三向可調(diào)式V型覆土鎮(zhèn)壓器設(shè)計(jì)與試驗(yàn)

陳海濤，徐 源，史乃煜

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院，哈爾濱 150030）

覆土鎮(zhèn)壓為傳統(tǒng)播種技術(shù)措施，土壤對(duì)種子覆蓋壓實(shí)，具有蓄水、保墑等功能，對(duì)提高農(nóng)作物出苗率和產(chǎn)量影響顯著[1-2]。Taser和Ichiro等研究覆土鎮(zhèn)壓裝置覆土器、鎮(zhèn)壓器獨(dú)立部件及覆土鎮(zhèn)壓性能對(duì)土壤墑情影響[3-4]。羅紅旗等研究組合式鎮(zhèn)壓器鎮(zhèn)壓壟臺(tái)與播種帶[5]。王景立等針對(duì)東北壟作模式設(shè)計(jì)覆土器，可調(diào)節(jié)壟型尺寸及需覆土厚度[6]。佟金等參考臭蜣螂腹側(cè)面幾何結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)肋條型仿生結(jié)構(gòu)，防粘效果較好[7-8]。董向輝等研究刮板式輸送覆土器覆土量均勻充足特點(diǎn)[9]。王洪鋒針對(duì)精密播種機(jī)播深控制問(wèn)題設(shè)計(jì)仿形限深V型覆土鎮(zhèn)壓器，作業(yè)時(shí)可精確控制播種深度[10]。劉選偉等研究雙層圓盤(pán)式覆土器可有效保證播深一致性[11]。賈洪雷等設(shè)計(jì)一種仿生仿形彈性鎮(zhèn)壓輥，在鎮(zhèn)壓作業(yè)過(guò)程中縱向和橫向仿形同時(shí)，采用仿生結(jié)構(gòu)研究防粘防滑問(wèn)題[12-13]。Ren等研究仿生結(jié)構(gòu)覆土鎮(zhèn)壓裝置，減粘降阻效果顯著[14-15]。郭慧研制錐形輪體結(jié)構(gòu)覆土鎮(zhèn)壓器，提高作業(yè)過(guò)程中機(jī)具穩(wěn)定性[16]。以上研究多基于整備后農(nóng)田環(huán)境，但原茬地免耕種植模式覆土鎮(zhèn)壓裝置及其綜合性能研究較少。

針對(duì)上述問(wèn)題，設(shè)計(jì)一種三向可調(diào)式V型覆土鎮(zhèn)壓器，以超高分子量聚乙烯（UHMWPE）防粘材料和仿生學(xué)理論為基礎(chǔ)，在覆土鎮(zhèn)壓圓盤(pán)觸土表面設(shè)計(jì)防粘結(jié)構(gòu)。采用五因素二、三水平作混合正交試驗(yàn)，探究覆土鎮(zhèn)壓器在不同土壤類(lèi)型條件下參數(shù)優(yōu)化組合，以期為不同土壤類(lèi)型條件下免耕播種機(jī)覆土鎮(zhèn)壓器設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。

1 三向可調(diào)式V型覆土鎮(zhèn)壓器設(shè)計(jì)

1.1 總體結(jié)構(gòu)與工作原理

三向可調(diào)式V型覆土鎮(zhèn)壓器，主要由連接梁焊合、花鍵軸（套）焊合、手柄絲杠和兩個(gè)對(duì)稱(chēng)布置錐形覆土鎮(zhèn)壓圓盤(pán)組成，如圖1所示?；ㄦI軸可軸向移動(dòng)、周向定位插配在花鍵套下部，手柄絲杠與花鍵軸焊合通過(guò)螺紋連接，在花鍵軸下部與花鍵套軸線垂直且可轉(zhuǎn)動(dòng)地插裝橫梁，花鍵軸下部后側(cè)壁面上設(shè)有限位長(zhǎng)槽孔，套管一側(cè)斷面上設(shè)有支撐定位凹槽，套管軸向定位裝配在調(diào)節(jié)鎖緊螺桿上。調(diào)節(jié)鎖緊螺桿前端插入花鍵軸上限位長(zhǎng)槽孔內(nèi)，且與橫梁上螺紋孔連接，支撐定位凹槽與限位長(zhǎng)槽孔相匹配。在橫梁左、右端部分別固裝L型刮泥刀，在螺桿上分別配裝左、右覆土鎮(zhèn)壓功能鋼制錐形圓盤(pán)，圓盤(pán)錐頂角為47°。鎖緊螺母分別安裝在左右旋螺桿上。通過(guò)左、右旋螺紋配合對(duì)覆土鎮(zhèn)壓圓盤(pán)周向定位。轉(zhuǎn)動(dòng)花鍵套上旋轉(zhuǎn)手柄可調(diào)節(jié)覆土鎮(zhèn)壓圓盤(pán)下陷深度，通過(guò)上下轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)鎖緊螺桿調(diào)整覆土鎮(zhèn)壓圓盤(pán)與水平、垂直面間夾角，依靠左右兩個(gè)具有一定傾角圓盤(pán)組合形成V型傾斜面結(jié)構(gòu)鎮(zhèn)壓土壤，構(gòu)成三向可調(diào)式V型覆土鎮(zhèn)壓器。為增強(qiáng)覆土鎮(zhèn)壓圓盤(pán)工作過(guò)程中滾動(dòng)鎮(zhèn)壓效果，在圓盤(pán)外折圓周上開(kāi)出90°三角形缺口。

