万国伟，舒彩霞，刘晓鹏，肖文立，张青松，廖庆喜

(华中农业大学 工学院，湖北 武汉 430070)

液压驱动式圆盘耙设计与仿真试验

万国伟，舒彩霞，刘晓鹏，肖文立，张青松，廖庆喜

(华中农业大学 工学院，湖北 武汉 430070)

【目的】针对长江中下游地区土壤黏重板结、秸秆量大和土壤含水率波动大的作业情况，设计一种液压驱动式圆盘耙。【方法】分析确定圆盘耙结构和作业参数及液压驱动系统的设计，依据机组前进速度确定圆盘耙组转速；分析得出缺口圆盘耙片的运动轨迹及满足功能要求的耙片临界偏角；基于ANSYS/LS-DYNA对圆盘耙片切削土壤过程进行有限元仿真分析。【结果】圆盘耙组转速为60～168 r·min–1，耙片临界偏角为23°。仿真结果表明：圆盘耙片刃口切削土壤其耕作阻力呈周期性变化，随切削土壤深度的增加耕作阻力逐渐变大，后趋于稳定；对比被动圆盘耙片与液压驱动圆盘耙片作业效果，液压驱动圆盘耙片抛翻土量大，耕深稳定。田间试验表明：液压驱动式圆盘耙耕深为85～120 mm，耕深稳定性变异系数为9.6%。【结论】液压驱动圆盘耙组作业效果达到设计要求。

农业机械；圆盘耙；液压驱动；有限元仿真；缺口圆盘耙片

长江中下游地区土壤黏重板结，水稻留茬普遍偏高，导致后续土壤耕整以及播种难度大[1-3]。土壤耕作机具按工作形式可分为主动式与被动式两大类[4-6]。长江中下游地区主要以旋耕作业方式为主，具有较强的残茬、杂草切碎及土壤破碎能力，但其作业功耗较大[7-8]。1975年美国钢公司与英格索尔公司通过驱动型圆盘耙试验得到的驱动型圆盘耙生产率高、碎土性能好、植物残茬混合更充分，当偏角为20°，转速为89 r·min–1时，牵引阻力降低46%。……