通用刀片功率消耗影响因素分析与田间试验

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旋耕机的结构特点对其作业性能的影响分析

旋耕机的结构特点对其作业性能的影响分析赵亚祥田耘
旋耕机的结构特点对其作业性能的影响分析
赵亚祥，田耘
（吉林农业大学工程技术学院，吉林长春１３０１１８）
摘要：旋耕机是一种重要的耕整地机械，在我国的需求量非常大。本文通过比对国内外旋耕机的研究现状，对影响旋耕机作业性能
生产出的机具不能很好地满足田间作业性能嘲。１国外研究现状国外对旋耕机的研究早于国内，且现今对旋耕机的研究重点也与国内有所不同。国外一些学者除了研究旋耕刀片的类型、
刀片的排列方式，也开始着手研究旋耕刀片的表层材料等物理和化学参数］。除了考虑功率消耗和作业质量，也开始关注机具的耐用程度，即机具的抗磨损、抗破坏的能力，目的是延长机具的使用寿命。旋耕刀是旋耕机的主要工作部件，刀片的形状和参数对旋耕机的作业质量、功率消耗影响很大。采用不同形式的刀片进行田间作业时，对功率的消耗以及获得的作业质量都是不同的。常见的旋耕刀片有弯形、凿形和直角形３种类型，其工作原理相近似：侧切面可以切开土块，切断或推开草茎、残茬；正切面除了切土还能翻土、碎土、抛土Ｉ４＿。印度学者ＪａｆａｒＨａｂｉｂｉＡｓｌ和ＳｕｒｅｎｄｒａＳｉｎｇｈ对旋耕刀片进行了研究，通过优化现有３种形式的旋耕刀片进行实验室土槽实验（即ｃ形、Ｌ形和ＲＣ形，３种刀片的旋转角度不同，工作时的切土进距也不相同）。试验时采用不同结构参数的旋耕刀片，得到各个形式的刀片与前进速度、旋转速度、速比、切土进距的影响关系。采用统一标准进行评估，得出不同旋耕刀片对功率消耗以及作业质量的影响。实验结果表明，ＲＣ形旋耕刀较另外２种刀片具有更好的作业性能，且作业时的功率消耗较低】。旋耕刀在刀轴上的排列是影响旋耕机作业质量及功率消耗的重要因素之一。旋耕刀片的排列方式应使得旋耕机在工作时刀轴受力均匀、不产生漏耕和堵塞，耕后地表平整。满足上述要求的刀片排列方式有阿基米德螺线、等角对数螺线、正弦指数曲线等。采用螺旋线排列方式，其优点是规律明显，参数单一，但在工作过程中土壤或秸秆侧向移动现象较严重，作业时所产生的侧向偏移力矩较大。而采用人字形或Ｖ字形排列方式，侧向力可得到较好的平衡，但分界处土壤容易出现凹沟或土埂。对此，日本学者进行试验研究，最终得出结论：对旋

参地整地机的总体设计及刀片的受力分析

参地整地机的总体设计及刀片的受力分析0 引言中国农业正处于从传统农业向现代农业转变的关键时期。

人参的种植也在逐步走向农业自动化。

在这一进程中，农业机械化的作用越来越显著。

20世纪90年代以来，有些企业为适应市场需要试图开发大型旋耕机；但因旋耕机械生产企业规模都比较小，装备差、制造工艺水平低，部分产品出厂质量粗放，可靠性不高，企业低价竞争导致投入创新的部分过少，不利于行业的发展。

旋耕机主要用于农田栽植、播种前的耕整地作业。

而人参种植条件异常恶劣，大多种植在原始森林或山区里，通过开荒整地进行，其前期的地况十分恶劣，土壤里含有大量的藤蔓、石块，使用普通的耕作机械，刀片和机器损坏十分严重。

所以，我国人参种植整地旋耕机具有很大的缺口。

为此，研究了一种新型的参地整地机，专用于开荒整地作业，具有结构简单、操作方便、安全可靠等特点。

由于参地旋耕机的工作环境较传统的旋耕机恶劣很多，这对旋耕机的刀片强度和刚度以及耐磨性能都提出了更高的要求，这也必然对旋耕机的结构、材料、尺寸提出了新的需要，才能满足人参整地的要求。

