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內嵌式基質開溝覆膜一體機設計與試驗

2024-11-12 00:00:00崔夢杰邢劍飛王旭峰王振偉胡燦王龍
中國農機化學報 2024年11期

摘要:為解決新疆南疆地區(qū)設施農業(yè)溫室大棚內作業(yè)空間狹窄、缺乏高效作業(yè)的開溝覆膜一體機問題,設計一款內嵌式基質開溝覆膜一體機。該機具由機架、開溝覆膜機構、動力機構、梯形鎮(zhèn)壓機構、覆基質機構等組成,內嵌式基質開溝覆膜一體機作業(yè)可一次性完成開溝、覆膜、定型、覆土和排基質等多項作業(yè)。通過EDEM仿真軟件對單一切土開溝刀和切拋組合式開溝刀進行開溝仿真模擬,并進行田間試驗驗證。結果表明,單一切土開溝刀在開溝過程中所受到的阻力平均值為329 N,切拋組合式開溝刀在開溝過程中所受到的阻力平均值為338 N左右,切拋組合式開溝刀提高作業(yè)質量且開溝阻力并未明顯增加。該機具開溝深度為30 cm、開溝深度穩(wěn)定性為87.1%、開溝后碎土率為92.4%??蔀楦珊灯h地區(qū)設施農業(yè)溫室大棚內機械作業(yè)提供技術參考。

關鍵詞:新疆南疆地區(qū);設施農業(yè);溫室大棚;開溝覆膜;EDEM

中圖分類號:S224.4 文獻標識碼:A 文章編號:2095?5553 (2024) 11?0245?08

Design and experiment of an integrated machine for embedded matrix furrowing and film covering

Cui Mengjie1, 4, Xing Jianfei1, 2, Wang Xufeng1, 2, Wang Zhengwei3, Hu Can1, 2, Wang Long1, 2

(1. College of Mechanical and Electrical Engineering, Tarim University, Alar, 843300, China;

2. Xinjiang Production and Construction Corps Key Laboratory of Utilization and Equipment of Special Agricultural and Forestry Products in Southern Xinjiang, Tarim University, Alar, 843300, China;

3. Nanjing Institute of Agricultural Mechanization, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Nanjing, 210014, China;

4. Aksu Agricultural Inspection and Testing Center, Aksu, 843000, China)

Abstract: In order to solve the problem of narrow working space in the greenhouse of facility agriculture in Southern Xinjiang and lack of efficient operation, an integrated machine for embedded substrate cultivation trenching and film mulching is designed. The machine is composed of a frame, a furrow mulching mechanism, a power mechanism, a trapezoidal suppressing mechanism and a substrate covering mechanism, etc. The embedded substrate cultivation furrowing and mulching machine can complete a number of operations at the same time, such as ditching, mulching, shaping, soil covering and matrix discharging. By using EDEM simulation software, the ditching simulation of single soil ditching cutter and combined cutting and throwing ditching cutter was carried out. Finally, the field experiment was verified, and the results showed that the average resistance of single soil ditching cutter in the process of ditching was 329 N, and the average resistance of slicing?throwing combined ditching cutter in the process of ditching was about 338 N. The working quality of slicing?throwing combined ditching cutter is improved but the ditching resistance does not increase significantly. The ditching depth of the machine is 30 cm, the ditching depth stability is 87.1%, and the soil breaking rate after ditching is 92.4%. It provides technical reference for the mechanical operation in the greenhouse of facility agriculture in arid and remote areas.

Keywords: Southern Xinjiang region; facility agriculture; greenhouses; furrowing and film covering; EDEM

0 引言

新疆南疆地區(qū)耕地資源不足,土地資源以荒漠、戈壁、鹽堿地為代表,惡劣的自然條件及有限的土地資源使得南疆農業(yè)成為典型的弱質產業(yè)[1]。近年來為彌補耕地資源不足,新疆南疆地區(qū)將設施農業(yè)作為資源轉換戰(zhàn)略,致力于在沙漠上開展設施農業(yè)來解決南疆農業(yè)發(fā)展中的耕地退化、水資源利用率低的問題,保障果蔬等產品供應問題[2]。目前設施農業(yè)果蔬種植中主要采用無土栽培技術,有效防止土壤連作病害[2],無土栽培技術中常用內嵌式基質栽培種植模式,該模式具有地膜抑蒸、膜下積溫的特點,能夠達到蓄水保墑、集雨抗旱,能夠有效地預防溫室大棚冬春季低溫脅迫、土壤連作障礙,提高果蔬的產量[3]。由于溫室大棚空間相對狹窄,因此內嵌式基質栽培種植下開溝、覆膜、定型、覆土均為人工方式或小型機械+人工方式進行操作,耗時耗力,增加了用工成本,降低了生產效率,阻礙了農用機械設備在設施農業(yè)溫室大棚內的應用。南疆設施農業(yè)內嵌式基質栽培種植模式相對成熟并且進行了推廣應用,相應的設施農業(yè)機械化水平亟待提高[4]。

