仿真土槽模型,使用Hertz-Mindlin with JKR接触模型进行了斜柄折翼式深松铲与直柄凿式深松铲的作业性能对比仿真。结果表明,在确保深松效率的前提下,进行了深松铲最佳作业速度仿真试验,得出斜柄折翼式深松铲的最佳作业速度区间为3.24~3.96 km/h;相较于直柄凿式深松铲,斜柄折翼式深松铲工作阻力降低了16.2%,地表平整度提高了25.9%,深松后沟槽宽度减小了36.3%;田间试验结果表明,斜柄折翼式深松铲和直柄凿式深松铲在耕作阻力、地表平整度、深松沟槽宽度实测值与仿真值之间的误差不超过2%,仿真结果可靠性高。仿真分析与田间试验表明,相较于直柄凿式深松铲,斜柄折翼式深松铲在作业过程中对地表轮廓破坏较小,能有效降低对土层的扰动并增大松土面积,作业后地表平整度高、沟槽宽度小,从而能够更好地适应热带农业区香蕉地的作业环境。

摘要： 过大的深松阻力是限制深松作业效果及深松机推广的重要原因之一,而深松阻力主要由深松铲引起,因而改进其结构、减小其作业阻力将有助于节能降耗及深松作业的推广。以善于挖掘的竹鼠及蚁狮幼虫为仿生对象,应用三维扫描仪对竹鼠爪趾及蚁狮幼虫进行结构获取,建立竹鼠爪趾及蚁狮幼虫背部的三维曲面。应用逆向工程原理提取优异的挖掘曲线,据此建立偏柱式深松铲三维模型。以深松深度、深松铲宽度及深松铲入土角为设计目标,设计出3种仿生偏柱式深松铲,并提出一种偏柱式深松铲铲柄的设计方法。应用EDEM软件对深松阻力进行模拟可知,深松铲铲柄及铲尖的仿生设计可有效减小其深松阻力,最大可减阻12.92%。仿生偏柱式深松铲设计将为深松铲结构优化提供新的设计思路。

摘要： 深松是实施保护性耕作的基础,在实行保护性耕作的初期更是必不可少的作业环节,能够打破犁底层、降低土壤容重、改善耕层结构.实现深松的主要工具是深松铲,其品质决定了深松效果.针对深松铲在工作过程中耕作阻力较大的问题,设计出一种楔形自润滑深松铲,借助SolidWorks软件进行结构设计及仿真分析,并在实验室进行减阻试验.试验结果表明:在相同试验条件下,楔形自润滑深松铲与传统深松铲对比,耕作阻力降低14.60％～21.17％,减阻率的平均值为18.28％,减阻效果明显.

摘要： 20210301带翼深松铲深松土壤扰动行为仿真与试验//DOI:10.25165/j.ijabe.20211401.5447揭示带翼深松铲深松土壤扰动行为有助于深入理解带翼深松铲与土壤的相互作用规律,进而为带翼深松铲的设计和优化提供基础。该研究综合利用离散元法和室内土槽试验,研究了带翼深松铲对土壤宏观和微观扰动过程的影响。结果表明:翼铲主要对其上方土壤的扰动范围和破碎程度产生影响;带翼深松铲的铲尖段、犁底层圆弧段、耕作层圆弧段、直柄段受到的牵引阻力分别占69.53%、25.22%、4.73%、0.52%;带翼深松铲对不同深度土壤的侧向扰动范围和破碎程度的影响由大到小依次为:耕作层、圆弧段犁底层、铲尖段犁底层;增加翼铲使圆弧段犁底层、耕作层、铲尖段犁底层土壤扰动面积分别增加47.52%、7.74%和4.59%,同时使总牵引阻力增加36%。与不带翼深松铲相比,带翼深松铲耕作后的土壤蓬松度、土壤扰动系数、地表沟槽宽度和犁耕比均不同程度的增加。离散元仿真与土槽试验结果基本一致,表明离散元仿真能够较为准确地模拟带翼深松铲的耕作过程。

摘要： 针对现有深松灭茬机深松灭茬作业效果差、阻力大、功耗大及作业效率低等问题,设计了一种五行垄上深松灭茬起垄机.设计深松铲的结构参数为:长度55mm,宽度22mm,高度600mm,圆弧部分入土竖直距离250mm,纵向距离300mm,入土角22°,切削刃角60°,楔刃高度19mm.设计灭茬刀的结构参数为:正切刃滑切角16°、弯折角112°、切削宽度41 mm、刀端点回转半径350mm、弯曲半径35mm、刀刃口厚度5mm,并安装在刀辊上.同时,设计了前端部下边长560mm、上边长390mm、后端部下边长360mm,上边长260mm、罩体长度650mm的起垄部件,与深松铲、灭茬刀辊组成深松灭茬起垄机.田间性能试验结果表明:相比于行业内标准,所有工况下深松灭茬起垄机深松深度稳定性系数平均提高3.15％、灭茬深度稳定性系数平均提高3.69％、灭茬率平均提高10.58％、碎土率平均提高8.26％,其作业后犁底层土壤容重明显降低,成垄高度和宽度满足农艺要求,作业性能与效果优良.