1 参地整地机的总体设计1.1 设计要求设计一种圆盘式参地整地机：大刀片，可变速高半箱，侧边传动，与动力60 - 75kW拖拉机配套，生产效率为0.3 -0.4hm2/h。

1.2传动方案的设计考虑到采用一个变速箱的中间单箱传动，会出现漏耕现象。

本文设计的传动方案，采用两箱传动，万向节将拖拉机的动力传给中间齿轮箱，经过一对直齿圆锥齿轮和一对直齿圆柱齿轮啮合传动，将动力传给侧边箱。

侧边箱为一对链传动，通过两级降速，可增大刀轴的传递扭矩，同时具有结构简单、容易制造、维护方便、装拆容易、工作可靠等特点，且不会出现漏耕现象。

传动系统原理图，如图1所示。

1.3参地整地机总体设计根据上述传动方案，得到参地整地机的总体设计如图2所示。

旋耕机刀轴上安装11个刀盘。

其中，每一个刀盘的+ 12孔相对前一刀盘依次错开150。

这样排列的刀片保证在机组不断前进时，刀片能连续不断地对未耕地进行螺旋式松碎。

割草机刀具结构参数优化及性能测试分析

割草机刀具结构参数优化及性能测试分析一、引言割草机是一种用于修剪草坪或其它植物的工具，因其高效、便捷的特点广泛被使用。

割草机的效率和性能与刀具的结构参数密切相关。

为了优化割草机的性能，本文将对割草机刀具的结构参数进行优化，并通过性能测试分析来验证优化所得结果。

二、割草机刀具结构参数优化1. 刀具形状参数优化刀具的形状参数直接影响到割草机的割切效果和工作负荷。

在优化刀具形状参数过程中，需考虑以下几个方面：1.1 刀片角度：刀片的角度对割切效果和割草机的功耗有重要影响。

通过调整刀片角度，可以实现更好的割切效果和降低功耗。

1.2 刀片长度：刀片长度的选择需根据工作要求和草坪特点。

较长的刀片适用于高坚硬度草坪，而较短的刀片适用于低坚硬度草坪。

1.3 刀片形状：刀片形状影响着割切时产生的切割力和割草机的噪音。

通过优化刀片形状，可以降低切割力和噪音，提高割草机的工作效率。

2. 刀具材料选择优化刀具的材料直接影响到割草机的耐磨性、耐腐蚀性以及切割效果。

在选择刀具材料时需考虑以下几个方面：2.1 磨损抗性：优选具有良好磨损抗性的材料，以延长刀具的使用寿命。

2.2 腐蚀抗性：选择具有良好腐蚀抗性的材料，以保证刀具在多种环境下的稳定性。

2.3 切削性：刀具材料应具备良好的切削性，以保证割草机的割切效果。

3. 刀具安装结构优化刀具的安装结构直接影响到割草机的运行稳定性和刀具的易更换性。

在优化刀具安装结构时需考虑以下几个方面：3.1 刀片固定方式：选择合适的刀片固定方式，以保证刀片在运行过程中不易松动。

3.2 刀片更换方式：设计方便快捷的刀片更换方式，以提高割草机的维护性和服务性。

三、割草机性能测试分析1. 割草效果测试通过在各种不同情况下进行割草实验，如高低坚硬度草坪、湿草和干草等不同条件下的割草测试，对比割草机刀具参数优化前后的割草效果，评估其优化效果。