國內開溝覆膜機研制主要基于大田作業(yè)。西南大學陳昶[5]針對西南丘陵區(qū)起壟覆膜作業(yè)現狀為導向,結合農藝及農業(yè)要求采用臥式旋轉開溝方式,研究了便攜式嵌膜機開溝器,一次性完成了開溝、嵌膜和填土作業(yè),但是作業(yè)穩(wěn)定性和覆土環(huán)節(jié)依然存在問題需要繼續(xù)研究。目前國外開溝覆膜、起壟覆膜研究較早,應用也較為廣泛。日本于1948年就開始相關研究[6],也是世界上最早推行開溝覆膜播種的國家,其起壟覆膜機、覆膜播種機等大田機械已經形成規(guī)?;c商業(yè)化。但由于國外土壤性質不一樣,國外機具大都是大功率,高寬幅發(fā)展,技術較高,農民操作起來困難,不完全適合我國需求。

針對新疆南疆地區(qū)設施農業(yè)溫室大棚內作業(yè)空間狹小,缺乏高效作業(yè)開溝覆膜機一體機的問題,結合南疆設施農業(yè)栽培模式,設計一款適用于南疆土壤,集開溝、覆膜、定型、覆土為一體的內嵌式基質開溝覆膜一體機,并進行田間試驗驗證。

1 總體結構與主要技術指標

1.1 內嵌式栽培模式的農藝要求

設施農業(yè)內嵌式基質栽培模式指采用下挖隔離槽(定植溝),一般深度為30 cm,上側寬度40 cm,底部寬度30~40 cm,并在定植溝內鋪設一層厚約0.1 mm的聚乙烯薄膜,并將爐渣和黃沙按質量比3∶5的比例充分混拌后,均勻鋪設到所述定植溝內,如圖1所示。

1.2 整機結構

內嵌式基質開溝覆膜一體機的主要結構包括導向與限深機構、機架、擋土倒流裝置、驅動輪、齒輪變速箱、汽油箱、手扶管裝置覆膜機構、覆土機構、梯形鎮(zhèn)壓機構、覆基質機構等,如圖2所示。

1.3 工作原理

內嵌式基質開溝覆膜一體機主要由傳動裝置、開溝裝置、覆膜裝置、梯形鎮(zhèn)壓裝置、導向與限深裝置、覆基質裝置等組成。導向與限深裝置由支撐架和導向輪組成,可通過調節(jié)導向輪的高度控制開溝深度;操縱裝置主要由手持式操縱架和擋位調節(jié)系統(tǒng)組成。作業(yè)時,皮帶輪將動力分為兩路傳動,一路傳動到變速箱來帶動開溝刀軸,另一路推動機具前進。旋耕機帶動開溝裝置逆時針旋耕碎土并將土壤撒向溝的兩側;擋土板固定在開溝器上方,以保證土壤均勻的撒向溝邊防止拋出的土壤回落,且可以保持良好的溝型尺寸。覆膜裝置在機架的前方,隨著機器的前進完成覆膜作業(yè);行走鎮(zhèn)壓裝置可將膜與種植溝同時鎮(zhèn)壓固定;基質箱位于機架上方且與機架焊接固定,作業(yè)時可將基質均勻灌輸到種植溝內,完成排基質作業(yè)。

1.4 主要技術參數

內嵌式基質開溝覆膜一體機的主要技術參數見表1。

2 關鍵部位設計

2.1 切拋組合式開溝裝置

設施農業(yè)溫室大棚空間相對狹窄,中、大型農業(yè)機械無法適用。犁鏵式和鏈刀式的開溝裝置耕作阻力大,功率消耗較高,對機械動力的要求較高[7],相比之下,旋耕開溝裝置結構簡單,具有良好的切土碎土性能,且作業(yè)性能較為穩(wěn)定、功耗較低,可以滿足內嵌式基質栽培模式的作業(yè)要求。

