郭大方，陈 坤,2，胡小安，耿冠杰,2，姚 强,2，杨录录,2，周坤雷,2

V形犁式无沟铺管机牵引力需求

郭大方1，陈 坤1,2※，胡小安1，耿冠杰1,2，姚 强1,2，杨录录1,2，周坤雷1,2

（1. 中国农业机械化科学研究院，北京 100083；2. 北京天顺长城液压科技有限公司，北京 100083）

V形犁式无沟铺管机结构简单、施工效率高、成本低，是黄河冲积平原适宜的暗管施工装备，其牵引力需求与暗管埋深的关系是整机设计的理论基础。该研究基于V形犁式无沟铺管机结构与原理，通过分析犁具工作阻力与履带行驶阻力，构建牵引力需求力学模型。结合现场特定的土壤物理性质，采用有限元与光滑粒子流体动力学耦合法，完成显式动力学仿真，得出暗管埋深为0.4、0.6、0.8、1.2和1.6 m时的犁体工作阻力分别为35.65、55.71、111.06、201.80和313.22 kN，回归结果验证了理论分析。结合机器传动系统特点，通过检测牵引功率和车速获取不同埋深作业时的牵引力大小，基于中心复合设计方法开展牵引力试验研究。试验结果表明，暗管埋深与其平方项对牵引力需求的影响显著（<0.001），作业速度及其与埋深交互项影响不显著（>0.05）；犁体工作阻力的试验与仿真回归模型的最大相对误差不超过20%，表明仿真结果真实可信。研究方法与结论可为针对不同土壤条件、不同管径和不同埋深，研发V形犁式暗管铺设机器提供设计参考。

农业机械；仿真；试验；无沟铺管机；牵引力需求

0 引 言

开沟铺管机和无沟铺管机是农田暗管排水工程的核心施工装备，开沟铺管机适用于排水管直径、排水管埋深和地下水埋深较大的施工工程，而无沟铺管机则更适合排水管和地下水埋深较浅的工程。……