运动参数对草地切根刀具与土壤作用关系的影响

为降低切根刀具与土壤的相互作用力和功耗,优化刀轴转速与前进速度的匹配关系,通过土槽试验,得到速比(刀尖点线速度与机组行进速度的比值)分别为16. 9、20. 7、24. 5、28. 2、32. 0时,不同前进速度(0. 5、1、1. 4 m/s)与转速(根据速比与前进速度计算得到)组合下的扭矩、比功耗(单位体积功耗)和总功率。分析发现,同一速比下,对应的扭矩变异系数分别为2. 4%、5. 2%、1. 7%、7. 5%、3. 9%,对应的比功耗变异系数分别为1. 0%、3. 4%、8. 8%、2. 7%、2. 7%,这表明在速比一定时,扭矩与比功耗同运动参数组合无关,仅由速比决定。因此,建立了速比与扭矩,速比与比功耗,速比、刀轴转速与总功率的数学关系,并通过速比与切土节距的关系,分析了产生上述规律的原因。根据建立的数学关系,在16～32的速比范围内求其极值,得到在速比分别为27. 41和26. 31时,扭矩和比功耗分别取得最小值90. 79 N·m和6369 kJ/m^3;在速比为28、转速取最小值200 r·min^(-1)时,总功率取得最小值2362 W。速比为26. 31时,即比功耗取得最小值时,扭矩和总功率均接近最小值(与最小值分别相差1. 2%和4. 2%),是草地切根作业适宜速比。