2. 功耗测试通过测试割草机在不同工作条件下的功耗，分析不同参数优化对割草机功耗的影响。

小型多功能底盘稻麦割晒机研究_刘锡勇

片进行剪切达到收获目的。
2． 3 刀片几何形状
往复式切割器是将作物茎秆夹持在动、定刀片之
间进行剪切的。动刀片的几何形状对切割器的工作可靠性和功率消耗有较大的影响，如图 3 所示。设计动刀片时主要考虑切割角、刃线的倾角 α、刃部的高度 h、刀片宽度 a 和刀片顶宽 b 等参数，根据切割农作物
4． 2 试验项目及结果试验项目及结果如表 1、表 2 所示。
表 1 水稻割晒机试验表
样机试验试验面积作业时间作业幅宽割茬高度作业效率
次数
/ hm2
/h
/ mm
/ mm / hm2 ·h － 1
第1 次第2 次第3 次第4 次第5 次第6 次第7 次第8 次第9 次第 10 次
业质量。三是在价格方面，联合收割机比割晒机要贵须互相搭接成为连续的禾条，铺放在禾茬上，以便于得多，在山地小田块机收作业体现不出其经济性［1 2］。通风晾晒及后熟，方便脱粒。
因此，丘陵山地小田块机收作业只能靠小型机械解 1． 4 机具适应性要强
决。
贵州各地区的自然条件有很大差异，有平地、山
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2015 年 5 月
农机化研究
第5 期
2． 1 小型多功能底盘主机结构小型多功能底盘主机主要由多功能底盘、发动
机、动力传动系统、操作手柄、前后连接支架组成，如图 1 所示。多功能底盘上安装前后连接支架，相当于
共用平台，前后连接支架可方便各种作业机具，根据田间农作物作业需要，与共用平台快速挂接，构建多功能作业机组，有效提高机具利用率和经济性，降低购机费用和作业成本，做到一机多用［1 ］。

