振动深松机的设计与试验

土壤环境是农业发展的重要基础条件,是一种宝贵的不可再生资源。长期以来,由于农业机械的反复碾压和土壤过度开发,导致土壤紧实,破坏土壤耕层,影响作物的生长与产量提升。深松是指利用深松机械疏松土壤、改善紧实度,是提高土壤蓄水保墒能力的有效方式。传统深松机存在作业阻力大和工作效率低等问题。因此,设计一种振动深松机,基于振动深松机减阻机理提出整体设计方案,并对关键部件进行设计与选型,最后通过田间试验验证振动深松机对土壤环境的改善作用。

振动深松机的研究进展与展望

连续多年的浅层翻耕或旋耕,造成我国土壤耕层浅、耕层内有效土壤少及犁底层坚实等严重问题。针对这些问题,深松技术及深松机具的研制在近年得到快速发展。为此,简要介绍了振动深松机的减阻原理,并从已有深松机的专利重点分析阐述了振动深松机关键部件的工作原理及设计应用,指出了存在的问题,并展望了振动深松机的发展趋势。

1ZS-2型振动深松机的研究设计

通过对现有深松机的比较研究,确定了1ZS-2型振动深松机的总体结构;设计了典型零部件并进行了选材和强度校核。该机可通过改变振动元件的转速获得不同的频率,通过改变偏心转子的偏心率来改变振幅。虽然,振动深松不能减少总功耗,但可以大大降低牵引阻力,这对拖拉机充分发挥现有功率是非常有效的。

振动深松机机架的有限元分析

为避免深松过程中振动深松机机架的变形损坏,对振动深松机机架进行有限元分析。采用SolidWorks对振动深松机机架进行参数化建模,通过软件接口将模型导入ANSYS Workbench,通过Static Structural模块对机架进行有限元静力分析,得到其在边界条件下的应力、应变和总变形分析云图;利用Modal模块对机架进行有限元模态分析,得到其前6阶固有频率和模态振型。分析结果表明,机架静力分析时的变形和模态分析时低阶模态的振动幅度都较小,机架的结构满足设计要求,为机架的改进设计和样机的制造提供一定的理论依据和参考。

南疆土壤特性下振动深松机深松铲结构及强度的研究

为有效发挥深松作业优势,针对南疆土壤特性通过实验分别测出了15、20、25、30 cm耕作深度下有振动和无振动两种情况下的耕作阻力,利用有限元软件在耕作深度30 cm时对主要工作部件深松铲的变形、应力及应变进行分析,为南疆土壤特性下深松铲的设计提供了一定的支撑数据,同时完成了对深松铲的强度校核,进行了适当改进和加强,保证了深松作业的连续稳定和安全性。

基于DEM-MBD耦合算法的自激振动深松机仿真分析

自激振动深松机的设计主要采用田间试验及理论分析方法,但田间试验成本高、周期长,同时理论分析尚不具备完整准确的解析解。为提高该类机具的设计效率,保证设计结果的准确性和可靠性,本文在课题组研制的Agri-DEM软件平台上,添加了离散元法(DEM)与多体动力学(MBD)耦合算法,然后利用该算法对自激振动深松单体作业过程进行仿真分析。耦合算法中,采用MBD方法建立了台车深松机悬挂架土壤的系统动力学模型,包括7个活动刚体、1个滑移铰、7个转动铰、1个滑移驱动、1个弹簧力约束和1个阻尼约束,同时利用广义坐标分块算法将系统微分代数方程组转化为微分方程组,并通过亚当斯莫尔顿校正算法进行积分,求解获得各刚体的运动学参数和动力学参数;采用DEM方法建立了耕作土壤的离散元模型,考虑土壤颗粒的黏附力,提出一种适合于土壤等湿颗粒间的接触力学模型——湿颗粒模型,模型参数通过试凑法确定。对模型进行深松铲的动力学响应分析、弹簧及牵引力动力学响应分析和土壤扰动过程分析,仿真结果表明:土槽台车前进速度为0.5 m/s时,机具牵引力周期性变化的区间为-331.06~1492.75 N,最大牵引力为1492.75 N;深松铲的入土角周期性变化的区间为0^-0.11 rad,在高度方向上铲柄质心的变化区间为-400.33^-581.37 mm;激振弹簧受载也呈周期性变化,变化区间为2623^-2231 N;深松铲铲尖部位抬升土壤,土壤颗粒扰动量在铲尖区域最大,并沿深松铲前进方向和侧向依次递减。仿真结果直观的呈现了自激振动深松机的作业过程及土壤颗粒的运动情况,定性的解释了自激振动深松机的减阻机理。本文添加的DEMMBD耦合算法,为自激振动深松机工作过程分析和优化设计提供了一种新方法。

