抖动链齿杆式残膜-土壤-秸秆挖掘与输送装置设计与试验

针对土壤层残膜回收装备存在挖掘阻力大、功耗高、易壅土等问题,设计抖动链齿杆式残膜-土壤-秸秆挖掘与输送装置,其中旋耕挖掘机构降低挖掘阻力并解决壅土问题,抖动链齿输送机构提高残膜-土壤-秸秆输送效率。建立输送链表面物料颗粒的受力模型,分析前进速度与输送链转速之间的变化关系,计算抖动轮与输送链转速;测定土壤剖面残膜和秸秆的含量及分布并建立虚拟仿真土槽,模拟棉田土壤中残膜和秸秆含量及分布特点。在EDEM中构建残膜-土壤-秸秆挖掘与输送装置仿真模型并设置挖掘铲入土深度150 mm,在不同前进速度(0.75、1、1.25 m/s)、旋耕刀片转速(210、230、250 r/min)、输送链转速(65、85、105 r/min)组合条件下,模拟挖掘与输送残膜-土壤-秸秆过程中的壅土效果和颗粒速度变化特性;根据仿真试验结果可知,在挖掘与输送装置前进速度较高的条件下易发生壅土问题,土壤层残膜、土壤和秸秆颗粒运动速度小于5 m/s。田间试验结果与仿真试验结果基本相同,在不同的因素水平组合条件下,田间试验测量壅土高度范围为71~246 mm;田间试验表明,当壅土高度小于等于90 mm时不会发生挖掘阻力较大并停机的问题。文中设计的挖掘与输送装置和作业效果分析方法,为设计新型的残膜-土壤-秸秆挖掘与输送装置提供参考。