割草机刀片结构参数对割草性能的影响分析及优化

割草机刀片结构参数对割草性能的影响分析及优化割草机是一种广泛应用于农田、草坪和园林等地的机械设备，其刀片结构参数对割草性能起着至关重要的作用。

在本文中，我将对割草机刀片的结构参数进行分析，并探讨这些参数对割草性能的影响，同时提出优化建议。

1. 刀片形状对割草性能的影响：刀片的形状直接影响着割草的效果。

通常情况下，刀片的形状可以分为直刃、斜刃、波纹刃等。

直刃刀片具有良好的割草效果，但容易造成杂草堵塞；斜刃刀片具有较高的耐磨性能，但割草效果稍差；波纹刃刀片在割草过程中可以降低振动和噪音，但在割草效果上相对较差。

因此，在选择刀片形状时，需要综合考虑割草效果、耐磨性能和舒适性。

2. 刀片材料对割草性能的影响：刀片的材料直接关系到其强度、硬度和耐磨性等性能。

常见的刀片材料有碳钢、不锈钢、合金钢等。

碳钢刀片具有较高的强度和硬度，但耐腐蚀性较差；不锈钢刀片具有良好的耐腐蚀性，但相对而言强度和硬度较低；合金钢刀片在综合性能上相对较优。

因此，在选择刀片材料时，需要综合考虑材料的耐磨性、强度和耐腐蚀性等因素。

3. 刀片的厚度和长度对割草性能的影响：刀片的厚度和长度直接影响割草的效率和质量。

一般来说，刀片越厚，割草时的切割力就越强，但也会增加对割草机的负荷。

而刀片的长度可以影响刀片的稳定性和割草的范围。

因此，在设计刀片结构时，需要综合考虑切割力、负荷和割草范围等因素。

4. 刀片的安装方式对割草性能的影响：刀片的安装方式包括固定刀片和旋转刀片两种。

固定刀片通常适用于低功率割草机，其割草效果较好，但割草范围相对较小。

而旋转刀片适用于高功率割草机，可以割草范围较大，但在割草质量上相对要求较高。

因此，在选择刀片的安装方式时，需要根据具体情况综合考虑割草范围、效果和功率等因素。

综上所述，割草机刀片的结构参数对割草性能具有重要影响。

在设计和选择刀片结构时，需要综合考虑刀片形状、材料、厚度、长度和安装方式等因素，以获得最佳的割草效果。

农业机械零件机械损耗特点分析及减少机械损耗的措施

农业机械零件机械损耗特点分析及减少机械损耗的措施
农业机械零件的机械损耗是指在机械运转过程中，由于材料疲劳变形、摩擦磨损、冲击破坏等因素引起的部件磨损损失。

分析农业机械零件机械损耗的特点有助于制定相应的措施来减少机械损耗。

农业机械零件机械损耗的特点主要有以下几个方面：
1. 疲劳变形：农业机械经常在高负荷和长时间运行的情况下工作，导致零件材料发生疲劳变形，最终引起零件破裂。

2. 摩擦磨损：零件之间的摩擦会产生磨损，尤其是在高速、高温的工作环境下，摩擦损失更加明显。

3. 冲击破坏：农业机械在工作时可能会遭受到外力的冲击，导致零件破裂或形变。

1. 优化设计：加强农业机械零件的设计，合理选择材料和强度，增加零件的使用寿命。

2. 加强润滑与冷却：合理选择润滑油和冷却剂，并进行定期更换和维护，保证机械零件的摩擦和磨损在一定范围内。

3. 提高加工精度：优化加工工艺，提高零件的加工精度，减少零件表面的粗糙度，降低零件的摩擦和磨损。

4. 定期检修与维护：定期对农业机械进行检修和维护，及时更换磨损严重的零件，减少机械损耗的发生。

5. 加强人员技术培训：提高农机操作人员的技术水平，正确操作和使用农业机械，避免因误操作导致的机械损耗。

6. 增加保护装置：为农业机械增加一些保护装置，如过载保护、紧急停机等，以避免外力冲击导致的损坏。

农业机械零件的机械损耗是一个常见且普遍存在的问题，只有通过合理的设计、优化的生产工艺和正确的操作方法来减少机械损耗，才能提高农业机械的使用寿命和工作效率。

磨齿机加工中的切削力与功率消耗分析

磨齿机加工中的切削力与功率消耗分析在磨齿机加工过程中，切削力和功率消耗是重要的工艺参数，对于保证加工质量、提高加工效率和延长工具寿命具有重要意义。

本文将对磨齿机加工中的切削力与功率消耗进行分析，以帮助读者更好地理解磨齿机加工过程中的切削力与功率消耗的影响因素和优化方法。

一、切削力的分析切削力是指在切削过程中，刀具对工件所产生的力。

切削力的大小直接影响着加工过程中的切削质量、加工表面粗糙度和工具的寿命。

切削力的大小由以下几个方面的因素决定：1.材料性质：不同材料的硬度、韧性、热导率等都会对切削力产生影响。

通常来说，材料的硬度和韧性越大，切削力也就越大。

2.进给量：进给量指的是刀具在单位时间内移动的距离。

进给量越大，切削力也就越大。

3.切削深度：切削深度指的是刀具在一次切削中移除材料的厚度。

切削深度越大，切削力也就越大。

4.刀具几何形状：刀具的形状和刃角等参数也会对切削力产生影响。

不同的刀具形状和刃角会导致不同的切削力大小。

为了减小切削力的大小，从而达到降低切削负荷、提高加工效率的目的，可以采取以下措施：1.选择合适的刀具材料：根据被加工材料的硬度和韧性，选择相应的刀具材料。

通过合理的选择刀具材料，可以降低切削力的大小。

2.优化刀具几何形状：合理设计刀具的几何形状和刃角等参数，可以减小切削力的大小。

3.合理控制进给量和切削深度：在加工过程中，合理调节进给量和切削深度，可以降低切削力的大小。

二、功率消耗的分析功率消耗是指在加工过程中，机床所消耗的功率大小。

功率消耗的大小与切削力密切相关，由以下几个方面的因素决定：1.切削速度：切削速度是指单位时间内刀具与工件之间相对运动的速度。

切削速度越大，加工过程中机床所消耗的功率也就越大。

2.切削力：切削力的大小决定了加工过程中机床所消耗的功率大小。

切削力越大，机床所消耗的功率也就越大。

3.切削时间：切削时间指的是完成一次切削所需要的时间。

切削时间越长，机床所消耗的功率也就越大。

旋耕-碎茬通用刀片的设计与试验研究

N O N G Jl H U A Y A N JI U向r丽司l农机I 旋耕一碎茬通用刀片的设计与试验研究吉林农业大学信息技术学院130118刘帅王增辉摘要：本文对通用刀片的运动形式进行了分析．选取对功率消耗影响较大的四个结构参数作为设计变量．设计9种结构参数不同的通用7I片，并在室内试验室分别进行了旋耕和碎茬试验．得出影响功率消耗结构参数的最优搭配与主次因素，进而指导旋耕一碎茬通用刀片的设计。

