温室大棚草莓种植开沟起垄机的设计与试验

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作者：

余飞

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摘要：

近年来,温室大棚草莓种植越来越普遍了.然而草莓种植环节中开沟起垄问题是我们面临的关键问题.目前草莓开沟起垄工作使用的是手扶微耕机,但由于开沟深度,起垄高度达不到草莓种植农艺要求,且开沟起垄稳定性差,导致开沟起垄作业后,需要人工完成沟垄整型,具有劳动强度大,费用高,工作效率低等缺点.因此大棚草莓种植开沟起垄问题严重制约草莓产业的发展.本文根据长丰县草莓种植基地实地调研的结果及草莓种植农艺要求,设计确定一种大棚草莓种植开沟起垄装置.论文的主要研究内容如下:(1)充分考察长丰地区草莓种植的农业机具需求,了解种植草莓的大棚尺寸,以便确定开沟起垄机的外形尺寸;了解确定温室大棚草莓种植的农艺要求,即开沟深度为25cm～40cm,起垄高度≥30cm,垄顶宽35cm～40cm,垄底部宽度为70cm.(2)确定开沟起垄机整机结构以及开沟起垄部件主要作业参数,即开沟刀盘转速为477.7～573.2 r/min,起垄刀盘转速为454.7～546 r/min.利用NX8.5软件对关键部件以及整机进行三维设计与装配,并对样机进行试制.同时设计并试制出一台测量开沟起垄刀具工作功耗试验台.(3)利用ANSYS软件,仿真分析传动轴和开沟起垄刀具受最大阻力情况下的应力应变值;利用ABAQUS软件在开沟刀具,起垄刀具工作速度为1.5km/h,工作转速分别为520 r/min,500 r/min时的动力学仿真分析,并得出开沟刀具,起垄刀具的作业效果图.为开沟刀具,起垄刀具以及传动轴的设计和材料的选择提供理论依据.(4)设计田间试验,以开沟深度,起垄高度,刀盘转速,土壤模式为试验因素,功率消耗,开沟深度稳定性,起垄高度稳定性,碎土率为试验指标进行正交试验,单因素分析试验.试验结果表明:开沟深度,起垄高度,垄顶宽度,沟底宽度满足草莓种植农艺要求;分别得出三种土壤模式下的开沟稳定性,起垄稳定性最高时的刀盘转速,即开沟刀盘转速为516.4 r/min,520 r/min,528.2 r/min,开沟稳定性为86.47%,86.0%,85.6%,起垄刀盘转速为 468.8r/min,472.2 r/min,492.2 r/min,起垄稳定性为87.44%,84.8%,84.5%;起垄刀具工作后的碎土率分别为86.4%,84.7%,83.2%,满足标准作业质量指标55%的要求.

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