深旋耕土壤高速气雾消毒联合作业机研制与试验

为了克服土壤中病菌影响农作物生长,提出一种将土壤深旋耕和土壤消毒的联合作业方法,并研发制造了实物样机.对本机传动系统进行设计,利用锥齿轮换向传动,7个圆柱直齿轮与水平夹角成15°人字形布置;其次对消毒结构设计,将药管从中空刀轴上方接入,通过刀轴旋转将药液扩散至土壤深层,同时设有表面喷药杆用于土壤表面施药;针对深旋耕功耗和牵引阻力大的问题,选用混合型因素、混合型水平均匀设计表U8(8^(2)×4^(2))和LS⁃DYNA对立式旋耕单刀辊切土过程进行虚拟仿真试验,刀辊的转速从100 r·min^(-1)依次按间隔100 r·min^(-1)取8个值,其运动速度从0.1 m·s^(-1)依次按间隔0.1 m·s^(-1)取8个值.刀片的形状分别为曲线形、矩形、三角形和弯扭状,旋耕刀排列方式为4对相邻两刀片螺旋角成90°、60°两种以及3对相邻两刀片螺旋角成90°、60°两种共4个水平.虚拟仿真试验结果表明:选用曲线形旋耕刀,排列方式采用3对旋耕刀且同一螺旋线上相邻两刀片螺旋角为90°的排列方式时,刀辊的切土扭矩最小,此时刀辊的运动速度对扭矩影响很小.田间试验结果表明:该样机最大耕深达到320 mm,耕深稳定性系数为94.484%,消毒均匀度为92.554%,而传统人工表面施药均匀度仅为72.546%,因此采用该样机可较好地实现土壤深耕和消毒的要求.