切拋組合式開溝裝置是內嵌式基質開溝覆膜一體機的重要組成部件,主要負責碎土并將土壤均勻拋出,完成初步的開溝作業(yè),其作業(yè)質量直接影響著整機的能耗以及后續(xù)鎮(zhèn)壓裝置的壟體整形作業(yè)質量。常用的圓盤式開溝裝置將通用型旋耕刀在刀盤圓周等距排布,其開溝作業(yè)時切土碎土性能良好,但土壤大多被拋向正后方,造成土壤回落,容易覆蓋所開溝型[8],拋土性能較差,不符合設施農業(yè)開溝作業(yè)時拋土均勻、不回落溝內的農藝要求。針對此問題,該機采用拋土性能較好的拋土刀與碎土能力優(yōu)良切土刀相結合,組成切拋組合式開溝裝置[9],如圖3所示,該裝置主要由刀軸、切土刀、拋土刀、刀座構成。

開溝刀在開溝過程中一邊圍繞刀軸旋轉做切土運動,一邊隨機具前進速度運動,開溝刀的絕對運動是兩種運動的結合,其運動軌跡為有規(guī)律的余擺線[10],軌跡如圖4所示。

以開溝刀軸旋轉中心為坐標原心,機具的前進方向為x軸,以y軸正方向垂直向上,建立直角坐標系,刀片端點與y軸重合,運動方程如式(1)~式(3)所示。

[x=Rcosωt+vmt] (1)

[y=Rsinωt] (2)

[λ=ωtvm] (3)

開溝起壟刀片端點絕對速度v如式(4)所示。

[v=vx2+vy2=v02+R2-2vmRωsinωt] (4)

式中: [R]——旋耕刀的轉動半徑,mm;

[ω]——旋耕刀的旋轉角速度,rad/s;

[vm]——機具的前進速度,m/s;

[λ]——旋耕速比;

[t]——時間。

旋耕速比對開溝刀作業(yè)質量有著重要影響,λ>1時,開溝刀的運動軌跡為余擺線,可以確定開溝刀運動方向,防止出現向前推土現象,保證開溝作業(yè)質量。

刀盤直徑影響機具的開溝功耗,計算如式(5)所示。

[D=1.2~1.4H] (5)

式中: [H]——開溝深度,取300 mm。

因此,[D=360~420] mm。根據設施農業(yè)的農藝要求,開溝深度300 mm, 本文設計的開溝覆膜機為了保證切拋組合式開溝裝置切土均勻,盡可能少地消耗功率將切出的土壤拋落到溝面,刀盤回轉直徑設計為400 mm。

切土節(jié)距的大小直接影響開溝刀的碎土作業(yè)質量以及開溝起壟的穩(wěn)定性[11]。刀盤安裝的刀片數量直接影響著切土節(jié)距,不同的土壤特性和土壤上種植作物的不同,對切土節(jié)距都有不同的取值要求。在一般情況下,切土節(jié)距越大,刀具耕作的碎土率越低。土壤黏性偏小,土壤含水率大,切土節(jié)距應取較小值,反之,應取較大的切土節(jié)距S,如式(6)所示。

[S=vmts=vm2πRλZ=60vmZn] (6)

式中: [S]——切土節(jié)距;

[Z]——旋耕刀的安裝數,個;

[n]——刀軸轉速,r/min;

[ts]——刀盤的工作轉動時間,s。

由上式可知,改變機具前進速度、刀片數量以及刀盤的轉速都可以改變切土節(jié)距。驅動采用小型手扶式旋耕機,前進速度為0.5 m/s。本文定義開溝和起壟刀的切土節(jié)距為15~50 mm,開溝刀片數量為5。

2.2 鎮(zhèn)壓機構

鎮(zhèn)壓裝置能夠將起壟溝面表層土壤進行鎮(zhèn)壓定型,防止土壤被水侵蝕和塌陷,并確保播種或移栽深度一致。根據內嵌式基質栽培種植模式壟體農藝要求,設計梯形鎮(zhèn)壓裝置(圖5),主要由軸承座、壟頂鎮(zhèn)壓輥、壟壁整形輥和多連桿調節(jié)機構組成。鎮(zhèn)壓裝置與機架連接,其作業(yè)高度可通過調整多連桿調節(jié)機構調整。裝置采用了兩側對稱式設計,增加了其作業(yè)穩(wěn)定性,且能夠確保整體受力的平衡。

