摘要：针对长江中下游地区黏重土壤深松作业阻力大的问题,基于滑切和自激振动减阻的原理,设计了滑切型自激振动深松装置。对滑切型铲柄的滑切角及刃口角进行了分析及参数设计,通过有限元分析,表明铲柄强度符合设计要求,自激振动弹簧采用内外双弹簧以减小自激振动装置的结构尺寸。土槽对比试验表明,固定连接方式滑切型深松铲在各速度下相对于传统弧形深松铲减阻7. 79%～8. 81%,自激振动连接方式滑切型深松铲在各速度下相对于传统弧形深松铲减阻15. 45%～20. 05%。田间性能试验表明,深松后各深度下土壤坚实度下降显著,0～10 cm、10～20 cm和20～30 cm深度下土壤坚实度分别减小78. 18%、56. 08%和62. 72%;深松后各深度下土壤容重下降14. 66%～20. 81%,土壤含水率在0～10 cm略有下降,在10～20 cm和20～30 cm略有上升;土壤扰动系数均值为60. 8%,土壤蓬松度均值为11. 9%;深松深度及其稳定性系数符合行业标准,滑切型自激振动深松装置作业质量总体满足作业要求。

摘要：针对甘蔗切割过程中存在的宿根破头率高的问题,该研究通过分析甘蔗茎秆与刀具之间的相互作用关系,设计了一种基于“滑切+剪切”相组合的甘蔗根切装置,旨在提高根切作业质量。首先,通过分析传统圆盘式根切器的无支撑切割与滑剪组合式根切器的有支撑切割的作用原理,表明有支撑切割可以有效降低茎秆的弯曲阻力和惯性力,因此一定程度上阻止了茎秆产生较大的变形,有效保证了茎秆的切割质量,而滑切可有效降低切割阻力。并通过建立茎秆的根切受力模型,对根切器关键零部件的参数进行确定,采用等滑切角式刀片曲线进行滑切作业,滑切角和刀片刃口角分别为40°和45°。基于ANSYS/Workbench对根切器进行了静力学分析及模态分析,得到刀具的屈服强度为450~650 MPa,大于刀具所受最大应力102 MPa,最大变形量为4.94×10^(-5)m,满足使用性能要求。切割电机和喂入电机对应的激振频率分别为0~6.667 Hz和0~11.667 Hz,模态分析结果表明两电机的激振频率远小于根切器的一阶固有频率(60.89 Hz),因此不会引起共振现象,能够保障室内试验的顺利进行。搭建了可调刀盘转速、喂入速度及切割倾角的根切试验台,台架单因素试验结果表明当切割倾角、刀盘转速和喂入速度分别在10°~15°、140~220 r/min、1.1~1.7 m/s时,综合评价值较小,切割质量较优。正交试验方差分析结果表明各因素对综合评价值y均有显著影响;正交试验极差分析表明当切割倾角为15°,刀盘转速180r/min,喂入速度为1.4m/s时为最佳试验水平。经试验验证,此时综合评价值为0.256和0.298,切割质量较优。参考DG/T 117-2021甘蔗收获机械试验方法对甘蔗破头率进行检验,剪切合格率高达90.4%,破头率降低至10%以下,滑剪组合式甘蔗根切器作业质量满足行业要求。该研究可为新型甘蔗根切器的设计与研制提供理论参考。

摘要：根系脱土是中药虎杖收获的重要环节,采用直线梳刷式脱土辊指实现根土分离极为有效,然而直辊与根系作用时,常出现相互勾连、扯拉等不良状况,致使脱土功耗显著增加,为此该文融入滑切方式,设计了一种曲线滑梳式脱土辊指。根据滑切理论,确定了辊指滑梳的临界条件,利用对数螺线方程建立了辊指梳刃的曲线方程,通过辊指的动力学分析,建立了辊指作业的功耗模型,确定了辊指转速、辊指作业长度、辊指滑切角为功耗的主要影响因素,并根据摩擦角与滑切角关系,利用Matlab软件得到摩擦角和滑切角与功耗的伪彩色能量图,确定功耗最小所对应的辊指滑切角为67°。进行功耗及脱净率试验,利用多目标优化设计方法对试验结果进行综合评价。结果表明:在辊指转速为350 r/min、辊指作业长度为30 mm、辊指滑切角为67°时,脱土辊指的作业性能较优,此时脱净率为93.03%,功耗为76.73 W。研究结果可为虎杖根土分离部件的结构改进设计和作业参数优化提供依据。

