小麦免耕播种机防堵装置的设计研究

机械化保护性耕作是一项实现北方旱作农业可持续发展的综合的农业生态工程技术。机械化保护性耕作技术应用和推广的关键是免耕播种机的研制。目前,国内外免耕播种机研制中存在的核心问题是免耕播种机的清草排堵问题。尽管国内外农机专家在免耕播种机的研制中取得了一定的成绩,已应用的排堵方法和防堵装置类型各异,但都未从根本上解决这一问题。本文正是从这一点出发,通过对以往国内外免耕播种机所采用的防堵装置及其工作原理的分类和分析,对比了它们各自的优缺点,结合免耕地覆盖秸秆的生物力学特性和不同切割方式的对比分析,在此基础上构想出了滑切式清草排堵装置的基本原理和总体结构设计方案。 设计出适合此防堵装置的动力传输方案,动力经变速箱变向变速后从右侧传给刀轴,驱使刀片切割秸秆;确定出了刀轴的参数、刀片的安装结构和安装方法,对刀轴的受力和运动进行了分析,确定出了刀轴最佳转速;根据免耕地的要求,选择恰当的开沟器,并采用双排错位安装的办法,避免了“瓶颈”现象的发生;根据滑切的要求对此防堵装置的关键部件——滑切刀片的刃口曲线进行了理论分析和设计,得到了刀刃的理论曲线方程;结合生产实践及工艺要求,设计出刀片的外形参数,选择65Mn作为刀片的材料;分析和计算了刀片在工作中承受的载荷,运用ANSYS 软件对滑切刀片的强度进行了分析校核;最后对镇压轮的弹簧支架结构进行了理论分析,提出了设计镇压轮弹簧支架的理论和参数依据。 试验表明,该防堵装置的清草排堵性能良好。能较好地切断玉米根茬和地表小麦或玉米秸秆,在进行小麦免耕播种时基本无堵塞现象出现。而且安装此防堵装置的播种机有结构紧凑,功率消耗少,适应性广等优点。