摘要： 鉴于目前对大型联合耕整地机具的迫切需求,进行了由深松铲、驱动耙和整平镇压辊等部件构成的多功能动力驱动联合整地机结构设计.驱动耙等耕整部件的工作阻力是影响整地机性能的关键问题,应用EDEM离散元分析软件分别对深松铲-驱动耙联合作业模型和驱动耙作业模型中的驱动耙受力进行了仿真计算和对比分析.结果表明:驱动耙刀的工作阻力主要来自于行进方向的绝对阻力分量,其他分量阻力对驱动耙刀的影响较小;深松铲-驱动耙联合作业模型中,由于深松铲对土壤进行预深松可以对驱动耙起到一定的减阻作用,根据驱动耙受力最大值、最小值和平均值,得到装配深松铲的减阻效率分别为16.22％、22.90％和23.64％.根据驱动耙受力的标准差可以看出,前置深松铲能够使驱动耙工作受力更平稳,分析结果正确,分析方法具有借鉴意义.

摘要： 机械深松是保护性耕作的重要一环.深松铲是深松机具的首要部件.本文从阐述机械深松和深松铲入手,探讨了国内近年来深松铲的研究进展,对深松铲的减阻研究分结构形状减阻、表面状态减阻和综合减阻3个方面进行了细致的探讨,分析了深松铲的研究进展,并提出了研究建议.

摘要： 为解决传统深松机具触土部件破土困难、耕作阻力大等问题,以砂鱼蜥头部为仿生原型,采用逆向工程技术对其特殊几何特征进行提取,将量化后的几何结构特征应用于深松铲尖的设计,以期减小深松铲作业阻力和能耗.依据不同特征曲面,设计了3种仿生铲尖试样,并与凿型铲尖试样进行性能对比.建立离散元模型,求解不同铲尖垂直贯入土壤阻力;制备试样,通过万能试验机进行土壤垂直贯入实测试验;将模拟结果和实测试验结果进行对比,结果表明离散元仿真分析和实测试验结果吻合较好,最大贯入阻力的相对误差为2.47％ ～ 3.91％.使用离散元法分析仿生铲尖和凿型铲尖(T-S)在土壤分层情况下的相互作用,证实仿生铲尖比凿型铲尖具有更低的所需牵引力,其中仿生铲尖B-S-2减阻效果最好,相对于凿型铲尖,其减阻率为8.34％ ～ 19.31％.离散元分析揭示砂鱼蜥头部仿生曲线特殊的曲率变化对破土阻力有显著影响,仿生铲尖改变了土壤颗粒的流动方向,减小了铲尖上方土壤扰动范围,从而降低所需牵引力.在3种作业速度和3种耕作深度下对阻力的仿真结果与土槽试验结果进行对比,误差为10.83％ ～ 17.06％.

摘要： 针对我国热带香蕉种植园的传统翻耕作业,造成土壤耕作层以下不断压实形成犁底层,雨水无法快速渗入土壤形成表面径流而带走大量的土壤和有机质的情况,设计一种香蕉地深松锄草联合作业机.该机采用可调深松铲与可调带翼锄草铲联合松土锄草机构.一次完成香蕉地的深松和锄草两个作业.运用相关理论对深松铲、锄草铲进行受力分析,同时运用ANSYS对其进行应力、位移分析,对锄草率以及深松效果进行田间试验.结果表明:深松铲和锄草铲在香蕉地进行深松锄草作业时,铲尖受到土壤最大阻力分别约为3757N、1535N,ANSYS进行分析,得知其最大应力分布在铲尖前端,分别为370297Pa、29158Pa,其最大变形值微小,分别为0.106×10-4mm、0.542×10-7mm;田间试验显示,在相同作业条件下,流线型深松铲深松作业时需要的牵引阻力比传统型深松铲低44％,作业后深松效果好,同时在一定范围内,锄草铲铲刃夹角越大,锄草率越高,铲刃夹角为120°左右时,锄草效果最好.

