基于振动减阻原理的深松机牵引阻力试验

【引言】我国广大农村地区土地由于多年采用小型拖拉机进行翻耕或旋耕，造成土壤存在严重的“浅、实、少”问题，即土壤耕层浅、耕层内有效土壤少、犁底层坚实。多数地区的耕层深度只有10～15 cm，与作物生长发育所需的耕层30～35 cm 有巨大差异，造成作物根系不发达，容易倒伏，制约产量的进一步提高。2009 年12 月《国务院关于进一步实施东北地区等老工业基地振兴战略的若干意见》提出的深松补贴被纳入2009 年中央财政新增农资综合补贴资金支持范围。随着我国旱地耕作保墒农艺新技术的发展，研制新型的深松作业机具势在必行。但深松机具是农业机械中的动力需求“大户”，深松能耗往往是种植或收获作业能耗的3～5 倍。因此，如何减少深松作业阻力，使广大农村地区使用中型拖拉机即可进行深松作业是急于解决的关键问题之一。美国、西欧等国家对于深松机具的研究已相当完善，并形成系列，其松土方式主要有挤压松土和振动松土2种形式。我国研制的深松机采用的深松部件主要有：凿形铲深松器、振动鼠道式深松器、弯腿犁型深松器、可调翼铲深松器和全方位深松器。这些机型均存在阻力消耗大的问题，给深松机的动力配套带来了一定的困难，进而影响了深松机的推广应用。以往的研究发现深松铲的振动能有效减少牵引阻力，1993 年Sakai 等调查研究发现振动对牵引阻力和功率消耗的影响，土壤剪切力的波动主要是振动过程中垂直方向上的加速度引起的。因此采用振动原理能降低牵引阻力，节约动力消耗。本文主要针对深松机减阻问题，采用振动原理进行田间试验研究，以便为进一步优化机械结构，提高整机的动力性和经济性提供依据。