水稻整株秸秆还田机参数优化设计与试验研究

秸秆是农作物的副产品,是一种可以利用的重要生物资源,合理的利用作物秸秆资源,对因过度使用化肥和焚烧作物秸秆所带来的环境安全问题,有着积极而重要的意义。在保持和改善生态环境、农业可持续发展的前提下,不断提高资源利用率、土地产出率。秸秆机械还田是解决秸秆处理问题的有效途径之一。 目前,秸秆机械还田机具已成为我国农机近期研究的一个重要领域。关于稻麦秸秆整株还田的机具研究目前还存在很多问题。为了研究水稻整株秸秆还田机具各部件的结构参数、工作参数等因素对功率的影响,降低秸秆整株还田机具功率消耗,本文对秸秆还田机具的相关参数进行了设计和试验研究。 (1)通过对还田农艺及功耗影响的理论分析,选择(出)影响还田机作业质量的结构参数、工作参数作为主要研究因素提出试验台的总体设计方案,对刀的排列方式、刀片滑切角以及刀片安装角等主要工作部件的结构进行优化设计; (2)模拟试验机具的还田作业,研制了还田试验台,进行室内土槽试验;选择农用动态遥测仪作为采集功率数据的试验仪器;对遥测头单元进行设计、加工,并对扭矩传感器进行了调试及进行静态标定; (3)在影响参数中,机器前进速度、刀辊旋转速度、刀的安装角、刀盘上刀的数量四个试验因子,对机具作业状态和功率消耗有较大影响。为了保证在试验过程中参数选择的一致性,提高实验的效率,便于试验研究,故以刀盘上安装3把或4把还田刀作为试验的前提,对机器前进速度、刀辊旋转速度、刀的安装角三个试验因子,按照二次正交旋转组合设计试验方法,给出试验方案并进行试验研究; (4)利用Design—EXpert软件对试验数据分析,在刀盘上安装还田刀数不同的前提下,得到机器前进速度、刀辊旋转速度、安装角三个因素对功率、覆盖率影响的数学模型,并分析三个因素对功率、覆盖率的影响规律; (5)优化试验结果,对选择的优化的参数组合进行验证试验,通过对验证效果的分析得出,试验参数组合优化的可行性。 本文通过上述的试验和分析,给出了机器前进速度、刀辊旋转速度、安装角、刀盘上刀数四个因素在满足作业质量的前提下,降低功耗的最优组合方案,为进一步进行整机参数优化设计提供了重要的理论依据。