圖1 三向可調(diào)式V型覆土鎮(zhèn)壓器結(jié)構(gòu)Fig.1 Schematic diagram of three direction adjustable V-type roller

工作過(guò)程中，覆土鎮(zhèn)壓圓盤(pán)對(duì)種溝兩側(cè)土壤產(chǎn)生擠壓力，實(shí)現(xiàn)覆土和鎮(zhèn)壓。覆土鎮(zhèn)壓與防粘等綜合性能與鎮(zhèn)壓器覆土鎮(zhèn)壓圓盤(pán)直徑、寬度、載荷和圓盤(pán)傾角及開(kāi)合角度（包括水平、鉛垂兩個(gè)方向）等參數(shù)有關(guān)[17]，并與覆土鎮(zhèn)壓圓盤(pán)表面結(jié)構(gòu)及材料有關(guān)。

1.2 覆土鎮(zhèn)壓圓盤(pán)設(shè)計(jì)

1.2.1 覆土鎮(zhèn)壓圓盤(pán)直徑

覆土鎮(zhèn)壓圓盤(pán)直徑對(duì)覆土鎮(zhèn)壓效果、滑移及土壤粘附程度等均有影響。直徑過(guò)小，易出現(xiàn)打滑甚至拖土和壅土等現(xiàn)象。直徑過(guò)大，增加滾動(dòng)阻力。保證覆土鎮(zhèn)壓圓盤(pán)正常轉(zhuǎn)動(dòng)和不滑移條件如式（1）所示[18]。

式中，d-鎮(zhèn)壓圓盤(pán)直徑（mm）；ωr-軸套中摩擦力矩（N·m）；Q-作用在鎮(zhèn)壓器上總載荷（N）；f-土壤與鎮(zhèn)壓器摩擦系數(shù)，無(wú)量綱常數(shù)。

結(jié)合實(shí)際作業(yè)情況，覆土鎮(zhèn)壓圓盤(pán)直徑一般選取200～500 mm。為減小圓盤(pán)滾動(dòng)阻力，覆土鎮(zhèn)壓器覆土鎮(zhèn)壓圓盤(pán)直徑選取外緣直徑d1為350 mm，內(nèi)緣直徑d2為300 mm。

1.2.2 覆土鎮(zhèn)壓圓盤(pán)寬度

覆土鎮(zhèn)壓圓盤(pán)寬度由開(kāi)溝寬度決定，過(guò)小導(dǎo)致苗帶下沉，形成溝狀。過(guò)大則因壓強(qiáng)減小，難以保證鎮(zhèn)壓農(nóng)藝要求。確定尖角開(kāi)溝器開(kāi)溝后覆土鎮(zhèn)壓圓盤(pán)寬度，以鎮(zhèn)壓器工作后視方向?yàn)橐暯?，設(shè)置覆土圓盤(pán)接地表面水平中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，在豎直面上建立平面直角坐標(biāo)系，如圖2所示，選取覆土圓盤(pán)與地面間曲線為溝型曲線，在溝型曲線中分別選擇5點(diǎn)C（Xc，Yc）、D（Xd，Yd）、E（Xe，Ye）、F（Xf，Yf）、H（Xh，Yh），其中 F 點(diǎn)橫坐標(biāo)最小，H點(diǎn)縱坐標(biāo)最大，種溝底部G點(diǎn)滿足Xg=Xh點(diǎn)中y值最小點(diǎn)。以Xg=Xh為分界點(diǎn)，在X軸方向上尋找y最小值，得到G、E兩點(diǎn)（Yg=Yh）。

