柠条茎秆锯切性能参数分析与试验研究

摘要

为研究柠条茎秆在锯切过程中的力学特性，并寻求最优锯切参数组合以支持后续平茬装备的优化改进，利用自制的枝条锯切试验台，通过单因素试验研究枝条直径、切割速度、喂入速度、切割倾角和锯片齿数对枝条峰值切割力、切割功率的影响。在单因素试验基础上，采用Box-Benhnken中心组合试验方法，选取切割速度、喂入速度、切割倾角、锯片齿数为试验因素，以枝条峰值切割力、切割功率为目标值进行多因素试验，并建立回归模型。试验结果表明，峰值切割力随茎秆直径的增大而增大，随着切割速度、喂入速度、切割倾角、锯片齿数的增大先增大后减小；切割功率随茎秆直径的增大而增大，随着切割速度、喂入速度、切割倾角、锯片齿数的增大先减小后增大。对回归模型进行多目标优化分析，得出最优工作参数组合为切割速度45.7 m/s、喂入速度0.32 m/s、切割倾角8.3°、齿数104，该组合下的峰值切割力为7.02 N，切割功率为181.57 W。峰值切割力与切割功率的预测值与实际值的偏差分别为1.9%、2.2%。试验结果为寻求高效、低耗的柠条平茬装备的设计提供参考。

关键词

柠条 / 茎秆 / 锯切式切割试验台 / 峰值切割力 / 切割功率 / 平茬装备