秸稈深施還田機設計及深施裝置試驗研究

【摘要】：隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，在世界范圍內農(nóng)作物秸稈已成為了一種潛力巨大的可再生資源，中國作為農(nóng)業(yè)大國，在國家相關政策推動下，糧食產(chǎn)量保持穩(wěn)定增長，與此同時秸稈產(chǎn)量也大幅增加，近些年我國的秸稈年產(chǎn)量多達數(shù)億噸。秸稈除了直接燃燒、飼用外還可用于秸稈還田、新能源研發(fā)、工業(yè)加工等領域，然而我國的秸稈資源有效利用率偏低，很大比例的秸稈被直接廢棄與焚燒，既浪費了資源又引發(fā)了環(huán)境污染問題。將大量秸稈進行還田、加大其實施與推廣力度是解決上述問題的有效途徑，也有助于實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，對發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)意義重大。 本文介紹了秸稈還田在改良土壤物理性狀、增強土壤肥力、促進作物產(chǎn)量提升等方面的重大意義；概述了機械化秸稈還田技術的國內外研究現(xiàn)狀。秸稈還田具有多種方式，其中秸稈深施還田除了具備一般秸稈還田方式的效益外，還有助于防治耕地水、土、肥的流失，對改善土壤的蓄水與保溫性能具有顯著效果，故本文研發(fā)了秸稈深施還田機，用以實施秸稈深施還田作業(yè)。 秸稈深施還田機主要包括秸稈撿拾裝置、秸稈輸送裝置、秸稈喂入裝置、秸稈切碎裝置和秸稈深施裝置等，在各裝置的設計過程中應用了運動分析、動力分析和計算機輔助設計等方法和手段。其傳動系統(tǒng)為機械傳動與液壓傳動相結合，采用機–電–液一體化的控制方式。整機適應壟作和平作耕地，一次進地可以完成玉米秸稈的撿拾、切碎、深施還田作業(yè)；可以與160～200hp的拖拉機匹配，與拖拉機懸掛連接，秸稈深施還田機作業(yè)速度為4～6km/h，秸稈撿拾、深施作業(yè)幅寬為3壟（壟距約650mm），秸稈切碎長度為5～40mm，秸稈深施深度為15～40cm，秸稈深施量可通過控制深施裝置進行調整。 秸稈深施裝置作為整機的關鍵裝置，其性能直接影響秸稈深施還田作業(yè)的質量和效率，故本文在秸稈深施試驗臺上對其進行了行進阻力和秸稈深施量的測試與分析，并對其性能和作業(yè)參數(shù)進行深入研究。 （1）行進阻力試驗以深施深度、土壤密度和行進速度為考察因素，以行進阻力為試驗指標，結果顯示：隨著深施深度、土壤密度和行進速度的增大，行進阻力也增大，三個因素對行進阻力的影響主次順序為：土壤密度、深施深度和行進速度，其中行進速度的影響不顯著。 （2）秸稈深施量試驗以深施螺旋轉速、秸稈長度和秸稈含水率為考察因素，以秸稈深施量（體積量）為試驗指標，在本試驗條件下得出：秸稈深施量隨秸稈含水率和秸稈長度的增大逐漸減小、隨深施螺旋轉速的增大而增大，且三個因素對秸稈深施量影響程度從大到小依次為秸稈含水率、深施螺旋轉速和秸稈長度。 秸稈深施還田是對秸稈還田技術的進一步探索，秸稈深施還田機的設計及深施裝置的試驗研究可以為秸稈深施還田技術的深入研究與機具研發(fā)提供參考。 【關鍵詞】：秸稈還田 秸稈深施還田機 撿拾切碎裝置 深施裝置 阻力試驗 深施量試驗
【學位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：S224.2
【目錄】：

• 摘要8-9
• Abstract9-11
• 1 引言11-21
• 1.1 研究的目的與意義11-13
• 1.1.1 秸稈資源利用現(xiàn)狀11
• 1.1.2 秸稈還田的意義11-13
• 1.1.3 秸稈還田方式與秸稈深施13
• 1.2 機械化秸稈還田研究現(xiàn)狀13-18
• 1.2.1 國內現(xiàn)狀13-17
• 1.2.2 國外現(xiàn)狀17-18
• 1.3 主要研究內容18-19
• 1.4 技術路線19-21
• 2 秸稈深施還田機總體設計21-33
• 2.1 設計要求21
• 2.2 總體結構與工作原理21-22
• 2.3 傳動系統(tǒng)設計22-26
• 2.3.1 秸稈撿拾輸送喂入傳動系統(tǒng)設計23-25
• 2.3.2 秸稈深施傳動系統(tǒng)設計25-26
• 2.4 控制系統(tǒng)設計26-29
• 2.5 動力匹配29-32
• 2.6 小結32-33
• 3 秸稈撿拾與輸送裝置設計33-45
• 3.1 秸稈撿拾裝置設計33-41
• 3.1.1 秸稈撿拾裝置結構與工作原理33-35
• 3.1.2 彈齒運動分析35-37
• 3.1.3 主要零部件的設計37-40
• 3.1.4 撿拾器運動仿真40-41
• 3.2 秸稈輸送裝置設計41-42
• 3.3 動力與傳動42-43
• 3.4 小結43-45
• 4 秸稈喂入與切碎裝置設計45-55
• 4.1 喂入輥設計45-47
• 4.1.1 工作分析45-46
• 4.1.2 結構設計46-47
• 4.2 切碎器設計47-50
• 4.2.1 結構設計47-49
• 4.2.2 工作性能49-50
• 4.2.3 動力選擇50
• 4.3 拋送筒設計50-54
• 4.3.1 秸稈運動分析51-54
• 4.3.2 拋送筒結構54
• 4.4 小結54-55
• 5 秸稈深施裝置設計55-63
• 5.1 結構與工作原理55-56
• 5.2 關鍵零部件設計56-59
• 5.2.1 鏟體設計56-57
• 5.2.2 深施螺旋設計57-59
• 5.3 鏟體和深施螺旋受力分析59-61
• 5.3.1 鏟體受力分析59-60
• 5.3.2 深施螺旋受力分析60-61
• 5.4 動力與傳動61-62
• 5.5 小結62-63
• 6 機架及其連接63-69
• 6.1 主機架設計63
• 6.2 側機架設計63-64
• 6.3 機架連接64-65
• 6.4 機架運動分析65-67
• 6.5 液壓缸設計與選用67-68
• 6.6 小結68-69
• 7 秸稈深施裝置試驗研究69-80
• 7.1 秸稈深施裝置行進阻力試驗69-74
• 7.1.1 試驗設計69-72
• 7.1.2 試驗結果與分析72-74
• 7.2 秸稈深施裝置秸稈深施量試驗74-79
• 7.2.1 試驗設計74-77
• 7.2.2 試驗結果與分析77-79
• 7.3 小結79-80
• 8 結論80-81
• 致謝81-82
• 參考文獻82-85
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文85

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