摘要： 深松铲作为深松作业中的关键部件,承受来自土壤的复杂作用力,其耐磨性不足,失效频繁是目前所面临的最突出的问题.针对这一问题,本试验采用火焰喷焊技术在Q235钢基体上分别制备了Fe6涂层和Ni60+ 50％ WC涂层.通过涂层的硬度、微观形貌观察和耐磨性等试验来比较研究两种喷焊层的组织及性能,并与目前市面上常用的深松铲试件进行了磨损失重对比试验.结果显示:两种涂层与基体之间均形成良好的冶金结合;Fe6涂层主要由Fe-Cr-Ni固溶体合金相、碳化物硬质相Cr7C3、Cr23 C6和Cr2B相组成,Ni60+ 50％ WC涂层主要由Ni-Cr-Fe固溶体合金相、碳化物硬质相WC、Cr3C2Cr7C3、Cr23C6、CrC等组成;Fe6涂层的表面平均硬度约为56.6HRC,Ni60+ 50％ WC涂层的表面平均硬度约为67.3HRC;Fe6涂层摩擦系数稳定在0.65左右,Ni60+ 50％ WC涂层的摩擦系数稳定在0.55左右;磨损失重对比试验中Fe6涂层的失重量最低.

摘要： 深松铲是深松机最主要的工作部件，对于土地耕作有着重要的意义，针对目前在深松铲的设计中缺乏完善理论依据的现状,本文采用离散元法对深松铲与土壤的相互作用过程进行了研究.基于离散元传统理论,在考虑了土壤颗粒间液桥的作用的基础上建立了土壤颗粒三维平行粘结模型.对深松铲进行了三维建模,并且在速度1m/s、深度300mm的工作条件下进行离散元仿真,得到了深松铲受到的水平力与竖直力曲线.本文用离散元法对深松铲工作过程进行了定性和定量的仿真分析,为研究机械与土壤相互作用提供了一种新的思路和手段,对今后进一步优化深松铲结构具有重要意义。

摘要： 国内外学者通过田间试验、数值模拟等方法,设计了不同类型的深松机,并在深松铲结构参数优化及深松效应方面进行了研究,但未能结合农田土壤(特别是犁底层)特性明确深松作业能耗与深松后作物产量之间的关系,因而不能最大化深松节能与增产效应.本项目通过研究深松铲与农田土壤的相互作用关系,明确深松开沟碎土特性和深松作业对作物生长和产量的影响,揭示深松节能与增产的关系,将丰富深松技术的基础理论,为高性能深松铲和深松机的研发奠定基础.

摘要： 本发明涉及一种深松铲装置及其深松铲柄，目的在于解决深松作业后，深松沟中出现较大的土块，影响土地的深松质量，不利于土地的透气及蓄水保墒和作物根系生长发育的问题。本发明是模仿蚯蚓在前进过程中，身体呈波纹状的蠕动，在深松铲柄的触土曲线段触土曲面上布设用于松碎土壤的齿式结构，改变与触土曲面接触土壤的受力状态，达到将大土块破碎成小土块的目的，提高土壤深松的质量。

摘要： 本发明提供一种深松铲及该装置构成的振动式深松整地装置，其特征在于包含：连接座、连接板A、连接板B和仿形机构，连接座与连接板A之间铰接设有连接板B和仿形机构，连接座、连接板A、连接板B和仿形机构构成四边形机构，所述仿形机构包含：套筒A、套筒B和弹簧，所述套筒A和套筒B相互插接，且套筒A和套筒B的自由端分别与连接座与连接板A铰接，所述弹簧将套筒A和套筒B包裹，所述连接板A上设有犁柱，犁柱上设有犁铲。与现有技术相比，本发明具有结构简单，工作效率高，节约使用成本，故障率较低等特点。

摘要： 本发明公开一种深松铲柄结构以及深松铲柄，涉及农业耕作机械技术领域。深松铲柄结构具有刃口前轮廓线和内准线，其中，刃口前轮廓线与内准线平行，刃口前轮廓线与内准线之间的曲面构成刃口曲面。刃口曲面的横剖面轮廓曲线限定刃口元线，刃口元线由镜像对称的两条刃口仿生曲线构成，刃口仿生曲线对应第一仿生曲线，第一仿生曲线对应的方程为：y＝‑0.0006916x

摘要： 本发明涉及一种深松铲装置及其深松铲柄，目的在于解决深松作业后，深松沟中出现较大的土块，影响土地的深松质量，不利于土地的透气及蓄水保墒和作物根系生长发育的问题。本发明是模仿蚯蚓在前进过程中，身体呈波纹状的蠕动，在深松铲柄的触土曲线段触土曲面上布设用于松碎土壤的齿式结构，改变与触土曲面接触土壤的受力状态，达到将大土块破碎成小土块的目的，提高土壤深松的质量。

