摘要：针对东北地区稻田行间除草装置存在除草率低、易伤苗等问题,设计一种曲面轮齿斜置式稻田行间除草装置。通过对除草轮作业时轮齿入土压埋过程和出土脱附过程进行力学分析,建立了土壤颗粒在除草轮齿上的相应力学模型,研究了轮齿结构对作业性能的影响;通过理论分析确定了影响除草性能的除草轮主要结构参数和各参数的取值范围,并设计了单铰链结构仿形机构。基于显式动力学LS-DYNA仿真技术建立了除草轮与水-土壤流固耦合模型,通过正交旋转虚拟试验获得曲面轮齿除草轮的最优结构参数组合,并通过田间对比试验验证了该装置的作业性能。结果表明:曲面结构轮齿除草轮的杂草压埋效果和脱土效果均优于直面结构轮齿的除草轮,影响该装置作业性能的主要结构参数为除草轮曲率半径和偏心距;通过仿真试验得到最优参数组合为曲率半径65.86 mm、偏心距113.27 mm。田间试验表明,在轮齿曲率半径为66 mm、偏心距为113 mm最优参数组合下,该装置平均除草率和平均伤苗率分别为89.66%和2.1%,作业性能稳定,满足稻田机械除草作业农艺和技术要求。

摘要：针对大豆垄上三行密植种植模式下,苗带间距较小,现有除草装置行间除草率低、伤苗率高、中耕除草作业困难等问题,设计了一种大豆垄上三行密植行间除草装置,主要由定位圆盘、弹齿固定连杆和弹齿等组成。根据中耕时期大豆苗和杂草的生长状态,确定了定位圆盘和除草装置的安装距离;通过对弹齿除草过程进行动力学分析,建立弹齿入土部分曲线方程,并对弹齿进行运动学分析;以圆周弹齿组数、弹齿入土角和轴向弹齿个数为试验因素,松土率和弹齿平均工作阻力为指标,利用离散元仿真方法进行Box-Behnken多因素试验,得到圆周弹齿组数为10、弹齿入土角为80°、轴向弹齿个数为5,具有最佳效果。以机具前进速度、除草组件转速和入土深度为试验因素,以除草率和伤苗率为评价指标,对除草装置进行单因素田间性能试验,结果表明:当除草深度35mm、机具前进速度2.5km/h时,平均除草率、伤苗率分别为88.24%、2.77%,机具作业性能稳定,未出现堵塞现象,满足大豆行间除草农艺要求。