式中，b1-溝寬（mm）；b2-壟寬（mm）；b3-幅寬（mm）；h2-溝深（mm）；h3-回土深度（mm）。

針對(duì)開(kāi)溝地況，假設(shè)位于溝深一半位置所在兩溝側(cè)邊緣距離為實(shí)際溝寬。即如圖中A、B間水平距離。A、B兩點(diǎn)縱坐標(biāo)如式（3）所示。

三向可調(diào)式V型覆土鎮(zhèn)壓器覆土鎮(zhèn)壓圓盤(pán)寬度通過(guò)下陷量、接地面積及應(yīng)力傳遞影響土壤容重[19]。當(dāng)寬度40～70 mm時(shí)，寬度對(duì)土壤容重影響較小。2BMFJ系列免耕覆秸精播機(jī)單行播種單元體實(shí)際開(kāi)溝器開(kāi)溝寬度34 mm。覆土圓盤(pán)寬度應(yīng)大于溝寬，因此本試驗(yàn)將鎮(zhèn)壓器覆土圓盤(pán)寬度設(shè)計(jì)為55 mm。

圖2 種溝溝型參數(shù)與特征點(diǎn)Fig.2 Schematic diagram of groove parameters and characteristic points V-type roller

1.2.3 覆土鎮(zhèn)壓圓盤(pán)載荷

覆土鎮(zhèn)壓器對(duì)土壤作用載荷主要源于單體自重及其仿行機(jī)構(gòu)中彈簧等部件產(chǎn)生附加載荷。對(duì)單體受力分析如圖3所示，拖拉機(jī)通過(guò)機(jī)架作用于播種單元體拉力為F，開(kāi)溝器前進(jìn)工作阻力為Rx，垂直阻力為Ry。忽略其他工作部件阻力干擾，鎮(zhèn)壓器在垂直方向?qū)ν寥缐簭?qiáng)為p，其中土壤對(duì)覆土鎮(zhèn)壓器反作用力在垂直方向載荷Qy與覆土鎮(zhèn)壓器對(duì)土壤總載荷Q互為作用力與反作用力，大小相等，方向相反[20]。

圖3 播種單元體受力分析Fig.3 Schematic diagram of the stress analysis of a sowing unit

覆土鎮(zhèn)壓圓盤(pán)在地面行走時(shí)，其接地形狀可簡(jiǎn)化為矩形，面積可由覆土鎮(zhèn)壓圓盤(pán)寬度與徑向接地弧長(zhǎng)之積表示。劃分單個(gè)圓盤(pán)表面與地面接觸區(qū)域，圖2中a1、a2兩部分分別代表水平接地區(qū)域和傾斜面接地區(qū)域，其接地面積計(jì)算如式（4）～（5）所示[16]。

其中

式中，Z0土壤下陷量（mm）；S1為覆土圓盤(pán)大端水平接地面積（mm2）；S2為覆土圓盤(pán)小端傾斜面與土壤接地面積（mm2）；S為兩部分接地面積總和（mm2）。

覆土鎮(zhèn)壓圓盤(pán)對(duì)稱(chēng)布置，因此其總接地面積為2S。工作時(shí)覆土鎮(zhèn)壓圓盤(pán)分別向左右兩側(cè)傾斜，兩圓盤(pán)位于中心點(diǎn)O處夾角為δ，圓盤(pán)邊緣外折角度為θ，圓盤(pán)對(duì)種子的徑向壓強(qiáng)可由鎮(zhèn)壓器作用載荷與其總接地面積之比求得[16]，如式（6）所示。

式中，Qy-鉛垂載荷（N）；p-壓強(qiáng)（kPa）。根據(jù)免耕播種條件下農(nóng)藝要求，應(yīng)滿足如下條件[21-22]：

對(duì)免耕覆秸作業(yè)，在滿足要求時(shí)土壤下陷量Z0=8 mm[16]。結(jié)合式（4）～（7），鎮(zhèn)壓器鉛垂載荷Qy約為629.2～948.5 N。

1.2.4 覆土鎮(zhèn)壓圓盤(pán)表面結(jié)構(gòu)及材料確定

為減少覆土鎮(zhèn)壓圓盤(pán)工作過(guò)程中由于土壤粘附量較大而引發(fā)系列問(wèn)題，基于仿生學(xué)與非光滑仿生理論基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)近似正弦函數(shù)半周期波紋形截面防粘結(jié)構(gòu)，采用防粘超高分子量聚乙烯（UHMWPE）材料制造。通過(guò)螺紋連接從圓盤(pán)內(nèi)側(cè)面將防粘結(jié)構(gòu)安裝至覆土鎮(zhèn)壓器覆土鎮(zhèn)壓圓盤(pán)作業(yè)面，構(gòu)建具有減粘功能的三向可調(diào)式V型覆土鎮(zhèn)壓器試驗(yàn)裝置。如圖4所示。

