自走式香蕉秸稈粉碎還田機設計與仿真分析*

吳紫晗，李粵，郭超凡，賀寧波，姚德宇，位士全

(海南大學機電工程學院，海口市，570228)

0 引言

我國是世界第三大香蕉生產國，海南省是中國香蕉產業的主要發展地之一[1-2]。據2021年中國統計年鑒，我國香蕉的產量達11 513 kt，海南省香蕉產量達1 129 kt[3]。香蕉具有生長周期短和產量高的特點，若在收獲后不及時對香蕉秸稈進行有效的處理，香蕉秸稈將會大量堆積直至腐爛于田間，這將直接影響香蕉產業的可持續發展。

香蕉秸稈的直徑粗大，含水量高，纖維含量豐富[4-5]，粉碎還田是高效處理秸稈的一種方式。李粵等[6-7]基于滑切防纏原理，設計二級粉碎結構，試驗表明異向雙輥的結構可有效切碎香蕉秸稈根茬。目前，所研發的粉碎還田機多是采用拖拉機三點懸掛裝置牽引傳遞動力從而進行粉碎作業的。因此本文擬設計一種能夠在田間自主行走的香蕉秸稈粉碎還田機。基于此設計思路，通過理論分析確定了機具的主要結構參數，并對粉碎刀片和粉碎過程進行仿真分析，以期在保證秸稈能被有效粉碎的基礎上降低機器的能耗，提升粉碎效果，在研究思路上為南方香蕉種植區秸稈最大成效還田、香蕉秸稈粉碎還田機自動化的發展提供技術參考。

1 整機結構與工作原理

1.1 整機結構

自走式香蕉秸稈粉碎還田機主要由7個部分構成，分別為切割裝置、喂入裝置、輸送裝置、粉碎裝置、機架、傳動裝置和行走裝置。切割裝置通過傳動帶與電動機相連，主要由切割刀軸和切割刀盤構成。……