热带香蕉地振动深松机的设计与研究

针对香蕉地地形特殊,传统深松机作业方式单一、造价高、牵引阻力大、松土效果不理想及作业不稳定等问题,研制了一种热带香蕉地振动深松机,设计了该机的总体方案及主要部件的结构。该机具有结构简单紧凑、深松效果好、省力、耕深大的特点,其可保证在不翻动土壤前提下有效促进作物根系发育生长,对香蕉的抗旱增产具有很好的效果。

振动深松机技术经济分析

多年试验表明,保护性耕作具有保水改土、增产增收、改善生态环境的综合效益,尤其在免耕法的基础上增加深松作业,效益更为显著.针对国内外现有深松机具质量不过关、性能差,深松深度、机械强度达不到要求,且耕作阻力大,针对这些情况设计并研制了1S-3型振动深松机.通过对试验区实例进行的分析、核算和论证,表明技术上可行,机具配套合理,经济效益、社会效益显著,具有广泛的推广应用价值.

基于UG的振动深松机建模及运动分析

为优化振动式深松机的深松性能和质量,降低工作阻力和功耗,提高工作效率,在UG的建模环境中分别对振动式深松机各个部件建模,并通过约束进行装配;利用UG的高级仿真功能,对导入的模型创建连杆、运动副,添加运动约束,施加驱动;设置合理的求解方案,完成振动角β=0°、β>0°、β<0°的三种运动仿真分析,得出振动角β<0°时更利于降耗的结论。本文对振动式深松机的耕作部件深松铲的运动规律进行分析对比,为机具减阻提供一种新的研究方法,对提高深松作业效果和作业性能提供理论依据。

振动深松机在保护性耕作中的运用

在我国,种植业占据着很大的比重,因此保护性耕种就被提上了日程。保护性耕种对改善生态环境有着重要的作用,尤其是在免耕重法的作用下,增加土地的使用率和深浅作业效率。针对我国目前振动深松机在质量上的缺点,我国研制了一款新的振动深松机,即振动深松机。本文探究了振动深松机在保护耕作中的应用。

振动深松机的技术原理与使用注意事项

深松作业是优化农业土壤条件的有效手段,深松机作为深松作业的实施者,近年来在技术和深松原理上得到了快速的发展。振动深松机作为农业上广泛使用的新机型,操作者应在了解其技术原理的基础上,掌握振动深松机相关的使用和保养常识,确保农业深松作业的合理性。

振动深松机的作业优势及原理分析

振动深松机是现代化的农业耕整地设备,其在优化土壤结构方面优势明显。通过对振动深松机和普通深松机械的对比,说明了振动深松机在结构和原理上的优势和振动产生的常见原理,并分析了现阶段振动深松技术存在的不足。

基于LABVIEW的振动深松机试验设计与分析

为了提高深松机作业过程中土壤疏松效果,降低机具的工作阻力,选用1SZ型振动式深松机,在土槽试验平台中进行了相应的振动减阻机理试验研究。首先设计了基于LABVIEW的软件测试系统,选取了扭矩、拉力、角度传感器等传感器及NI主机,基于五杆测力原理,构建了测试硬件系统,并选取机具的前进速度V0、振幅a=R s i nε和振动角β这3个主要因素进行三元二次回归正交旋转组合试验。试验表明:振动角对试验结果影响最大;得出的回归方程表明:当机具前进速度0.75m/s、振动幅值为7.5mm、振动角度为-15°时,试验指标机具工作阻力达到最小值3.975k N。

振动深松机的原理及技术优势分析

深松作业是在传统的农业耕作基础上进行的新技术,有利于打破传统耕作产生的犁底层,并显著优化耕地的土壤结构,有利于农业生产的长久发展。通过介绍振动深松机与传统深松作业的区别与优势,说明了振动深松的基本原理和常用机型的作业特点,总结了现阶段存在的技术问题,并对振动深松技术的发展提出了展望。

振动深松机在保护性耕作中的运用

所谓保护性耕作是指在能够保证种子发芽的前提下,通过免耕(或少耕)播种施肥、秸秆残茬处理、土壤深松、杂草病虫害防治等技术措施的综合应用,尽可能保持作物残茬覆盖地表,减少土壤水蚀、风蚀,实现农业可持续发展的一项农业耕作技术.

华勤牌1SZ-160型振动深松机

“华勤”牌1SZ-160型振动深松机是河北华勤机械股份有限公司与河北省农机修造服务总站共同开发研制的农业机械新产品。是与免耕机配套作业的一种新型农机具．该机可以打破梨底层，有利于雨水的人渗和作物根系的发育，改善了土壤的透水、透气性和土壤的团粒结构，实现耕地的用养结合和可持续发展，实现了作物的高产。另外该机具能对甘草、牛蒡等根茎较深的作物进行收获，加强型深松可达60～70厘米，是现代化科学耕作的保证。