由圖4中覆土鎮(zhèn)壓器試驗(yàn)裝置防粘結(jié)構(gòu)特征可知，防粘結(jié)構(gòu)高度和防粘結(jié)構(gòu)均布數(shù)量等影響覆土鎮(zhèn)壓器作業(yè)過(guò)程中土壤粘附和覆土鎮(zhèn)壓效果。當(dāng)防粘結(jié)構(gòu)截面高寬比≤0.5時(shí)，防粘效果最佳。根據(jù)鎮(zhèn)壓器覆土鎮(zhèn)壓圓盤(pán)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本研究擬選防粘結(jié)構(gòu)如圖5所示。作業(yè)過(guò)程中，防粘結(jié)構(gòu)在載荷作用下壓入土壤，減小覆土鎮(zhèn)壓圓盤(pán)滑移率。防粘結(jié)構(gòu)分布數(shù)量影響覆土鎮(zhèn)壓器工作中防粘效果，參考彈性鎮(zhèn)壓裝置[12-13]，將防粘結(jié)構(gòu)通過(guò)螺栓固定于覆土鎮(zhèn)壓圓盤(pán)觸土表面，為保證覆土鎮(zhèn)壓裝置壓實(shí)效果，防粘結(jié)構(gòu)數(shù)量選取6～12個(gè)，均勻分布于圓盤(pán)圓周表面，實(shí)現(xiàn)防粘功能。防粘結(jié)構(gòu)振動(dòng)和相對(duì)滑動(dòng)產(chǎn)生碎土作用。

圖4 覆土鎮(zhèn)壓器防粘結(jié)構(gòu)Fig.4 Anti-stick structural of soil-covering and soil-compacting device

2 參數(shù)優(yōu)化試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)條件

參數(shù)優(yōu)化試驗(yàn)于2018年8月2日～4日在東北農(nóng)業(yè)大學(xué)向陽(yáng)實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)基地實(shí)施。試驗(yàn)地為大豆秸稈原茬地。土壤容積密度1.21 g·cm-3、土壤含水量10.5%～27.9%、土壤類(lèi)型為東北黑黏土和模擬砂壤土。試驗(yàn)前將三向可調(diào)式V型覆土鎮(zhèn)壓器安裝于原茬地免耕覆秸播種機(jī)播種單體，調(diào)節(jié)花鍵軸（套）部件中手柄絲杠獲得合適開(kāi)溝深度，調(diào)整螺桿獲得合適左右圓盤(pán)間距（軸向距離），調(diào)節(jié)鎖緊螺桿控制覆土鎮(zhèn)壓圓盤(pán)在水平和垂直開(kāi)合角度（覆土角度）。當(dāng)圓盤(pán)接地間距34 mm，覆土角度處于最佳工作位置（覆土鎮(zhèn)壓圓盤(pán)前進(jìn)方向水平夾角21.3°、垂直方向夾角28°），覆土厚度滿足NY/T503～2002《中耕作物單粒（精密）播種機(jī)作業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》時(shí)[23]，實(shí)施試驗(yàn)。

2.2 試驗(yàn)儀器

試驗(yàn)儀器主要有TYD-2型土壤硬度計(jì)、TZS-1土壤水分測(cè)量?jī)x（浙江托普儀器有限公司制造）、電子秤等。試驗(yàn)裝置與田間作業(yè)效果如圖6所示。

