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针对当前铧式犁在棉田土壤犁耕作业过程中易黏附、阻力大、能耗高等问题,立足两种典型棉田土壤,以犁体、棉田土壤和两者之间的相互作用为研究对象,提出犁体曲面模型优化和表面结构仿生相结合的方法。以穿山甲体表的鳞片三角圆弧状结构和蜣螂体表的凸包结构相结合作为仿生原型,研制一种棉田仿生脱附减阻犁体,分别对两种棉田土壤的物理和化学特性进行试验测定并建立离散元模型。进行传统犁体与仿生犁体的耕作过程仿真与试验,在1号土样中仿生犁体相对传统犁体减阻5.4%,土壤减粘性能提升44.15%;在2号土样中仿生犁体相对传统犁体减阻7.8%,土壤减粘性能提升45.49%,研究结果表明仿生犁体对棉田土壤减粘降阻效果明显。 相似文献
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仿生非光滑水田犁壁的设计及田间应用试验 总被引：1，自引：0，他引：1
水田犁田间作业时土壤对犁壁的严重粘附,将导致犁耕阻力增加、油耗增大、耕作质量和生产效率降低。经过大量的试验研究,已发现典型土壤动物蜣螂体表的减粘降阻和脱附效应,并据此开发了仿生犁壁。在前期研究基础上,考察仿生非光滑水田犁壁面上几何非光滑结构单元的尺寸和分布对犁耕阻力的影响,进行了设计参数优化,研制出具有减粘降阻性能的仿生非光滑水田犁壁。田间对比测试表明:仿生非光滑水田犁壁与普通光滑水田犁壁相比,降低犁耕阻力15.9%~18.0%,减少油耗11.9%,提高生产率20.5%。该犁壁耕翻的碎垡率高,耕作质量良好,有较好的实际应用前景。 相似文献
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介绍国内外液压翻转犁的研究与发展现状,分析液压翻转犁在应用过程中的优势,设计出一种新型的液压翻转犁。阐述液压翻转犁的工作原理与结构组成,对主要部件进行分析与计算,验证设计的合理性。该设计为液压翻转犁的发展提供了新思路。 相似文献
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液压翻转犁是农业生产耕地环节中重要的农业机械，其主要作用是疏松土壤、消灭杂草和病虫害、改善土壤结构以及提高土壤肥力等。基于对液压翻转犁使用工况、常见液压翻转犁的类型和结构形式的浅析，提出了液压翻转犁的设计方法，对液压翻转犁各部件的设计思路及关键点进行了分析探讨，可为国产中高端液压翻转犁产品的设计生产提供参考。 相似文献
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仿生非光滑技术在小型水田犁犁壁上的应用试验 总被引：1，自引：0，他引：1
水田犁壁田间作业时由于土壤对犁壁的粘附,导致犁耕阻力增加,降低生产效率.研究人员根据大量的观察和试验,发现自然界中的生物的非光滑体表具有优良的减粘降阻和脱附效应,并据此研究开发了仿生非光滑犁壁.通过田间测试,仿生非光滑犁壁与普通光滑犁壁相比,减阻率为7.88%～13.46%,翻垡好,碎土率高,有较好的推广前景. 相似文献
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深耕作业能有效解决土壤板结问题,改善土层盐碱分布。液压翻转高速犁是现代农业发展的必然需要。南疆地区以沙壤性土为主,各类品牌的液压翻转高速犁作业效果存在较大差异。为了试验适宜于南疆土质条件的高速犁体,以雷肯1LFTT-550液压翻转高速犁为测试样犁,设定3种常用的南疆土质条件进行测试试验。结果表明:耕作层水层为16～20%RH的土壤更适合南疆沙壤土的耕地作业;LEMKEN 1LFTT-550悬挂式翻转犁在耕深稳定性、驱动轮滑转率及土垡破碎率等作业指标上有较好的作业效果,全耕层稳定在78.745%,在作业速度为10.9km/h时可获得较好的垡土效果,且具有较经济的油耗性能。从测试结果来看,雷肯犁在土垡破碎率、耕深耕宽稳定性方面仍有待进一步优化提升。因此,借鉴于国外优质犁体,研究适宜于新疆土壤条件的国产犁体有较大的应用价值。 相似文献