摘要：深松作业能有效打破犁底层,提高土壤蓄水保墒能力。秸秆还田是秸秆资源利用最为直接有效的方式,将2种保护性耕作方式结合在一起可大大提高作业效率。为了满足深松和秸秆还田同时作业的需求,设计了集土壤深松、破茬碎土、秸秆旋埋、平地等多功能于一体的深松旋埋联合耕整机。该机主要由自激振动深松装置和秸秆还田旋埋刀辊组成,自激振动深松装置可调节预紧力,不仅可以在一定程度上减少深松耕作阻力,还可以在遇到障碍物时有效保护深松铲,深松铲柄的设计利用了滑切原理,可有效切断秸秆和杂草,防止缠绕和堵塞深松铲,对旋埋刀辊进行了重新布置和优化,提高了工作稳定性和破土能力。田间试验表明深松作业可有效减小旋埋刀辊功率;在拖拉机1挡和2挡速度下深松旋埋组合作业总功率分别为单独深松和单独旋埋2项作业之和的85.0%和82.2%;深松旋埋组合作业下深松和旋埋的平均耕深分别为28.9和17.5 cm,耕深稳定性分别为93.5%和87.4%,秸秆埋覆率为92.0%,耕后地表平整度为1.0 cm,深松旋埋联合作业后的各项性能参数均超过质量评定指标,满足农艺要求。

摘要：针对我国华北农牧交错带一年一熟保护性耕作地区,普通播前除草耕作部件容易抛翻土壤使水分大量流失的问题,设计了一种除草铲。设计时,针对农牧交错带地区的土壤特性,对除草铲的工作方式、受力方式、缠草问题等进行了分析。实验表明,当拖拉机速度小于等于1.43m/s时除草铲能够实现不翻土作业,除草率达到96%,碎土质量达到96.5%,满足设计要求。

摘要：针对目前传统U型渠施工效率低,耗费大的问题,提出了一种自走式U型渠掘进机(以下简称掘进机)的设计方案。介绍了掘进叶片与切土刀片共同作业的U型渠成型方法,对掘进叶片的动力学进行了分析。基于经典切削理论,引入挤碎、输送土壤等因素后,推导出了掘进叶片施工过程的切削合力。确定了影响掘进叶片功率消耗的主要因素。利用滑切原理对切土刀片进行了设计。目前,掘进机已投入使用,承建U型渠道长度达320 km。试验表明掘进机成型的沟渠在顺直性、横断面尺寸标准性、填土密实度达标率等方面均优于传统施工方案。

摘要：介绍了荷藕切片技术的研究现状及存在的问题,初步探讨了偏置曲柄滑块式莲藕切片机的整体结构,对荷藕切片中存在的物料夹持问题、粘刀问题和藕片破碎问题提出相应的解决措施,给出了新型荷藕切片机的主要技术参数。

摘要：介绍了割刀切入茎秆的方向与其切割阻力和功率消耗的关系,从力学试验结果和运动几何分析两个方面说明滑切比正切省力,分析了3种切割方式切割阻力差异,确定了切割方式和切割阻力的相互关系,找到了滑切省力的原因,为以后设计各种各样的切割刀具提供了理论基础和指导方向。

摘要：利用静力学的方法,对三角形入土铲入土时与土壤之间的相互作用进行了力学分析;研究了入土铲正切和滑切时切割阻力的变化情况以及入土铲切土和碎土时所受阻力的数学模型,并根据这些模型给出了其水平方向的牵引力学方程,探讨了三角形入土铲水平牵引阻力与各因素间的相互关系,为相关入土部件的设计和改进提供了参考依据。

摘要：采用容易加工制造的偏心圆弧曲线形式,设计了新型圆盘破茬刀,给出了圆盘刀的结构尺寸,刃口曲线选用参数偏心比E=1.25、偏心圆半径R=125 mm、偏心距e=100、圆盘最大半径R=215mm时,确定了滑切角的取值范围40°~58°,运用ANSYS10.0有限元分析软件对所设计破茬刀的应力和应变进行模拟分析,并计算出应力和应变最大值。