斜置旋耕埋草機優(yōu)化設計及仿真.pdf

1、斜置旋耕一方面吸取了鏵式犁順序切土、耕翻性能好和埋草性能好的特點,同時又采納了驅(qū)動圓盤犁的滑動切削和撕裂土壤且圓盤另一側(cè)為已耕土,切削功耗低的優(yōu)點,并且保留了旋耕機碎土性能好的特點。從土壤力學的角度來說,土壤的約束面越少,所受的約束力越小,切削也更容易。從這個角度來說,斜置旋耕必定能夠省功,加之有很好的脫草性能,所以很可能發(fā)展成為一種有前途的新型耕耘方式。
　　 斜置旋耕埋草機的刀輥在耕作時,由于旋耕刀安裝的不對稱會引起較大的動

2、不平衡力,使刀輥兩端的軸承容易損壞。本文利用PRO/E和ADAMS軟件對不同相位角的斜置旋耕機刀輥在不同轉(zhuǎn)速下進行了仿真試驗對比分析。耕作土壤本構(gòu)比較復雜,而且斜置旋耕刀片運動比較復雜,所以通過物理樣機試驗很難定量研究斜置旋耕切土機理。本文以PRO/E和有限元分析軟件ANSYS為建?；A,在高建民博士研發(fā)的基于光滑粒子流體動力學的土壤高速切削仿真系統(tǒng)的基礎上,開發(fā)了基于SPH的斜置旋耕虛擬樣機系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中進行了斜置旋耕切土過程的仿真

3、分析,結(jié)果表明斜置旋耕時土壤的側(cè)向撕裂是土壤的主要破壞形式,這一破壞形式使更多的土壤“毀于拉",極大地節(jié)省了工作能耗。
　　 通過土壤切削虛擬試驗與室內(nèi)試驗合理配合,可以精確的、快速的、低成本的得到耕作后的土溝形狀等相關(guān)參數(shù)。本文對原有的試驗臺進行了改造設計,重新分配了各級傳動比,對電路控制部分進行了更新,消除了安全隱患。進行了不同工況下的斜置旋耕室內(nèi)試驗,并進行了數(shù)據(jù)的后續(xù)處理。由于室內(nèi)試驗臺試驗條件的限制,選取機組前進速度為

4、0.5m/s,旋耕刀轉(zhuǎn)速為200rpm工況下獲得的試驗數(shù)據(jù)進行處理,并與仿真計算的結(jié)果數(shù)據(jù)進行了對比分析,驗證了仿真系統(tǒng)的正確性。無論是實測還是仿真計算的結(jié)果均表明,旋耕刀安裝相位角60°,斜置角25°時,比功耗最小,為后續(xù)的設計提供了技術(shù)參數(shù)。
　　 對原有的普通旋耕機進行了改造設計,研制出斜置旋耕埋草機,并對斜置旋耕埋草機物理樣機進行了田間試驗。斜置旋耕埋草機碎土、翻土以及埋草效果非常好,取得了很好的經(jīng)濟效益,第一次成功的將