关键词：旋耕一碎茬通用刀片；结构参数；最优搭配：功率消耗引言旋耕和碎茬耕作模式是整地机械最重要的两种作业模式。

由于旋耕机一次作业可以达到翻耕平整土地的要求．使各种土质的土地达到高质量的待播状态．可以满足精耕的要求．因此应用比较广泛。

而在我国大部分地区既有旱田又有水田．两种作业模式又不在同一季节。

需同时备用旋耕、碎茬两种机具．增大了生产成本的投入。

那么如何设计一款能同时满足两种作业模式的通用机具就显得意义更为重大T[1—2]。

1通用刀片的设计1．1通用刀片的设计思路(1)结合旋耕刀和碎茬刀的设计方法，采用一系列连续的弯曲面构成通用刀片的侧切面、过渡面和正切面．用来提高对土壤的侧滑撕裂能力以及对根茬的切断粉碎能力．并要尽量降低功耗。

(2)合理选择刃1：3曲线的形式，使侧切刃具有较强的滑切能力．正切刃具有较强的切断能力．降低作业过程中所承受的变形阻力。

1．2通用刀片的结构通用刀片主要有刀柄、侧切面、正切面、过渡面、侧切刃、正切刃以及过渡刃组成(如图1—1所示)，其中侧切面具有切开土垡．切断或推开草茎及残茬的功能：正切面除了切土、碎茬外还具有翻土、碎土、抛土和碎茬等功能。

1．3试验用通用刀片结构参数的选取通用刀片有七个结构参数．分别为回转半径R、单刀切削幅宽L、刃厚b、横弯半径r、弯折角、滑切角、正切面刃角i。

如何选择这七个参数，是设计通用刀片的技术关键。

因为回转半径R已ffi『．正切面一ili协∥J弯”过渡刃图1—1通用刀片的结构简图基本定型．刃厚b及刃角i减小均会减小功耗，而这两个参数能够比较直观的确定．所以在设计通用刀片的时候．只研究单刀切削幅宽L、横弯半径r、弯折角、滑切角对通用刀片功率消耗的影响。

浅议农机执法过程中如何化解社会矛盾

N O N G Jl H U A Y A N dill匿剜l农机I 浅议农机执法过程中如何化解社会矛盾沧州市农机安全监理所061001贾时珍农机安全监管工作的好坏是农村经济发展．社会稳定，文明和谐健康标志的体现，是社会主义新农村建设的重要内容和有力保证。

随着农业机械化的快速发展，农机监管职能的调整，使农机执法难度也越来越大．农机执法过程中所产生的各种社会矛盾也越来越多。

因而，研究化解农机安全监理执法过程中发生的各种矛盾已经是农机监管部门的一项重要课题。

1农机监理部门在维护农机作业秩序中遇到的社会矛盾单刀的切断试验扭矩分析结果表3．2A B C D M ＼因素弯折角弯折半径正切刃滑切单刀作业幅单刀单位幅宽扭＼(o)(m m)角(o)宽(m m l矩(N m／m)试验帚＼＼1(67)1(20)1(7)1(50)1007．8 21(67)2(26)2(12)2(55)961．O31(67)3(32)3(17)3(60)893．042(70)1(20)3(17)2(55)967．852(70)2(26)1(7)3(60)885．562(70)3(3212(12)1(5011044．373(73)1(20)2(12)’3(60)871．383(73)2(26)3(17)1(5011056．493(73)3(32)1(7)2(55)943．0M j l2861．82846．92995．13108．5M a2897．62902．92876．62871．8‰2870．72880．32917．22649．89 M j-953．9949．0998．41036．2∑M i=8630．1——i=lM口965．9967．6958．9957．3——M。

