农业机械学报

作者：靳伟，丁幼春，农峰，张学军，白圣贺

单位：华中农业大学;新疆农业大学,华中农业大学,华中农业大学,新疆农业大学,中国农业机械化科学研究院集团有限公司,

关键词：残膜-土壤-秸秆;挖掘;输送装置;抖动链齿杆式;EDEM

基金：国家自然科学基金项目（52005425）和新疆维吾尔自治区重点研发任务专项（2022397490）

针对土壤层残膜回收装备存在挖掘阻力大、功耗高、易壅土等问题，设计抖动链齿杆式残膜-土壤-秸秆挖掘与输送装置，其中旋耕挖掘机构降低挖掘阻力并解决壅土问题，抖动链齿输送机构提高残膜-土壤-秸秆输送效率。建立输送链表面物料颗粒的受力模型，分析前进速度与输送链转速之间的变化关系，计算抖动轮与输送链转速；测定土壤剖面残膜和秸秆的含量及分布并建立虚拟仿真土槽，模拟棉田土壤中残膜和秸秆含量及分布特点。在EDEM中构建残膜-土壤-秸秆挖掘与输送装置仿真模型并设置挖掘铲入土深度150mm，在不同前进速度（0.75、1、1.25m/s）、旋耕刀片转速（210、230、250r/min）、输送链转速（65、85、105r/min）组合条件下，模拟挖掘与输送残膜-土壤-秸秆过程中的壅土效果和颗粒速度变化特性；根据仿真试验结果可知，在挖掘与输送装置前进速度较高的条件下易发生壅土问题，土壤层残膜、土壤和秸秆颗粒运动速度小于5m/s。田间试验结果与仿真试验结果基本相同，在不同的因素水平组合条件下，田间试验测量壅土高度范围为71～246mm；田间试验表明，当壅土高度小于等于90mm时不会发生挖掘阻力较大并停机的问题。文中设计的挖掘与输送装置和作业效果分析方法，为设计新型的残膜-土壤-秸秆挖掘与输送装置提供参考。

来源：2023年第11期

《农业机械学报》期刊编辑部

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