免耕播種機(jī)液壓驅(qū)動(dòng)防堵裝置的設(shè)計(jì)

摘要：為解決現(xiàn)有玉米免耕播種機(jī)作業(yè)過(guò)程中秸稈纏繞堵塞工作部件的問(wèn)題，提升破茬開溝質(zhì)量，對(duì)免耕播種機(jī)的防堵裝置進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)一種液壓驅(qū)動(dòng)防堵裝置。介紹該裝置的整體結(jié)構(gòu)與工作原理，詳細(xì)闡述缺口圓盤刀、限深穩(wěn)定輪和液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并確定主要參數(shù)。經(jīng)田間試驗(yàn)驗(yàn)證，該裝置在作業(yè)過(guò)程中可將開溝器前側(cè)秸稈有效切斷，提高了機(jī)具通過(guò)性與播種穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：免耕播種機(jī)； 防堵裝置； 液壓驅(qū)動(dòng)； 優(yōu)化設(shè)計(jì)； 田間試驗(yàn)

中圖分類號(hào)：S223 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1161（2024）04-0030-05

地表秸稈覆蓋是保護(hù)性耕作的核心要素之一。使用免耕播種機(jī)進(jìn)行播種作業(yè)時(shí)，地表秸稈與雜草容易纏繞堵塞開溝器[1]。為解決這一問(wèn)題，可以使用免耕播種機(jī)防堵裝置來(lái)處理種帶上的秸稈與雜草[2]。防堵技術(shù)可分為被動(dòng)式防堵與驅(qū)動(dòng)式防堵[3]。被動(dòng)式防堵技術(shù)依靠播種機(jī)自身重力進(jìn)行切斷秸稈，或利用特殊結(jié)構(gòu)使秸稈分開，但在秸稈覆蓋量大的情況下防堵效果不佳；主動(dòng)式防堵技術(shù)通過(guò)拖拉機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)經(jīng)后輸出軸來(lái)驅(qū)動(dòng)防堵裝置對(duì)秸稈與雜草進(jìn)行切割，可改善開溝裝置通過(guò)性，保證機(jī)具作業(yè)穩(wěn)定[4-6]。優(yōu)化設(shè)計(jì)一種液壓驅(qū)動(dòng)式免耕播種機(jī)防堵裝置，通過(guò)理論分析與田間試驗(yàn)確定防堵裝置的最佳參數(shù)，從而為提高免耕播種機(jī)的作業(yè)效率和質(zhì)量提供參考。

1 液壓驅(qū)動(dòng)防堵裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工作原理

1.1 整體結(jié)構(gòu)

液壓驅(qū)動(dòng)防堵裝置主要由機(jī)架、圓盤刀、液壓馬達(dá)、限深穩(wěn)定輪、拉簧等部件組成，其整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.2 工作原理

液壓驅(qū)動(dòng)防堵裝置安裝在免耕播種機(jī)播種單體的正前方，在拖拉機(jī)行進(jìn)過(guò)程中，按順時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向運(yùn)動(dòng)。作業(yè)時(shí)，拖拉機(jī)液壓泵輸出液壓油，通過(guò)電磁換向閥的通斷對(duì)液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)向進(jìn)行調(diào)控，通過(guò)對(duì)電液比例閥施加電壓調(diào)整液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)缺口圓盤刀轉(zhuǎn)動(dòng)，缺口圓盤刀高速旋轉(zhuǎn)對(duì)秸稈進(jìn)行切割，同時(shí)限深穩(wěn)定輪壓實(shí)秸稈，形成固定支撐，以便于切割。切割作業(yè)完成后，后方的施肥開溝器和播種開溝器分別精準(zhǔn)開出所需溝槽，以確保播種單體部件能夠順利通過(guò)，高效完成施肥和播種任務(wù)，提升免耕播種機(jī)的整體作業(yè)質(zhì)量。

1.3 液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

液壓系統(tǒng)如圖2所示。液壓旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)拖拉機(jī)液壓泵為液壓馬達(dá)供油，通過(guò)電磁換向閥調(diào)節(jié)液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)向，通過(guò)電液比例閥調(diào)節(jié)液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。溢流閥和單向閥構(gòu)成一個(gè)循環(huán)回路，當(dāng)工作過(guò)程中遇到高負(fù)載或負(fù)載突然消失時(shí)，能夠起到緩沖和制動(dòng)作用。

2 圓盤刀運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

在作業(yè)過(guò)程中，缺口圓盤刀以軸為基準(zhǔn)進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)，并在拖拉機(jī)的牽引下保持穩(wěn)定的直線運(yùn)動(dòng)。構(gòu)建平面直角坐標(biāo)系，以原點(diǎn)為圓盤刀旋轉(zhuǎn)中心，x 軸為前進(jìn)方向，y 軸向上，分析圓盤刀的運(yùn)動(dòng)特性（如圖3所示）。根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡方程，探究影響彈齒端部絕對(duì)速度的因素。