山地果园开沟机倾斜螺旋式开沟部件设计与优化-农业工程学报.PDF

第 34 卷 第 23 期 农 业 工 程 学 报 Vol.34 No.23 2018 年 12 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Dec. 2018 11 山地果园开沟机倾斜螺旋式开沟部件设计与优化 ※ 王少伟，李善军 ，张衍林，张 池，陈 红，孟 亮 （1. 华中农业大学工学院，武汉 430070 ；2. 国家现代农业（柑橘）产业技术体系，武汉 430070 3. 农业部长江中下游农业装备重点实验室，武汉 430070 ） 摘 要：为缓解中国山地果园开沟施肥作业中，可用开沟机型短缺、已有开沟机型普遍存在开沟功耗高、开沟稳定性差 的问题，该文设计并优化了山地果园开沟机倾斜螺旋式开沟部件，进行了直刃刀、曲刃刀与齿形刀对比试验和齿形刀开 沟刀片结构参数优化仿真试验。为验证优化效果及分析作业参数对开沟功耗的影响，进行了开沟作业参数对开沟功耗影 响试验。试验结果表明：开沟功耗方面曲刃刀与齿形刀较优且差异不大，直刃刀较差；开沟沟深稳定性方面 3 者比较接 近。利用响应面分析方法和 EDEM 软件建立了齿形刀结构参数优化仿真模型，仿真结果表明：对开沟功耗影响显著顺序 为折弯角刃角安装角齿形。优化后结构参数为安装角 4.5，折弯角 49，刃角 21，原齿倍数 1.25，对应开沟功耗为 9.73 kW 。对开沟功耗影响显著顺序为沟深前进速度开沟转速；转速为 566 r/min 时，开沟功耗较低。优化后开沟功耗 降低 12.80%，沟深稳定性系数提高 1.18%。对比现有开沟机，开沟功耗降低22.22% ，沟深稳定性系数提高 7.2%～8.5%。 研究结果可为山地果园开沟机开沟部件结构设计和开沟刀片结构参数优化提供参考。 关键词：机械化；优化；山地果园；开沟机；螺旋开沟 doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.23.002 中图分类号：S229+ .1 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2018)-23-0011-12 王少伟，李善军，张衍林，张 池，陈 红，孟 亮. 山地果园开沟机倾斜螺旋式开沟部件设计与优化[J]. 农业工程学 报，2018，34(23)：11－22. doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.23.002 Wang Shaowei, Li Shanjun, Zhang Yanlin, Zhang Chi, Chen Hong, Meng Liang. Design and optimization of inclined helical ditching component for mountain orchard ditcher[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2018, 34(23): 11 － 22. (in Chinese with English abstract) doi ： 10.11975/j.issn.1002-6819.2018.23.002 可不受树冠枝叶影响，在哈密市农科院红枣葡萄园进行 0 引 言  [7]课题组研制出 3GK-300 型链式果