956．9960．1972．4883．3一R12．O18．639．5152．9优水平A．BI C2D3主次因素D C B A优搭配A3B2C3D3径20m m、正切刃滑切角12。

割草机刀片材质与切割效率关系的实验分析

割草机刀片材质与切割效率关系的实验分析引言割草机是一种常见的园艺工具，用于割除草坪上过长的草。

剃草机刀片作为其核心部件，材质的选择对割草机的切割效率起着重要的作用。

本文旨在通过实验分析，探究割草机刀片材质与切割效率之间的关系，为剃草机刀片的优化设计提供科学依据。

实验设计本实验采用了两种常见的割草机刀片材质：普通碳钢和高速钢。

在相同的实验条件下，对比这两种材质刀片的切割效率。

实验步骤1.准备工作：选择两种材质的刀片，将其固定在割草机上，并保证刀片完整、尖锐。

2.实验场地的选择：选择一块相对均匀的草坪作为实验场地，确保草坪上草的密度相似。

3.实验操作：对于每种刀片材质，分别使用同一台割草机进行切割，每次切割10平方米的草坪面积，并记录下切割所花费的时间。

4.数据记录：记录每种刀片材质的切割时间，并计算出每平方米的切割时间。

5.数据处理：根据实验记录的数据，进行数据统计和对比分析。

实验结果与分析通过对实验数据的处理和分析，我们得到了以下结果：1.切割时间对比：普通碳钢刀片的切割时间平均为3分钟，而高速钢刀片的切割时间平均为2分钟。

高速钢刀片相较于普通碳钢刀片，具有更快的切割速度。

2.每平方米切割时间对比：普通碳钢刀片的每平方米切割时间约为18秒，而高速钢刀片的每平方米切割时间约为12秒。

高速钢刀片相较于普通碳钢刀片，每平方米的切割时间更短。

结论通过以上实验分析结果，可以得出以下结论：1.刀片材质对割草机的切割效率有显著影响。

高速钢刀片相比于普通碳钢刀片，具有更快的切割速度和更短的每平方米切割时间。

2.高速钢刀片材质适用于对于草坪面积较大、草的密度较高的割草场景，可以提高工作效率。

3.普通碳钢刀片材质适用于对于草坪面积较小、草的密度较低的割草场景，性价比更高。

实验限制与改进本实验作为一次初步的实验分析，存在一些限制，需要进一步完善：1.实验样本较少，需要增加样本数量以提高结果的可靠性。

2.实验条件可能会因环境参数的变化而产生一定的误差，需要尽量控制实验条件的稳定性。

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１实验室试验
１１材料与方法１１１试验设备试验装置主要由土槽台车、通用刀片试验台和测试系统组成，试验台为室内土槽测试通用刀片扭矩而研制。通用刀片试验台固定在台车上，台车提Ｙ１１２Ｍ型电动机提供测供测试所需的前进速度，试所需的刀辊旋转速度，电动机转速由变频器控制。ＫＣ２０５Ｂ型传感器通过ＴＳ５ＨＭ型刀片扭矩由Ａ智能仪表显示，并通过ＲＳ２３２接口和计算机相连接，将试验数据传输至计算机。土槽中土壤为东北黄粘土，在旋耕与碎茬两种作业中对土壤分别作不同处理。碎茬作业试验前将玉米秸秆顺沟埋入土中压实，埋入深度为６～７ｃｍ，０ｃｍ栽入一个根茬，这样可保证刀片每次都每隔４切割到根茬或玉米秸秆，降低了试验数据的波动，保证了试验的连贯采样。预试验结果表明，碎茬和切断试验得到的结果相近，因此可用切断作业代替碎茬作业。试验前对土壤含水率及坚实度进行测定，每５ｃｍ为一层，各取５点。碎茬作业时测得各层土壤（０～１５ｃｍ）平均含水率为１６９％，平均坚实度为０７８ＭＰａ，根茬含水率为４１５％～７５８％，秸秆含２４％～７９１％。旋耕作业试验时各层土水率为５壤（０～２０ｃｍ）平均含水率为１７１％，平均坚实度为０６５ＭＰａ。１１２试验方法碎茬作业在北方一般用于垄作地，玉米收获后整地碎茬时要求切碎根茬的深度必须大于玉米五股叉（玉米主生根上长出的各股次生根）所在深度，即平均碎茬深度必须大于４４ｍｍ，这是最低的碎茬深
［１１～１２］
深之间的交互作用。试验目的在于考察工作参数对通用刀片单刀耕作功率消耗的影响，从而最终建立刀片单刀功率消耗模型，并分析工作参数对功率消耗影响的主次顺序。试验以单刀扭矩作为试验指标，重复３次。试验因素及水平如表１和表２所示。