2.3 試驗(yàn)方法

采用L18（21×37）混合正交試驗(yàn)方法。根據(jù)資料分析和前期試驗(yàn)示范準(zhǔn)備情況，以土壤類(lèi)型、防粘結(jié)構(gòu)均布數(shù)量、土壤含水量、覆土鎮(zhèn)壓圓盤(pán)對(duì)土壤鉛垂載荷（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“載荷”）和鎮(zhèn)壓器作業(yè)速度為試驗(yàn)因素，以土壤粘附量y1和覆土鎮(zhèn)壓后土壤緊實(shí)度y2為試驗(yàn)指標(biāo)，共設(shè)置18組試驗(yàn)。土壤類(lèi)型取東北黑黏土和模擬砂壤土2水平，其余各因素均取3水平。對(duì)于土壤含水量，根據(jù)農(nóng)藝要求，一般在18%～22%內(nèi)，本試驗(yàn)擬選取15%、20%和25%三個(gè)水平，考慮田間土壤含水量難以控制，充分利用天氣對(duì)土壤含水量影響，降雨前后檢測(cè)，選取適宜土壤含水量，測(cè)量5次取平均值，在黑黏土壤中實(shí)際含水量為16.3%、21.2%和28.5%，砂壤土中實(shí)際含水量為14.8%、18.9%和26.7%。利用機(jī)具播種單體仿行機(jī)構(gòu)彈簧，結(jié)合文獻(xiàn)[21]載荷設(shè)置方法標(biāo)定與設(shè)置試驗(yàn)裝置作載荷。機(jī)具作業(yè)速度參考2BMFJ系列免耕覆秸精量播種機(jī)試驗(yàn)示范及前期研究基礎(chǔ)，由拖拉機(jī)檔位控制。試驗(yàn)因素水平編碼如表1所示。

圖5 防粘結(jié)構(gòu)Fig.5 Anti-stick structural

圖6 參數(shù)優(yōu)化試驗(yàn)Fig.6 Parameter optimization experiment

表1 試驗(yàn)因素水平編碼Table 1 Factors and levels of experiment

試驗(yàn)指標(biāo)測(cè)試方法：土壤粘附量；每次試驗(yàn)完成后將粘附在鎮(zhèn)壓器表面土壤刮下，電子秤測(cè)量質(zhì)量，每組試驗(yàn)重復(fù)3次，取其均值為試驗(yàn)結(jié)果。土壤緊實(shí)度；在鎮(zhèn)壓后土壤表面，隨機(jī)選取5點(diǎn)，用TYD-2型土壤硬度計(jì)測(cè)量壓實(shí)后土壤緊實(shí)度，取其均值為試驗(yàn)結(jié)果。

2.4 試驗(yàn)結(jié)果與分析

試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案與分析結(jié)果見(jiàn)表2、3所示，參數(shù)優(yōu)化試驗(yàn)優(yōu)化土壤粘附量y1和土壤緊實(shí)度y2兩個(gè)試驗(yàn)指標(biāo)。

應(yīng)用Design-Expert 6.0對(duì)試驗(yàn)結(jié)果作方差分析，分析結(jié)果見(jiàn)表3。由表2可知，各因素對(duì)土壤粘附量影響程度由高到低為土壤類(lèi)型、土壤含水量、防粘結(jié)構(gòu)均布數(shù)量、載荷和作業(yè)速度；各因素對(duì)覆土鎮(zhèn)壓器壓實(shí)土壤緊實(shí)度影響程度由高到低為土壤類(lèi)型、防粘結(jié)構(gòu)均布數(shù)量、載荷、作業(yè)速度與土壤含水量。由表3方差分析可知，影響土壤粘附量極顯著因素是土壤類(lèi)型，影響土壤粘附量顯著性因素是防粘結(jié)構(gòu)均布數(shù)量和土壤含水量。不同土壤類(lèi)型土壤質(zhì)地或土壤機(jī)械組成差異較大。質(zhì)地黏重土壤類(lèi)型，粘附力比砂壤土大，本試驗(yàn)結(jié)果可印證這一結(jié)論。黑黏土黏粒含量高，粘結(jié)性大。砂土砂粒含量高，粘結(jié)性較小。由于黏土壤中黏粒含量高，土壤與外物粘附界面水膜數(shù)量較高，界面水膜張力大。覆土鎮(zhèn)壓器工作過(guò)程與土壤相對(duì)運(yùn)動(dòng)接觸結(jié)果表明，在黑黏土壤類(lèi)型條件下，其均布數(shù)量越多，防粘材料與土壤接觸面越大，土壤粘附量越小。土壤含水量對(duì)土壤粘附量影響也取決于界面水膜張力，土壤粘附量均隨含水量增加而增加。影響土壤緊實(shí)度主要因素是土壤類(lèi)型、防粘結(jié)構(gòu)均布數(shù)量與載荷。原因是試驗(yàn)中兩種土壤類(lèi)型土壤顆粒粘附與松散狀態(tài)差異較大，黏土黏粒間吸附能力較強(qiáng)，受外界壓力時(shí)，土壤易變形壓實(shí)。防粘結(jié)構(gòu)因凸起部分使地面土壤受力集中，均布數(shù)量越多，力分布越相對(duì)集中。載荷直接影響鎮(zhèn)壓力，改變土壤緊實(shí)度。

