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土壤深松和地表秸秆掩埋,是实施机械化保护性耕作的重点技术。国内现有深松机,为了减小作业阻力,一般采用偏心轮等机构强迫其松土铲产生振动。由于没有缓冲作用,振动机构疲劳磨损严重,容易损坏,可靠性差。另外,深松机作业单一,机器利用率低,导致作业成本较高。地表秸秆掩埋一般采用秸秆粉碎后旋耕或铧式犁耕翻两种方式,前者是将粉碎后的秸秆覆于地表,然后再用旋耕机旋耕,作业耗能大、掩埋质量差;后者是用铧式犁将粉碎后的秸秆翻埋地下,但当秸秆较多时,土垡不能全部覆盖秸秆,容易造成铧犁堵塞或耕地质量下降。作为山东省现代农业产业技术体系小麦创新团队的重要研究内容,本课题的主要任务是,针对现有深松机存在的缺点和不足,研发新型深松机;通过分析铧式犁的结构和工作特点,设计辅助搂草装置,以提高铧式犁的掩埋性能。为此,完成了以下工作:设计了自激振动式多功能深松机,主要由梯形机架、自激振动弹簧、深松铲等组成。根据动力大小和作业要求,梯形机架可分别安装3铲、5铲、7铲。为了增大弹簧的承载能力、减小机构尺寸,采用内外弹簧叠加,材料选为65Mn,经计算满足深松作业需要。为了增加深松机的功能,设计了深松铲、中耕铲、起垄铲和快速挂卸机构。快速挂卸机构主要由铲壁、铲托及金属楔块组成,铲壁上的凸起部分镶嵌在铲柱的凹槽内,金属楔块放在铲托与铲柱之间并由锁扣锁紧,由此可以实现深松铲的快速更换和深松铲、中耕铲、起垄铲之间的快速换装,以完成多项作业,实现一机多用,提高了机具利用率,降低作业成本。为了增强铧式犁对地表秸秆和杂草的掩埋效果,设计变角式搂草装置,主要包括弹齿式搂草盘、固定件和调节机构等,能实现楼草盘的横向、纵向以及角度调节。搂草盘安装在犁体之间,拖拉机带动铧式犁翻耕作业时,楼草盘靠地面的摩擦力产生转动,弹齿将地表的秸秆与杂草等搂起,随着搂草盘转动,秸秆与杂草等被推到侧面的犁沟内,并由后面犁体将其掩埋。这种方法的优点是,以较小的投入增加了机具的功能,提高了作业质量。在对深松机以及搂草装置设计计算和仿真分析的基础上,对深松铲铲尖、铲柱等关键零部件,利用ANSYS有限元软件进行受力分析,进一步优化其结构参数,验证其工作的可靠性。样机在泰安万烨农业机械有限公司完成了试制,并在山东农业大学试验站进行了田间试验。试验结果表明,多功能深松机入土性能良好,作业质量稳定,可满足深松、浅松除草、起垄作业的农艺要求。改进后的铧式犁秸秆掩埋质量提高,达到了设计要求。