引言目前，我国多以旋耕或碎茬单机作业为主，若在同一机具上完成两种作业则需采用两个刀辊、两种
收稿日期：２００９０２２３修回日期：２００９０４１５
十一五” 国家科技支撑计划资助项目（２００６ＢＡＤ１１Ａ０８、２００７ＢＡＤ８９Ｂ０６、２００６ＢＡＤ０２Ａ１０）、国家“ ８６３ ” 高技术研究发展计划资助项目 “ （２００９ＡＡ０４３６０４２）、吉林省科技发展计划资助项目（２００７５０１１）和国家科技成果转化项目（２００９ＧＢ２１３１００８１）作者简介：汲文峰，博士生，主要从事农业工程仿生技术及机具研究，Ｅｍａｉｌ：ｊｉｗｅｎｆｅｎｇ＠１２６．ｃｏｍ通讯作者：贾洪雷，教授，博士生导师，主要从事保护性耕作技术与仿生智能作业机械研究，Ｅｍａｉｌ：ｊｉａｈｌ＠ｖｉｐ．１６３．ｃｏｍ
２０１０年２月ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１２９８．２０１０．０２．００８
农业机械学报
第４１卷第２期
通用刀片功率消耗影响因素分析与田间试验
汲文峰１贾洪雷１佟金１谭宏杰２刘昭辰２马成林１
（１ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＢｉｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＪｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００２５，ＣｈｉｎａＪｉｌｉｎＰｒｏｖｉｎｃｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＭａｃｈｉｎｅｒｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００２２，Ｃｈｉｎａ）２
３６
农业机械学报２０１０年
１～５］通用刀片的耕整联合作业机［。经过理论研究及
度标准，从节能及保护性耕作来考虑，则碎茬深度一般应达６北方多用于水田、菜田及麦田等，耕深一般为１００～
表１通用刀片碎茬试验因素水平Ｔａｂ．１Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｆａｃｔｏｒｓａｎｄｌｅｖｅｌｓｏｆｓｔｕｂｂｌｅｃｕｔｔｉｎｇ
。本文以前进速度、刀辊转速及作业耕深为
试验因素，以及考虑刀辊转速与作业深度之间的交互作用，安排正交试验考察上述工作参数对功耗的影响，并进行田间试验检测通用刀片作业质量。
（１吉林大学工程仿生教育部重点实验室，长春１３００２５；２吉林省农业机械研究院，长春１３００２２）
【摘要】在实验室土槽中对旋耕碎茬通用刀片单刀扭矩进行了试验，确定了在旋耕作业和碎茬作业时，耕深、刀辊转速、机组作业速度对功率消耗的影响，建立了这两种作业状态下扭矩与工作参数关系的回归方程。土槽试验结果表明，转速对功率消耗影响显著，耕深影响次之，作业速度对功率消耗影响较小。将通用刀片安装到仿生智能耕整机上进行田间旋耕和碎茬试验，田间测试结果表明，耕深稳定性达９３％，平均碎茬率、根茬覆盖率、碎土率分别为８１８％、８７２％、８７９％，均满足两种作业的农艺要求。关键词：旋耕碎茬通用刀片功率消耗正交回归设计田间试验中图分类号：Ｓ２２２３文献标识码：Ａ文章编号：１０００１２９８（２０１０）０２００３５０７
４（３）试验分旋耕与碎茬两种作业进行。选用Ｌ９１４］正交表进行部分正交试验［，并考虑刀辊转速和耕
。在土壤及根茬理化性
质、通用刀片的结构参数及排列方法相同的情况下，刀片的功率消耗主要与作业深度、机组前进速度及刀辊（刀片）转速等工作参数有关。以往一些研究主要考察速度（前进速度、刀辊转速）与功耗的关系
ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＩｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇＦａｃｔｏｒｓｏｎＰｏｗｅｒＣｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎａｎｄＦｉｅｌｄＴｅｓｔｏｆＵｎｉｖｅｒｓａｌＢｌａｄｅ
