犁旋组合式开沟起垄机设计与试验研究

发布时间：2020-10-20 22:22

　　 油菜作为我国主要的油料作物,油菜种植在保障我国食用植物油安全上具有举足轻重的地位。在我国油料自给率不足的背景下,稳定和拓宽现有种植面积的条件下,研究新型油菜高产栽培模式和配套机械装备是当前发展的重点和趋势。针对南方高稻茬、黏重、高含水率土壤对传统油菜开沟部件缠草、壅泥的问题,在现有针对玉米、大豆等垄作种植配套的机具不能完成高密度油菜垄作种植方式下的窄垄深沟作业要求,结合油菜垄作栽培农艺要求,研制了一种满足窄垄深沟垄作要求的犁旋组合式油菜开沟起垄机。通过建立三面楔模型得到了关键部件犁体式成沟起垄器的具体结构参数,通过对犁体式成沟起垄器的运动动力学以及单个土壤颗粒运动过程的分析,得到了犁旋组合式开沟起垄机的工作速度及动力配备,设计制造了犁旋组合式开沟起垄机试验台并进行了室内土槽试验。结论如下:(1)设计了犁旋组合式开沟起垄机的犁体式成沟起垄器及旋转式起土部件的结构参数,得到犁体式成沟起垄器的高度为450mm,铲尖处入土角及铲尖张角均为30°,翼板角度为45°,翼板长度为60cm;旋耕轴长度为2400mm,旋耕刀旋转半径为280mm;犁旋组合式开沟起垄机的前进极限速度为0.46m/s,动力配备不低于56.5kw。(2)对犁旋组合式开沟起垄机进行土壤含水率、开沟深度、翼板角度的单因素试验,结果表明:土壤含水率为22.5%时,可同时满足上沟宽稳定度、垄高稳定度以及回土率达到最优值;开沟深度在22.5cm~25.0cm之间存在最优值,使得上沟宽稳定度和垄高稳定度最高、回土率最低;翼板角度为40.0°时,可同时满足上沟宽稳定度、垄高稳定度以及回土率最优值。(3)选取土壤含水率、开沟深度、翼板角度进行了多因素回归正交试验,通过对模型的方差分析和二次回归模型拟合,得到了评价指标对上沟宽稳定度、垄高稳定度、翼板角度的二次多元回归方程,各自变量因素对上沟宽稳定度、垄高稳定度影响程度的高低顺序为:土壤含水率、开沟深度、翼板角度;各自变量因素对回土率影响程度的高低顺序为:开沟深度、土壤含水率、翼板角度。(4)应用响应曲面法确定了犁旋组合式开沟起垄机的工作最优参数组合为:含水率为23.35%,开沟深度为24.20cm,翼板角度为41.14°,此时上沟宽稳定度、垄高稳定度、回土率的值分别为99.26%、99.11%、6.43%。并进行了土槽验证试验,上沟宽稳定度、垄高稳定度、回土率的值分别为98.98%、98.93%、6.55%。试验结果与软件分析值基本相符。该研究为油菜垄作高产栽培提供了技术保障。
【学位单位】：湖南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：S223.19
【部分图文】：

导致厢面中间积水，因此制约了油菜的高产栽培。同时，由于长江流域幅员辽地形地貌复杂，土壤类型多样，现有机具还存在对不同土壤环境的适应性差的问题如在壤土中厢面土块不细碎，沟内土壤集聚于沟边厢面，导致种子难以着床而影响苗；在沙性土壤中沟型不稳定，沟壁垮塌壅泥于畦沟，导致灌排水不畅影响田间的效苗数。因此开展油菜开沟起垄装置研究可以为油菜垄作种植提供配套机械，进一提高油菜机械化水平[20-29]。1.2 国内外研究现状1.2.1 国外研究现状国外对开沟起垄机具的研究起步较早,目前技术已经相当成熟。国外研究开沟起机具的国家有欧美国家，主要为美国、日本和意大利。20 世纪初期，欧美国家开始植经济作物，到 20 世纪 50 年代时开始向机械化方向发展，如日本 YANMAR 公司意大利 HORTECH 公司及 COSMECO 公司[30-31]。

40kw 以上的拖拉机。主要适用于高垄种植的蔬菜作物，作业后垄沟余土少，作业精非常高，直线度误差小。日本 YANMAR 公司研制了一款旋耕起垄机，如图 1.3 所示，机具每次起一条宽为 80cm 的垄面，起垄后垄高高度在 10-20cm 范围内，配套动力要求不高，在 25kw上。旋耕刀轴采用中间传动，减小了机具尺寸，提高了机具田间适应性。与此同时该公司还生产相关的起垄机具，如 RCZ140DJ,SKBH 型牵引式起垄做业机能同时完旋耕、起垄等作业，整机体积小、质量轻，零件插装更换容易，作业效率高，用于棚内的耕整地和起垄作业。由于国外特有的土地资源特点，机具大都向大马力，高宽幅方向发展，起步早技术高，不适应国内的实际需求，而且丘陵种植面积较少，多为平原种植，多为宽模式，在对作物种植的适用方式上不适合我国的油菜窄垄深沟的种植模式，也不完适应国内的实际需求，所以我们在吸收国外的先进技术时需结合自身实际情况研究菜开沟起垄机具[32-41]。

40kw 以上的拖拉机。主要适用于高垄种植的蔬菜作物，作业后垄沟余土少，作业精非常高，直线度误差小。日本 YANMAR 公司研制了一款旋耕起垄机，如图 1.3 所示，机具每次起一条宽为 80cm 的垄面，起垄后垄高高度在 10-20cm 范围内，配套动力要求不高，在 25kw上。旋耕刀轴采用中间传动，减小了机具尺寸，提高了机具田间适应性。与此同时该公司还生产相关的起垄机具，如 RCZ140DJ,SKBH 型牵引式起垄做业机能同时完旋耕、起垄等作业，整机体积小、质量轻，零件插装更换容易，作业效率高，用于棚内的耕整地和起垄作业。由于国外特有的土地资源特点，机具大都向大马力，高宽幅方向发展，起步早技术高，不适应国内的实际需求，而且丘陵种植面积较少，多为平原种植，多为宽模式，在对作物种植的适用方式上不适合我国的油菜窄垄深沟的种植模式，也不完适应国内的实际需求，所以我们在吸收国外的先进技术时需结合自身实际情况研究菜开沟起垄机具[32-41]。
【参考文献】

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本文编号：2849231