表2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案與結(jié)果Table 2 Experimental design layout and results

2.5 參數(shù)優(yōu)化

優(yōu)化原則：原則上應(yīng)保證土壤緊實(shí)度在農(nóng)藝要求30～50 kPa內(nèi)，土壤緊實(shí)度越大越好，同時(shí)土壤粘附量越小越好。考慮本試驗(yàn)研究黑黏土條件下土壤粘附量和砂壤土條件下土壤壓實(shí)問(wèn)題。對(duì)兩種土壤類(lèi)型分別作參數(shù)優(yōu)化。在黑黏土壤類(lèi)型條件下，綜合考慮兩項(xiàng)指標(biāo)，最優(yōu)參數(shù)組合為A1B3C1D2E2，綜合影響土壤粘附量和土壤緊實(shí)度兩項(xiàng)指標(biāo)因素主次順序?yàn)锳BCDE；在砂土土壤類(lèi)型條件下，最優(yōu)參數(shù)組合為A2B3C1D3E3，綜合影響土壤粘附量和土壤緊實(shí)度兩項(xiàng)指標(biāo)，因素主次順序是ABDEC。

表3 方差分析Table 3 Analysis of variance

2.6 驗(yàn)證比較試驗(yàn)

在兩種不同土壤類(lèi)型條件下，分別以其最優(yōu)參數(shù)組合對(duì)防粘覆土鎮(zhèn)壓器土壤粘附量和鎮(zhèn)壓后土壤緊實(shí)度作驗(yàn)證試驗(yàn)，在同等試驗(yàn)條件下與金屬圓盤(pán)覆土鎮(zhèn)壓器作配對(duì)比較試驗(yàn)，重復(fù)3次，配對(duì)比較試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

表4 配對(duì)比較試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Paired comparison test results

運(yùn)用Design-Expert 6.0軟件分析配對(duì)比較試驗(yàn)結(jié)果可知，東北黑黏土環(huán)境，兩種覆土圓盤(pán)對(duì)土壤粘附量影響顯著，對(duì)土壤緊實(shí)度影響不顯著，均滿足農(nóng)藝壓實(shí)要求。防粘覆土鎮(zhèn)壓器土壤粘附量均值42.9 g，土壤緊實(shí)度均值40.5 kPa，金屬圓盤(pán)覆土鎮(zhèn)壓器土壤粘附量均值85.5 g，土壤緊實(shí)度均值38.3 kPa。兩種圓盤(pán)覆土鎮(zhèn)壓器粘附量相比，防粘覆土圓盤(pán)鎮(zhèn)壓器減粘效果提高49.8%。在模擬砂壤土環(huán)境中，兩種覆土鎮(zhèn)壓圓盤(pán)對(duì)兩指標(biāo)影響均不顯著。防粘覆土鎮(zhèn)壓器土壤粘附量均值3.4 g，土壤緊實(shí)度均值43.0 kPa。金屬圓盤(pán)覆土鎮(zhèn)壓器土壤粘附量均值4.1 g，土壤緊實(shí)度均值38.7 kPa，均可滿足農(nóng)藝要求。

3 結(jié)論

a.設(shè)計(jì)集覆土、鎮(zhèn)壓功能于一體三向可調(diào)式V型覆土鎮(zhèn)壓器，當(dāng)防粘結(jié)構(gòu)分布數(shù)量12、土壤含水量≤25%、載荷≥800 N、速度≤7.2 km·h-1時(shí)，在東北黑黏壤土環(huán)境下，具有防粘結(jié)構(gòu)覆土鎮(zhèn)壓器土壤粘附量42.9 g，土壤緊實(shí)度40.5 kPa。較金屬圓盤(pán)鎮(zhèn)壓器減粘性能提高49.8%；在模擬砂壤土環(huán)境中同等最優(yōu)參數(shù)條件下，土壤粘附量可忽略不計(jì)，防粘覆土鎮(zhèn)壓器土壤緊實(shí)度43.0 kPa，金屬覆土鎮(zhèn)壓器土壤緊實(shí)度38.7 kPa。

b.三向可調(diào)式V型覆土鎮(zhèn)壓器可在不同土壤類(lèi)型條件下，更換不同覆土鎮(zhèn)壓圓盤(pán)，其覆土、鎮(zhèn)壓、防粘等綜合性能良好，可滿足2BMFJ系列原茬地免耕覆秸播種機(jī)技術(shù)要求。