１１１２２１ＪｉＷｅｎｆｅｎｇＪｉａＨｏｎｇｌｅｉＴｏｎｇＪｉｎＴａｎＨｏｎｇｊｉｅＬｉｕＺｈａｏｃｈｅｎＭａＣｈｅｎｇｌｉｎ
ＡｂｓｔｒａｃｔＰｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ（ｔｏｒｑｕｅ）ｔｅｓｔｓｏｆａｓｉｎｇｌｅｕｎｉｖｅｒｓａｌｂｌａｄｅｆｏｒｒｏｔｏｔｉｌｌｉｎｇａｎｄｓｔｕｂｂｌｅｂｒｅａｋｉｎｇｗｅｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄｉｎｔｈｅｓｏｉｌｂｉｎ，ｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｆｔｈｅｔｉｌｌａｇｅｄｅｐｔｈａｎｄｒｏｔａｒｙｓｐｅｅｄｏｆｔｈｅｂｌａｄｅａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｓｐｅｅｄｏｆｔｈｅｍａｃｈｉｎｅｏｎｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｅｑｕａｔｉｏｎｓｆｏｒｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｂｅｔｗｅｅｎｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎａｎｄｔｈｅａｂｏｖｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗｅｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｓｏｉｌｂｉｎｔｅｓｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｔｈａｔｈａｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｉｓｔｈｅｒｏｔａｒｙｓｐｅｅｄ，ｎｅｘｔｉｓｔｈｅｔｉｌｌａｇｅｄｅｐｔｈ，ａｎｄｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｓｐｅｅｄｈａｄｌｅｓｓｉｎｆｌｕｅｎｃｅ．Ｔｈｅｎｔｈｅｕｎｉｖｅｒｓａｌｂｌａｄｅｓｗｅｒｅｍｏｕｎｔｅｄｏｎｔｈｅｂｉｏｎｉｃｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｒｏｔｏｔｉｌｌｉｎｇｓｔｕｂｂｌｅｂｒｅａｋｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｔｏｐｅｒｆｏｒｍｒｏｔｏｔｉｌｌｉｎｇａｎｄｓｔｕｂｂｌｅｂｒｅａｋｉｎｇｔｅｓｔｓｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｆｉｅｌｄｔｅｓｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｔｉｌｌａｇｅｄｅｐｔｈｉｓｏｖｅｒ９３％，ｓｔｕｂｂｌｅｂｒｅａｋｉｎｇｒａｔｅ，ｓｔｕｂｂｌｅｃｏｖｅｒａｇｅｒａｔｅａｎｄｓｏｉｌｃｒｕｓｈｉｎｇｒａｔｅａｒｅ８１８％，８７２％，８７９％ｏｎａｖｅｒａｇｅ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｗｈｉｃｈｍｅｅｔｓｔｈｅａｇｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＲｏｔｏｔｉｌｌｉｎｇ，Ｓｔｕｂｂｌｅｂｒｅａｋｉｎｇ，Ｕｎｉｖｅｒｓａｌｂｌａｄｅ，Ｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ，Ｆｉｅｌｄｔｅｓｔｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｄｅｓｉｇｎ刀片及两套耕作刀片固定部件，增加了购机及使用费用。近年来，一些研究者提出了采用旋耕碎茬通用刀辊和通用刀盘的设计方法，将两种回转工作部件结合到一个刀辊上，形成了通用刀辊、通用刀盘、