水田筑埂機構的機理分析與設計.pdf

1、在水稻的生產過程中，筑埂屬于整地環(huán)節(jié)。我國水稻種植長期以來采用人工筑埂，勞動強度大、效率低，作業(yè)質量也難以保證。黑龍江省是全國水稻商品糧生產基地之一，近幾年北方地區(qū)旱地改水田面積增多對筑埂機的要求更加迫切?，F(xiàn)階段，國內外適于北方水田土壤環(huán)境能用于筑埂作業(yè)的機具和技術研究較少，理論和試驗上對水田修筑田埂的取土量、集土量和土壤鎮(zhèn)壓成埂技術的研究不夠完善。為解決這種筑埂難的問題，推進水稻生產機械化的發(fā)展，提高水稻整地環(huán)節(jié)的機械化程度，對水田筑

2、埂機進行了研究。
　　本研究主要開展以下工作:
　　(1)根據(jù)筑埂取土和側向集土的作業(yè)目標和水田工況環(huán)境，闡述旋切集土裝置的工作原理，對旋切集土裝置的關鍵部件—取土彎刀進行分析，明確取土彎刀對土壤在拋落過程中的影響，優(yōu)化彎刀結構。設計旋切集土裝置結構，確定彎刀排列方式和工作幅寬大小等參數(shù)，將旋切集土裝置按作用分為取土和切型兩部分部分，闡述各部分的結構特點。
　　(2)通過分析土壤壓實機理，明確靜力壓實和振動壓實兩種方法

3、的利弊，分析影響鎮(zhèn)壓質量的多方因素。建立鎮(zhèn)壓圓盤的三維模型，并分析其在筑埂作業(yè)中的受力情況，獲得滿足鎮(zhèn)壓部件能夠向前滾動的作業(yè)條件，根據(jù)農藝田埂尺寸要求，設計鎮(zhèn)壓部件的結構。
　　(3)以東北地區(qū)耕作土壤為研究對象，運用土壤物理學、力學的知識及理論，簡化土壤顆粒在運動過程中的受力模型，以土壤物理參數(shù)為依據(jù)，利用離散元素法及仿真軟件EDEM對旋切彎刀進行拋土性能虛擬試驗，分析作業(yè)后土壤顆粒狀態(tài)及旋切后的集土效果。
　　(4)在

4、土槽試驗臺上進行旋切集土和鎮(zhèn)壓試驗，探討機具前進速度和刀輥轉速對集土量和功耗的影響，以及前進速度和鎮(zhèn)壓圓盤轉速對土壤堅實度的影響。應用Design-Expert8.0.6軟件對試驗數(shù)據(jù)進行處理和分析，以田埂的外形尺寸和所需土量為約束條件，采用多目標優(yōu)化方法進行模型優(yōu)化，尋找到滿足性能指標的最佳因素組合。
　　(5)將水田筑埂機整機結構進行合理的空間布置，使其結構緊湊，且各部件間互不干涉，并進行田間筑埂試驗。應用Design-Exp