2.3 機架設計

機架是將機具的整體與動力機械部分連接為一體的關鍵機構,將不同的零件有效地連接成為一個整體。根據設施農業(yè)開溝覆膜的農藝要求和作業(yè)環(huán)境考慮以下幾個方面:(1)機架設計主要需保證其穩(wěn)定性、剛度、強度要求;(2)機架結構設計應盡量簡單并且合理,便于與動力裝置結合且便于其他零部件的拆裝;(3)機架設計應預留調整零部件的安裝空間,如螺紋孔等,當開溝尺寸與覆膜尺寸發(fā)生變化時,零部件應能在機架上合理變換位置;(4)機架的抗震性及耐腐蝕性較好。

內嵌式基質開溝覆膜一體機機架主要由30 mm×30 mm×3 mm方鋼焊接而成,機架呈(長×寬×高)1 030 mm×1000 mm×450 mm的框架式結構,結構簡單,方便鎮(zhèn)壓裝置、覆膜覆土裝置、行走輪等零部件的安裝與拆卸。機架的結構如圖6所示,覆膜覆土裝置、鎮(zhèn)壓裝置通過螺栓固定鏈接到機架上。

2.4 覆膜覆土裝置

覆膜覆土部件主要由掛膜架、壓膜輪和覆土盤三部分構成,成對使用,如圖7所示。該裝置的覆膜寬度為100 cm,掛膜架用于地膜安裝的支架,在開溝覆膜機上使用,壓膜輪用于適當拉緊鋪設在定植溝中的地膜,覆土盤的作用是刮起少量地表土,并將地膜壓緊。機具作業(yè)前,先將膜放置于掛膜架上,隨后將地膜一端掩埋,當機具作業(yè)時,地膜卷在地膜拉力作用下,在掛膜架上轉動,并將地膜送出,隨后機架兩側壓膜輪把地膜兩側邊壓進地膜溝內,在壓膜輪的滾動下,地膜進一步被橫向拉伸和延展,使其貼合在土壤表面;最后,覆土圓盤利用適量的土壤將地膜兩側填埋。

2.4.1 壓膜輪設計

壓膜輪是覆膜裝置中最主要的零部件之一,如果其本身設計存在問題,可能會增加破膜率并降低覆膜效果。制作壓膜輪常用的材料包括金屬、尼龍和橡膠等。本次設計使用橡膠壓膜輪,該輪的外形要具有一定的錐度,以確保在錐度的作用下,壓膜輪對地膜施加橫向的拉力并防止地膜出現褶皺。壓膜輪的設計還應考慮其輪緣寬度、直徑和質量等因素。壓膜輪的直徑和寬度是關鍵的因素。在相同的速度下,壓膜輪的重量相同,直徑越小,則覆蓋地膜的時間便越短,覆膜效果越差。壓膜輪設計示意圖如圖8所示。

根據圖8可知,壓膜輪最小半徑應滿足式(7)。

[r≥α1-cosλ] (7)

式中: [r]——壓膜輪半徑,mm;

[α]——壓膜輪下壓深度,一般取5 mm。

計算可得壓膜輪理論半徑值為82.99 mm,取壓膜輪的最小半徑為90 mm。壓膜輪的寬度由開溝器的開溝寬度決定,綜合考慮開溝器開溝寬度的影響以及便于壓膜順利作業(yè),取壓膜輪的寬度為20 mm。

2.4.2 覆土盤設計

覆土圓盤是將壟溝土壤積聚并翻到膜上,以達到膜邊覆土的目的。影響覆土圓盤覆土質量的主要因素有覆土圓盤偏角[φ]、圓盤傾角[ξ]以及圓盤直徑[Dy]。圓盤偏角[φ]是覆土圓盤與機具前進方向的夾角,其值越大則覆土圓盤的翻土能力越強,同時也會增加牽引阻力。圓盤偏角取值范圍通常為40°~45°。圓盤傾角[ξ]是覆土圓盤與地面垂直面之間的夾角,影響覆土圓盤膜邊覆土能力,圓盤傾角的取值范圍為15°~25°。覆土圓盤偏角[φ]、圓盤傾角[ξ]以及圓盤直徑[Dy]關系如式(8)所示。

[Bw=2(Dy2)2-(Dy2-Zycosξ)2sinφ] (8)

式中: [Bw]——覆土圓盤的作業(yè)幅寬,cm;