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《农机化研究》2020,(6)
针对传统镇压辊粘附土壤、阻力大和壅土问题,基于穿山甲体表鳞片的多边形几何结构,分别设计了正12面体、正15面体和正18面体3种仿生多面体型几何结构镇压辊,制造材料选用Q235。以粘附土壤量、牵引阻力、种子粒距变化率、土壤容重为指标,在室内土槽考察了土壤干基含水率分别为20%和28%时3种仿生几何结构镇压辊在载荷分别为300、500、700N下的镇压效果,并与传统镇压辊对比。结果表明:正12面体仿生镇压辊的种子粒距变化率最低,比传统镇压辊降低了33.19%,即防壅土效果最好,但它却没达到减粘降阻的效果。分别将超高分子量聚乙烯、搪瓷涂层这两种疏水材料分别用于正12面体仿生几何结构镇压辊,通过与传统镇压辊的对比试验证实,采用疏水材料的这两种仿生镇压辊均能达到减粘降阻的效果,镇压辊表面采用超高分子量聚乙烯时粘附土壤量最少,与传统镇压辊相比降低了33.22%;镇压辊表面喷涂搪瓷涂层时阻力最低,与传统镇压辊相比降低了17.87%。该研究结果可为农业机械触土部件表面减粘降阻及防壅土的仿生设计提供参考。 相似文献
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针对铧式犁使土垡侧移而无法适应设施农业耕作需求的难题,设计一款新式犁体。基于铧式犁的设计方法水平直元法和翻土曲线族法,提出一种翻土曲元法。通过对犁体导曲线、翻土曲元线的设计,由翻土元线中点穿透于导曲线且翻土元线角度按照规律变化后得到一种翻垡后土垡无侧移且无犁沟的就地翻土犁体曲面,利用Solidworks建立就地翻土犁数学模型。查阅现有土壤物理性质研究成果文献,获得土壤的密度、泊松比、静摩擦系数、动摩擦系数、碰撞恢复系数,通过EDEM软件构建土壤颗粒离散元模型,模拟土壤耕作试验,试验表明犁体耕作效果较好,犁体在6 km/h速度下阻力约为1200 N,为就地翻土犁样机制作与优化提供理论参考。 相似文献
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犁耕装置是农业生产过程中非常重要的土壤耕作机具,其核心部件是犁片结构,但犁片是曲面形状,其设计和优化过程较为困难。为此,提出了一种基于Solid Works软件的耕犁装置设计和仿真优化方法,有效地提高了犁耕装置的设计效率。以30系列悬挂铧式犁耕装置为例,对其结构和参数性能进行了分析,然后根据其结构参数建立了犁耕装置的三维模型,并以犁片为研究对象,对其进行了运动仿真。由建模和仿真结果可以看出:采用Solid Works软件可以成功实现犁耕装置犁片和土壤的三维建模,运用其运动仿真功能成功实现了耕犁作业的运动动画的制作,为耕犁装置的优化设计提供了一种新的方案。 相似文献
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针对现有甘薯起垄整形机起垄效果较差、牵引阻力大等问题,设计了一种甘薯起垄整形机犁铧式开沟起垄装置,并阐述了其主要结构和工作原理。结合甘薯种植模式和垄型结构农艺要求,采用水平直元线法确定了开沟起垄装置犁体曲面的结构参数及其取值范围。运用EDEM离散元仿真软件,建立了犁铧式开沟起垄装置-土壤互作仿真模型。选取开沟犁体曲面安装角、推土角、元线角差值为试验因素,以犁体土壤抛送距离和牵引阻力为评价指标,进行了Box-Behnken中心组合设计试验。仿真试验结果表明,当作业速度为3.33 km/h时,安装角、推土角和元线角差值最优组合为27.19°、38.05°和10.69°。基于优化的最优组合参数进行了田间试验,田间试验结果表明,犁铧式开沟起垄装置垄高稳定性系数为98.53%,垄体土壤紧实度为236kPa,拖拉机作业油耗为11.94L/h,满足甘薯开沟起垄农艺要求,且均优于板式起垄装置作业效果。 相似文献
