高速犁体曲面的性能分析及主要参数的选择(1).pdf

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1、2005 年 5 月 农 机 化 研 究 第 3 期-117-高速犁体曲面的性能分析及主要参数的选择 赵永满王维新 石河子大学 机械电气工程学院新疆 石河子 8 3 2 0 0 0 摘 要通过对高速犁体曲面的分析及对铧刃角0犁翼处的侧向角n犁铧和犁壁的起土角 及犁体曲面顶边线的最大高度maxH等主要参数的分析选择说明了高速犁体和常速犁体的性能和参数差异从而为今后高速犁体的设计奠定了基础 关键词农业工程高速犁体分析性能 中图分类号S 2 2 2.1 2 文献标识码B 文章编号1 0 0 3 1 8 8 X(2 0 0 5)0 3 0 1 1 7 0 2 犁体曲面在工作过程中能同时起到碎土翻土和侧

2、向推土的作用就其作用过程来说首先铧刃在水平方向切开土垡胫刃在垂直方向切开土垡由犁铧将已切下的土垡抬起使土垡顺利地滑向犁胸又在犁胸的作用下将土垡翻至直立位置并使土垡破碎到一定程度最后在犁翼的作用下将土垡扣覆成翻转状态在扣覆的过程中又进一步使土垡破碎笔者就构成犁体曲面的曲线的变化及犁体曲面主要参数铧刃角0犁翼处的侧向角n犁铧和犁壁的起土角及犁体曲面顶边线的最大高度maxH进行了分析以便于今后犁体的研究设计 1 高速犁体的形成及性能分析 楔是犁的基础它以其工作表面挤压土壤而土壤具有在外力作用下变形并抵抗变形的性质在变形过程中土壤的阻力随楔对土壤的压实作用而增强 1.1 犁体曲面的形成 根据犁体曲面楔

3、的作用原理犁体曲面的工作表面是这样形成的将三面楔ABC的工作表面与另外一个具有不同倾角的三面楔的工作平面相交即得到由两个平面构成的折面如图 1所示重复上述方法即可求得一簇由无数个相交楔面构成的折面而这些折面的数量多至无限时便成为凹形曲面犁体的基本工作面 1.2 犁体工作表面变化规律 笔者通过对现有高速犁体曲面进行了测绘发现构成犁体工作面曲线的变化的规律用于牧草地和开荒地等的螺旋型高速犁体曲线在犁胸部接近于直线增量值很小而熟地型高速犁体的曲线在犁胸部的增量较明显 其所以有这样的区别是因为这两种梨体是以不同的元素构成的曲线就是构成线这样两种犁体使土垡在曲面上运动翻转效果有很大的不同按楔子原理犁胸部

4、分大说明犁胸具有较强的碎土能力同理犁胸部分角的增值较大说明犁胸部分也具有较强的翻土能力犁翼部分角的增值较小说明犁翼部对土垡的翻转所给予的作用力较小虽然犁翼部的不大但各条曲线的角还是不断增加至最后 1根曲线达maxmax的大小表明土垡离开犁壁时的翻转程度起着扣垡作用故max值愈大扣垡性能愈好 图 1 新面楔 2 高速犁体曲面设计的基本要求 高速犁体曲面设计要求一是牵引阻力不能增加太多二是犁沟形状应与作业质量优良的常速犁的犁沟形状相近土壤侧抛不应太远 3 高速犁体曲面主要参数的分析选择 犁体曲面主要参数有铧刃角0犁翼处的侧向收稿日期2 0 0 4-1 2-0 8 作者简介赵永满1 9 7 9-男甘

5、肃武威人在读硕士(E-m a i l)z r m y s i n a 1 0 0.c o m C A B 万方数据2005 年 5 月 农 机 化 研 究 第 3 期-118-角n犁铧和犁壁的起土角及犁体曲面顶边线的最大高度maxH 3.1 铧刃角0和犁翼处的侧向角n 高速犁体的铧刃角0可参考表 1的范围选取一般在 3 8 左右根据需要进行具体的分析优化选择 表 1 高速犁体的铧刃角0 高速犁体速度/k m h-1 1/min/犁铧安装角/曲导线的直线段长度s/m m 9 1 2 1 2 6 3 5 4 2 3 0 2 5 3 0 5 0 笔者根据测绘在犁翼处的侧向角n对高速适应性较为敏感在高

6、度约为耕深处犁体胫刃边的侧向角为 3 5可连续递减至翼边时为 2 5此时犁的高速性能好 3.2 犁铧和犁壁的起土角 角为犁体曲面的纵剖曲线上某点的切线与X轴的夹角该角不仅对碎土有影响而且对土垡翻转牵引阻力等均有影响 根据测绘一般情况下角应小于 3 0还有研究表明在最大耕速为 1 2 k m/h时牵引阻力随角的加大而增大无疑角的具体取值是今后研究不可或缺的 3.3 犁体曲面顶边线的最大高度maxH 试验表明耕速对土迹线有明显的影响耕速增大时土迹线升高为防止土壤从犁体顶边线越过其最大值maxH应大于常速犁体即如图 2所示点D距沟底的距离为 HbaH+=22max 式中 a犁体耕深(c m)b单犁体

