推土板宏观触土曲面减粘降阻性能试验研究

推土机作为工程机械中最有代表性的机种之一,被广泛应用在各种土石方基础施工建设中。推土板作为推土机主要工作部件,在推土过程因克服土壤阻力消耗大量能量,同时其触土曲面上土壤粘附也对推土机工作效率产生不利影响。通过对推土板宏触土曲面几何形状的优化可降低推土板的阻力并减小土壤粘附。本文对推土板宏观触土曲面的减粘降阻性能进行试验研究,探索不同触土曲面的减粘降阻规律以及不同工作方式下的最佳触土曲面形式。 首先对推土板触土曲面在工作过程中与土壤的作用进行分析,根据准线曲率变化趋势线,将准线形式分类,从而将触土曲面分类,并对宏观触土曲面结构参数对触土曲面减粘降阻性能影响进行理论研究。然后根据理论研究,结合传统推土板设计经验,对试验推土板触土曲面结构进行准线形式和切削角的组合设计,同时,设计并制作符合试验要求的土槽与台车系统,该系统能对不同耕作部件与土壤之间相互作用进行研究。最后进行结构参数对触土曲面减粘降阻性能影响正交试验以及工作方式对触土曲面粘降阻性能影响正交试验,研究推土板宏观触土曲面阻力变化规律以及土壤粘阻情况。 通过结构参数对触土曲面减粘降阻性能影响正交试验结果发现,仿生曲线触土曲面减粘降阻能力优于圆弧触土曲面推土板和抛物线触土曲面推土板;圆弧触土曲面推土板工作阻力受切削角影响较大;切削角在60°时,准线形式的改变对触土曲面减粘降阻性能影响较小。 通过不同工作方式下触土曲面减粘降阻性能正交试验发现,当工作方式为定耕深变速度时,耕深30mm条件下,圆弧与仿生触土曲面减粘降阻性能较好;耕深55mm条件下,圆弧触土曲面土壤粘附较少,抛物线触土曲面降阻性能较优异。当工作方式为定速度变耕深时,速度0.08m/s条件下,圆弧触土曲面土壤粘附较少,抛物线触土曲面降阻性能较好;速度0.16m/s条件下,圆弧触土曲面减粘降阻性能好。 本文研究为优化推土板触土曲面的减粘降阻方法提供了试验依据,有助于对耕作部件宏观触土曲面优化设计的进一步研究。