[Zy]——入土深度,cm。

根據農藝及地膜寬度要求,覆土寬度[Bm]=60 mm,本設計中為保證膜邊覆土質量,將覆土圓盤作業(yè)幅寬[Bw]設計為70~80 mm,入土深度[Zy]=15 mm。代入式(8)中,計算得出覆土圓盤直徑[Dy]為206~265 mm,根據覆土圓盤安裝參數要求,取[Dy]=250 mm。

3 開溝裝置的仿真試驗

為探究增加拋土刀是否會增加開溝能耗,開溝效果是否好于單一切土開溝器。在機具前進速度為0.4 m/s、0.7 m/s、1.0 m/s的工況下,分別對180 r/min、200 r/min、220 r/min的刀盤轉速作業(yè)下的單一切土刀開溝器和切拋組合式開溝器進行離散元仿真軟件開溝模擬,并對結果進行分析,刀具模型如圖9所示。

3.1 離散元模型的建立

使用EDEM離散元仿真中的顆粒元素對土壤進行建模,為對仿真過程中土壤顆粒模型進行準確設定,對設施農業(yè)溫室大棚土壤參數進行了測定,主要是依據通過測定新疆生產建設兵團第一師六團設施溫室里的土壤顆粒的性質和參考文獻[11?13]得出,參數如表2所示。

為了表示土壤中的粗砂粒、細礫、石粒,引用三種土壤顆粒。單球土壤顆粒半徑為1.5 mm,雙球顆粒由半徑1.5 mm的兩個圓球組成,三球顆粒由三個半徑1.5 mm的圓球組成,在EDEM顆粒工廠中將粒徑設定為隨機生成。利用SolidWorks 2021建立2種開溝器三維實體模型,保存為x_t格式,導入EDEM軟件中。離散元仿真的顆粒接觸模型選用Hertz-Mindlin with Bonding模型。

3.2 仿真結果分析

兩種開溝刀的開溝效果如圖10和圖11所示。開溝器在0~4.5 s內完成開溝作業(yè),開溝器在0.5 s時接觸土壤,由于刀具在前進過程中切土量在逐漸增加,其阻力瞬間增加,在1 s時隨著刀具完全進入土壤,其阻力逐漸趨于穩(wěn)定。單一切土開溝刀在開溝過程中所受到的阻力在1~4 s時趨于穩(wěn)定,根據仿真結果分析反映出切拋組合式開溝刀相比于單一切土刀,其拋土的正后側區(qū)域沖擊力減小,拋土的上方區(qū)域沖擊力減小,從而導致其拋土總沖擊力減小。根據內嵌式基質栽培模式開溝作業(yè)后溝底較為平整、浮土較少、溝底寬度不宜過小的農藝要求。對比單一切土開溝刀和切拋組合式開工溝刀的開溝效果可知,切拋組合式開工溝刀具的開溝效果更好。在開溝過程中切拋組合式開溝刀能夠將土壤均勻拋出溝外,保持了良好的溝形,其拋土性能優(yōu)良,而單一切土刀更易將土壤拋至溝內,造成土壤回落溝中,不利于保持溝形完整。

通過EDEM后,處理模塊將單一切土開溝刀和切拋組合式開溝刀開溝時不同工況下所受到的阻力導出,如圖12所示。

仿真結果表明,當開溝器轉速一定時,隨著機具前進速度的增加,作業(yè)阻力也在增加;當機具前進速度一定時,隨著開溝器轉速的增加,作業(yè)阻力在增大。在所有工況下,切拋組合式開溝刀和單一切土刀的平均作業(yè)阻力分別時338 N和329 N。切拋組合式開溝刀相比于單一開溝刀,在增加拋土性能的情況下,僅增加2.8%的功耗,切拋組合式開溝刀在提高開溝拋土質量的同時,并未明顯增加開溝阻力。

4 田間試驗

4.1 試驗條件與材料

內嵌式基質開溝覆膜一體機田間試驗地點為新疆生產建設兵團第一師七團試驗田,試驗地土壤為沙質壤土,土質均勻,可確保每次試驗的土壤條件相同。試驗時天氣晴朗溫度約為21 ℃,相對濕度約為41%。采用五點測試法測得10 cm深度的土壤堅實度平均值為142.3 N/m2,含水率為11.4%,土壤深度為20 cm的土壤堅實度平均值為163.4 N/m2,含水率為11.3%,土壤深度為30 cm的土壤堅實度平均值為187.6 N/m2,含水率為11%。試驗設備包括內嵌式基質開溝覆膜一體機、TYD-2型數顯土壤硬度計、土壤濕度測量儀、鋼卷尺、鋼板尺、電子天平等。

