水旱兩用秸稈還田機螺旋橫刀的改進設計與試驗.pdf

1、隨著作物秸稈總量增加，農(nóng)民采取燃燒多余秸稈、隨意堆放等不良措施，破壞環(huán)境安全。秸稈還田既能解決焚燒難題，又能降低化肥施用量，改善土質(zhì)。為了搶農(nóng)時，前茬作物機收后殘茬高達300~600mm。課題組針對高茬作物，研制了1GMC-70型船式旋耕埋草機和水旱兩用型秸稈還田旋耕機，兩者對秸稈埋覆效果明顯。多次田間試驗與理論分析發(fā)現(xiàn)：這兩種耕整機作業(yè)時，螺旋橫刀負擔大多數(shù)作業(yè)功能，易受損，壽命有待提高；在螺旋橫刀切削過程中，切土角度小，功耗大，導致

2、整機作業(yè)效率偏低。本課題結(jié)合現(xiàn)有的旋耕埋草技術與設備，以螺旋橫刀為主要對象開展研究，主要包括以下幾個方面：
　?。?）介紹原組合刀輥的橫刀、彎刀、旋耕刀的相關結(jié)構(gòu)參數(shù)、排布原則和功能。分析水旱兩用型秸稈還田旋耕機功率消耗的影響因素，主要包括：刀輥轉(zhuǎn)速和機組前進速度、切土節(jié)距、橫刀滑切角、旋耕刀排列等。水旱兩用型秸稈還田旋耕機田間試驗時，前進速度為0.4m/s~0.5m/s，刀輥轉(zhuǎn)速為430r/min，刀輥回轉(zhuǎn)半徑R=245mm，改

3、進后螺旋橫刀刃口回轉(zhuǎn)半徑R3為203mm，耕深H范圍150~250mm，同一回轉(zhuǎn)面橫刀的數(shù)量z為3，通過計算，λ的取值范圍為2.19~3.51，螺旋橫刀切土節(jié)距S為2.79cm~3.72cm。
　?。?）傳統(tǒng)刀輥、螺旋刀輥、原組合刀輥在水田旱耕、旱地進行性能對比試驗，試驗表明，三種刀輥的作業(yè)質(zhì)量均滿足國標要求，原組合刀輥作業(yè)效果最佳。在水田旱耕作業(yè)時，平均耕深為20.8cm，耕深穩(wěn)定性為92.3％，植被埋覆率為94.30%，功耗為

4、27.6kw；旱地作業(yè)時，平均耕深為20.3cm，耕深穩(wěn)定性為90.6%，植被埋覆率為96.50%，耕后地表平整度為1.2cm。橫刀、彎刀剛度強度不夠，作業(yè)時易受損。結(jié)合功耗影響因素，提出了改進方案：改變螺旋橫刀切土角，分別以25°、35°、45°、50°進行性能對比試驗，以此得出優(yōu)化的螺旋橫刀結(jié)構(gòu)參數(shù)。
　?。?）提高螺旋橫刀、彎刀的強度剛度。原組合刀輥的橫刀刃口是螺旋線，螺旋線參數(shù)保持不變，橫刀坯料厚度為15mm，刃口寬3mm

5、；根據(jù)彎刀的設計要求，其改進后的最大旋轉(zhuǎn)半徑R4確定為241mm，厚度為10mm，寬度為30mm；刀軸上的中間刀盤換成刀座，提高其通用性，降低成本。
　?。?）橫刀模具及橫刀的加工制造與裝配。橫刀模具的設計與加工，根據(jù)橫刀4個不同切土角（25°、35°、45°、50°）計算參數(shù)，采用四軸聯(lián)動數(shù)控機床在圓柱坯料上加工出4個相對應的螺旋槽，分為左右兩個旋向。橫刀以橫刀模具為依托采用自由鍛方式制造，并焊接在彎刀上。
　?。?）以功