耕耙犁设计与试验

耕耙犁复式作业机械是利用铧式犁及旋耕机制作的旋松联合耕作机,整体结构是铧式犁在前,旋耕机置后。前端四铧犁将土壤深翻,后端旋耕机将土壤打碎、平整耕后地表,同时能够切碎植物根茬,便于播种机作业,为后期播种提供良好种床。后端旋耕机的位置较前端四铧犁向右偏移,能够更好地将深翻的土块打碎、旋松。传统的耕整地作业忽视了土壤的耕作整理及种床准备作为生产基础的重要意义,造成粮食产量不能提高甚至减产,为了使持续耕种的土地最大限度地得到有效的保护,使农作物高产稳产,实现生产效益的最大化,本文针对玉米秸秆还田的技术要求:秸秆粉碎较细,旋耕较深,秸秆与土壤混和均匀,研制出耕耙犁复式作业机械,该样机犁耕部分与旋耕整地部分作业连续,覆盖紧密,并可根据田块情况进行调整,能同时完成深耕和碎土两道作业,实现玉米秸秆还田作业的要求。并且提高了作业效率,减少了进地次数。发展多机具的联合作业,既能提高生产率,又能发挥拖拉机的效能。给出了主要部件的设计与计算,以此对耕耙犁复式作业机械建模、仿真、有限元分析、模态试验,具体工作总结如下:耕耙犁复式作业机械主要部件的设计与三维建模,其中包括铧式犁、旋耕机组件、变速箱等。通过调研并根据安徽省农艺要求,确定刀片材料和部件具体尺寸,完成虚拟样机的模型建立和整机装配。运用机构学原理,将在CATIA中建立的三维模型导入到ABAQUS中进行静力学分析,得到深松犁架子和犁体的一到十阶振型及对应的频率,通过分析深松犁架子和犁体的运动学和动力学特性,验证机构的合理性。利用相关仪器设备,通过锤击法对整机进行试验模态分析,得到了前14阶试验模态的频率和振型结果图,并通过相干函数的方法来检验试验数据的好坏,得出其工作时能避免共振现象的发生。耕耙犁的模态试验分析结果,为耕耙犁的结构优化分析、设计提供了理论指导依据,验证了其固有振型的正确性。根据理论分析结果,进行样机试制,并进行两次田间试验,分别是耕耙犁复式作业机械秸秆还田效果试验和不同耕作播种方式(耕耙犁)对土壤理化性状和作物产量的影响试验。试验结果表明,处理前茬秸秆移走留根茬和免耕施肥播种一体化的亩实产最高,达661.1kg;处理1耕耙犁和旋耕施肥播种一体化次之。在前茬秸秆还田条件下,既保证旋耕后土壤平整度又能较好减轻整机重量,达到良好预期产量结构。