摘要： 本发明涉及一种带有双翼绕动气膜润滑深松铲的深松机及深松方法，其中深松机包括安装有深松铲的机架、通过横向的连接轴转动连接于深松铲铲柄上的翼铲和驱动所述翼铲绕连接轴绕动的驱动机构，所述铲柄内部具有空腔，本发明在深松作业时，利用翼铲的不断绕动使犁底层土壤得到翻转，增加了土壤细碎度；翼铲深入到犁底层，供气装置产生高压气体，翼铲绕动的同时高压气体传输到翼铲，高压气体打碎犁底层土壤并形成气膜，提高细碎度的同时润滑减阻。

摘要： 一种具有消减挤实作用的深松铲及其在深松和隔行深松中的应用，属于农业生产技术领域。按照不同深度在深松刀后方，沿铲柄由下到上分别固定由短到长的一组或两组侧刀，其可实现消减深松刀对侧面土壤的挤实作用，同时可松动垄台下方土壤，最上方最长的侧刀还可对犁底层进行有效扰动，减小农事活动对土壤的压实作用，改良了土体结构。

摘要： 本实用新型涉及农业机械设备技术领域，尤其涉及一种深松铲尖及设有该深松铲尖的深松铲和深松机。本实用新型提供的一种深松铲尖包括耐磨抑制段及与深松铲柄连接的定位安装段，耐磨抑制段设于定位安装段的下方；耐磨抑制段包括耐磨抑制点段及位于耐磨抑制点段下方且与耐磨抑制点段倾斜设置的耐磨抑制面段，耐磨抑制点段上设有多个耐磨抑制点，耐磨抑制面段上设有耐磨抑制面，采用了点与面结合的方式，能够对耕作中及入土时的深松铲尖正面和侧面的磨粒磨损起到抑制作用，与此同时能够使深松铲尖长时间保持一样的宽度、厚度及长度，减少耕阻，满足强度、深松宽度及深度的要求，增强了抗磨能力，延长了深松铲尖的使用寿命，也有利于节约资源。

摘要： 本实用新型提供一种深松铲及该装置构成的振动式深松整地装置，其特征在于包含：连接座、连接板A、连接板B和仿形机构，连接座与连接板A之间铰接设有连接板B和仿形机构，连接座、连接板A、连接板B和仿形机构构成四边形机构，所述仿形机构包含：套筒A、套筒B和弹簧，所述套筒A和套筒B相互插接，且套筒A和套筒B的自由端分别与连接座与连接板A铰接，所述弹簧将套筒A和套筒B包裹，所述连接板A上设有犁柱，犁柱上设有犁铲。与现有技术相比，本实用新型具有结构简单，工作效率高，节约使用成本，故障率较低等特点。

摘要： 本申请公开了一种深松铲降阻导土叶片以及深松铲结构，属于农机产品技术领域，深松铲降阻导土叶片包括主架、导向铲、铲尖以及两个翼铲。主架呈弧形，两个翼铲分别安装于主架的两侧，铲尖安装在主架的端部，导向铲安装在铲尖的后方，且导向铲具有一个导向面，所述导向面为扭转曲面。本实用新型公开的深松铲降阻导土叶片可以通过对导向铲上导向面的方向和角度进行调整，使搅动抛洒至空中的土壤向斜后方流动，从而起到土壤导流的作用，保证深松整地作业后土地均匀平整，土壤不拖堆，另外将土壤流向后方引导可以降低拖拉机牵引动力，减少燃油消耗。

摘要： 本实用新型公开了一种深松机的深松铲安全保护机构，包括机架横梁，在所述机架横梁上通过紧固组件固装有座驾，所述座驾的一侧具有一竖直部。本实用新型当土壤阻力增大或土壤内坚硬杂质出现，此时，油缸一内部的油压升高并冲开压力阀，从而使得油缸一内部液压油通过液压油管进入油缸二内部，在此过程中，活动杆一带动活塞一在油缸一发生位移，使得在此瞬间深松铲总成能保持静止状态，吸收冲击力，保护了深松铲总，而在缸一内部液压油通过液压油管进入油缸二内部时，会使活塞二在油缸二内部向上移动并压缩复位弹簧，而活塞二上移通过活动杆二会推动铰接座上移，进而使得单向液压油缸产生拉力将L型摆杆拉起，即深松铲总成拉出土壤内部，保护了深松铲总成。