4.2 開溝功耗試驗

試驗方法參照NY/T740—2003《田間開溝機械作業(yè)質量》[14]。試驗以功率消耗[P]為試驗指標,考察機具的前進速度[v]和開溝刀轉速[n]以及開溝深度[h]對開溝功耗[P]的影響。田間試驗時機具的作業(yè)速度和刀盤轉速的取值以表中數值為準,因為機具前進速度和輸出軸轉速受擋位和油門大小影響會發(fā)生改變。在進行開溝作業(yè)時,機具前進速度和刀軸轉速可以通過調節(jié)檔位和油門大小來實現,開溝深度可以通過調節(jié)限深輪螺紋桿和固定套筒的相對高度來實現。開溝功耗可通過扭矩傳感器測量并采集,開溝功耗測量方法:在進行開溝試驗時,通過扭矩傳感器對開溝作業(yè)時刀具的瞬時扭矩進行采集,并對瞬時功率進行計算。單次開溝試驗結束后,數據處理終端可以將整個作業(yè)行程的平均功率讀取并記錄。根據試驗因素表,可得出各因素交互作用對開溝功耗的影響。試驗因素水平表見表3,試驗方案與結果見表4。

為了更直觀的反映出不同試驗因素對機具開溝功耗的影響,根據開溝功耗的二次回歸模型方程擬合得出響應面優(yōu)化模型,響應曲面結果如圖13所示。

由圖13可知,當開溝深度一定時,機具前進速度和刀盤轉速的升高會使功率消耗增大,其中機具的前進速度對開溝功耗的影響最大;開溝作業(yè)時,增加機具前進速度和刀盤的轉速會使單位時間內土壤切削量和拋送量增大,從而增加機具的功率消耗。

4.3 開溝性能試驗

試驗方法參照NY/T 740—2003《田間開溝機械作業(yè)質量》[14],計算內嵌式基質開溝覆膜一體機的幾項指標;開溝深度、開溝深度穩(wěn)定性、溝面寬度、溝底寬度、開溝后碎土率,計算如式(9)~式(12)所示,其中開溝深度的測量方法為測試前要將溝底和拋落在溝旁的土塊進行清理。測量兩個不少于50 m的作業(yè)行程,沿作業(yè)方向等間距選取5處測量,一共測量10處。在原地表和兩溝壁交線的位置放一直尺,測量點開溝深度為測量溝底中心點到直尺的距離。試驗結果見表5。

[h=i=1nhiN] (9)

式中: [h]——開溝深度平均值,cm;

[hi]——第i個點測量點的開溝深度值,cm;

[N]——在作業(yè)區(qū)內選定的測量點數,[N=10]。

[S=i=1nhi-h2N-1] (10)

[V=Sh×100%] (11)

[U=1-V] (12)

式中: [S]——開溝深度標準差,cm;

[V]——開溝深度變異系數,%;

[U]——開溝深度穩(wěn)定性系數,%。

5 結論

為解決新疆南疆地區(qū)設施農業(yè)溫室大棚內作業(yè)空間狹小、缺乏高效作業(yè)的開溝覆膜一體機問題,設計一款內嵌式基質開溝覆膜一體機,根據農藝要求對樣機的開溝裝置、鎮(zhèn)壓裝置、覆基質裝置等進行設計與選型,并對一些關鍵部件的參數進行設計與分析。

1) 通過EDEM仿真軟件對單一切土開溝刀和由切拋組合式開溝刀進行模擬開溝仿真。結果表明:單一切土開溝刀在開溝過程中所受到的阻力平均值為329 N,切拋組合式開溝刀在開溝過程中所受到的阻力平均值為338 N左右,切拋組合式開溝刀提高作業(yè)質量,且開溝阻力并未明顯增加。

2) 經田間試驗驗證,該機具開溝深度可達30 cm、開溝深度穩(wěn)定性為87.1%、開溝后碎土率為92.4%,該機具各項性能指標已達到行業(yè)要求,能夠滿足設施農業(yè)的農藝要求,可為干旱偏遠地區(qū)設施農業(yè)溫室大棚內機械作業(yè)提供技術參考。

參 考 文 獻

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