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为了更好地保护土壤结构,对耕作机械结构进行优化,解决国内现有无驱动型圆盘犁入土困难、驱动型圆盘犁对土壤翻动大及耕层破坏严重等问题,设计了一种新型驱动圆盘犁,并详细介绍了其传动方案、碎土方案及圆盘相关参数等。为了新型驱动圆盘犁各零件能够安全工作,且使设计更加合理,通过SolidWorks完成圆盘犁关键零件的三维建模,运用有限元分析对犁腿和机架进行了静力学分析,并对机架进行了5阶模态分析。通过试验对圆盘犁的实际工作状态进行可行性验证,结果表明:圆盘犁整机符合静力学要求,正常的工作环境下,圆盘犁机架的固有频率避开了所有的外界激振频率,不会出现共振,不会出现影响正常工作的较大变形,在实际工作过程中,能够达到理想的工作效果。所设计的圆盘犁每个圆盘独立驱动,且具有一定的偏角和倾角,减少了土壤的侧向移动,更加符合保护性耕作的原则,可为耕整地机械提供一种适宜的选择。 相似文献
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1GMMZ-280/4型垄作组合式灭茬旋耕整地机 总被引：2，自引：0，他引：2
为了解决寒地垄作(主要是玉米)区保护性耕作的残茬处理问题,在研究分析传统联合整地机的基础上,研制出垄作组合式灭茬苗带旋耕整地机。该机具由减速箱总成(主副变速箱)、机架总成、旋耕刀轴左(右)总成、灭茬刀轴左(右)总成、旋耕刀、灭茬刀、整形器、镇压器总成和限深地轮总成等装置组成。其一次作业能够完成垄上灭茬、旋耕、起垄和镇压等多项作业,使田面状况达到待播状态。田间试验表明:1GMMZ-280/4型垄作组合式灭茬、旋耕整地机的整地保墒效果明显好于多次耕整地方式。 相似文献
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基于离散元法的三七仿生挖掘铲设计与试验 总被引：1，自引：0，他引：1
为减小三七收获过程中的挖掘阻力,以三七根茎及种植土壤为研究对象,测定本征物理参数,设置Bonding键参数建立三七根茎的离散元模型,分析根土粘结机理,利用Hertz-Mindlin with JKR建立三七根茎-种植土壤离散元复合模型;建立并分析挖掘铲的理论力学模型,确定仿生挖掘铲设计尺寸(长×宽×厚)为：360 mm×150 mm×8 mm、入土角30°、铲尖半角60°;采集野猪头三维模型的点云数据,确定仿生铲的结构曲线方程,建立仿生挖掘铲的三维模型;开展仿生挖掘铲与平面挖掘铲的仿真对比试验,追踪颗粒位移流向得平均位移以及平均挖掘阻力,分析颗粒的速度矢量明晰了挖掘铲面的减阻机理,得仿生挖掘铲的仿真试验减阻率为19.15%;利用高速摄影和阻力采集设备开展土槽试验,结果表明土壤颗粒流向与仿真趋势一致,仿生挖掘铲和平面挖掘铲的平均挖掘阻力为1 207.23、1 594.49 N,仿生挖掘铲减阻率为24.29%,与仿真试验减阻率十分接近,验证了离散元模型准确可靠、挖掘铲力学模型构建准确,仿生结构设计合理。 相似文献
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犁耕作业是一种应用最为广泛的耕地方式,良好的犁体曲面不仅能使土壤达到理想的农艺作业要求,而且可以降低犁耕作业过程中的能量消耗,通过对犁体曲面的几何特征、性能参数、耕作过程和设计方法等方面进行阐述分析,总结基于犁耕作业过程中的土垡运动及受力的各类研究方法,分别从经验设计、几何形成线法、土迹线模拟法、基于犁耕工艺过程的犁体曲面设计、计算机辅助设计、高速犁体曲面设计等方面总结犁体曲面设计的方法及研究现状,总结利用计算机辅助设计技术并结合先进合理的犁耕作业模型来设计犁体曲面的方法是今后的发展趋势。 相似文献