7、幅宽(c m)Kab=宽深比为了保证土垡的稳定性一般情况下常速犁体27.1K而对于高速犁K的取值就不一样了它可以比常速犁体的小 图 2 主视图 由新疆石河子农科院与石河子大学机电学院共同开发的 1 L C H-5 4 6 6 4 6 型垂直翻转高速犁的K值的范围在 1.3 1 1.1 5 如表 2所示 表 2 1 L C H-5 4 6 6 4 6 型垂直翻转高速犁的K值及主要技术参数 耕宽 型号 耕深/m m 单幅宽/m m 总幅宽/m m 宽深比K 1 L C H-5 4 6型 3 5 0 4 0 0 4 6 0 2 3 0 0 1.3 1 1.1 5 1 L C H-6 4 6型 3 5

8、 0 4 0 0 4 6 0 2 7 6 0 1.1 5 1.3 1 4 小结(1)通过分析和测绘知曲线在犁胸部的增量值较大说明犁胸部具有强的碎土能力因此犁胸的主要作用是碎土(2)比较高速犁体曲线和常速犁体曲线发现曲线曲线的倾角变化缓慢其变化范围较小 (3)常速犁不能用于高速作业原因是高速化引起的牵引阻力的显著增加因此减小阻力提高犁耕速度是今后研究犁体的主要目标之一(4)由于速度的不同常速和高速犁的犁体曲 面主要参数也有很大的差别 参考文献 1 北京农业机械化学院.农业机械学(上册)M .北京:农业出版社,1 9 8 1.2 镇江农业机械学院.农业机械学(上册)M .北京:中国农业机械出版社,

9、1 9 8 2.3 杜家瑶,邹 举.高速和常速犁面的数学模型解析设 计 法 及 理 论 基 础 J .农 业 机 械 学 报,1 9 8 1,1 2 (1):1-1 8.4 蔡耀辉.农 业 机 械 手 册 M .北 京:机 械 工 业 出 版社,1 9 8 8.D 1 9 1 8 1 7 1 6 1 5 1 4 1 3 1 2 1 1 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 H m a x 万方数据高速犁体曲面的性能分析及主要参数的选择高速犁体曲面的性能分析及主要参数

10、的选择作者：赵永满，王维新作者单位：石河子大学,机械电气工程学院,新疆,石河子,832000刊名：农机化研究英文刊名：JOURNAL OF AGRICULTURAL MECHANIZATION RESEARCH年，卷(期)：2005(3)被引用次数：1次 参考文献(4条)参考文献(4条)1.北京农业机械化学院 农业机械学 19812.镇江农业机械学院 农业机械学 19823.杜家瑶;邹举 高速和常速犁面的数学模型解析设计法及理论基础 1981(01)4.蔡耀辉 农业机械手册 1988 本文读者也读过(10条)本文读者也读过(10条)1.程顺才.马东辉.刘芳平.王文杰.CHENG Shun-ca

11、i.MA Dong-hui.LIU Fang-ping.WANG Wen-jie 犁体曲面的三维建模及曲面分析期刊论文-湖南农机2009,36(9)2.盛剑浩.李振宇.Sheng Jianhao.Li Zhenyu 土垡横剖面翻转法形成高速犁体曲面期刊论文-农业机械学报2000,31(1)3.杨文彩.杨青.邢希东.杨福增.YANG Wen-cai.YANG Qing.XING Xi-dong.YANG Fu-zeng 高速犁体曲面优化设计方法之新见解期刊论文-西北农业大学学报2000,28(5)4.赵永满 高速犁犁体曲面的优化设计学位论文20055.丛静华.何瑞银.杨忠.张瑞林 铧式犁犁体曲面

12、设计的现状与研究期刊论文-林业机械与木工设备2005,33(2)6.何志民.杨芳.孙红霞.杜白石 水平直元线犁体曲面参数化设计期刊论文-机械科学与技术2002,21(4)7.赵永满.梅卫江.李继霞.ZHAO Yong-man.MEI Wei-jiang.LI Ji-xia 虚拟犁体曲面的性能分析期刊论文-农机化研究2008(10)8.张士国.何瑞银.赵君爱.ZHANG Shi-guo.HE Rui-yin.ZHAO Jun-ai 基于Pro/E二次开发犁体曲面CAD系统设计研究期刊论文-林业机械与木工设备2007,35(6)9.廖丽.杨坚.蔡龙.LIAO LA.YANG Jian.CAI Long 通过研究犁体曲面的设计方法论曲面的实体建模期刊论文-农业科技与装备2008(6)10.杨青.杨文彩 采用改进的遗传算法求解高速犁体曲面的优化模型期刊论文-农业工程学报2003,19(1)引证文献(1条)引证文献(1条)1.国内外耕作机械的现状及发展趋势期刊论文-农机化研究 2009(11)本文链接：http:/