犁旋平复式耕整机设计与作业参数优化

摘要

[目的]水旱轮作系统中，各类复式耕整装备由于一次下地能完成多项作业，应用越来越广，但其触土部件的结构、作业参数、秸秆和土壤的交互性等显著影响耕层土壤质量。本文旨在通过犁旋平复式耕整机的研制，改善耕层土壤质量。[方法]研制了一种集铧式犁组破土深翻+立式旋耕碎土搅拌+横向绞龙输土平地功能于一体的犁旋平复式耕整机，并对作业参数进行试验优化。根据农艺技术要求，设计了铧式犁组、立旋碎土装置、绞龙平地装置等触土部件的主要结构和空间布局方案；建立秸秆-土壤-触土部件交互作用的离散元仿真模型，以前进速度、立旋转速、绞龙转速为试验因素，以碎土率、秸秆埋覆率、地表平整度为评价指标，求得最优作业参数组合，并进行了田间试验验证。[结果]设定工作耕深为200 mm,在最优作业参数组合(前进速度0.5 m·s^-1、立旋转速360 r·min^-1、绞龙转速80 r·min^-1)条件下，田间试验结果为碎土率87.5%、秸秆埋覆率95.7%、地表平整度21.9 mm,与仿真结果最大误差为14.6%。[结论]犁旋平复式耕整机的田间作业性能良好，满足设计和田间作业质量要求，研究结果可为复式耕整装备研制与参数优化提供参考。

关键词

耕整地 / 复式作业 / 铧式犁 / 立旋 / 绞龙 / 离散元