水稻整株秸秆还田机埋草刀轴的模糊可靠性优化设计

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第24卷第5期农业工程学报Vl01．24NO．52008年5月TransactionsoftheCSAEMay2008123水稻整株秸秆还田机埋草刀轴的模糊可靠性优化设计葛宜元，王金武※(东北农业大学工程学院，哈尔滨150030)摘要：为使1zT一210型水稻整株秸秆还田机埋草刀轴的设计更趋合理，充分考虑设计中的模糊因素，将可靠性与模糊优化设计方法相结合，以刀轴质量最轻和可靠度最高为目标函数，建立了刀轴的模糊可靠性优化设计模型。通过编写MATLAB程序，获得了埋草刀轴的模糊优化

2、设计结果，与传统设计方法相比，刀轴横截面积减小了33．3％。试验证明，刀轴的寿命提高了38．5％，可靠度提高了0．8％；埋草刀的磨损量减小了40％。关键词：秸秆还田机；埋草刀轴；模糊可靠度；优化设计中图分类号：TBl14_3文献标识码：A文章编号：1002—6819(2008)一5-0123—04葛宜元，王金武．水稻整株秸秆还田机埋草刀轴的模糊可靠性优化设计[J]．农业工程学报，2008，24(5)：123—126．GeYiyuan．WangJinwu．Fuzzyreliabilityoptimizationdesignof

3、thecuttershaftofthewholerices仃awreturningmachine[J]TransactionsoftheCSAE，2008，24(5)：123—126．(inChinesewithEnginlishabstract)机具寿命及可靠性随之提高。该优化模型及试验数据对O引言其它机械零部件的设计及整株秸秆还田机的改进和推广农作物秸秆中含有丰富的氮、磷、钾肥素及有机质具有重要意义。等养分，是国内尚未充分利用的农产品资源。进行秸秆1刀轴的模糊可靠度函数还田，尤其是整株秸秆还田机具的研究与开发对农业的发展

4、具有重大意义ll】。美国于20世纪60年代初研制出与模糊状态是指刀轴从安全状态到失效状态的过渡过90kW拖拉机相配套的60型秸秆切碎机；英国于20世纪程，刀轴的安全状态函数：一，(、，分别为刀80年代初在收获机上对秸秆进行粉碎，并采用犁式耙进轴的强度和应力)。1zT一210型整株秸秆还田机的埋草行深埋：日本在半喂入联合收割机后面加装切草装置，刀轴所处的安全状态是一模糊随机事件，则模糊事件一次就能完成收获和秸秆粉碎作业l2】。中国于20世纪80的概率(即可靠度)为年代开始生产秸秆还田机，目前应用较多的是完成单一粉碎作业的卧式秸

5、秆还田机，粉碎稻麦秸秆效果不理想，t*oR=P(A)：I(x)f(x)dx(1)尚需改进：国产的联合收割机无秸秆切碎装置，不能实~t-o0～现秸秆还田。机械化秸秆还田技术主要包括秸秆粉碎还式中——刀轴强度与应力的差值(安全状态函数)，田技术、根茎粉碎及耕翻还田技术和联合作业还田技MPa；——A的隶属函数：f(x)——的概率密度函术【3】。联合作业还田实现了水田秸秆还田与耕整地同步进数。行，是今后秸秆还田机发展的趋势。本文研究的1zT一采用哪一种隶属函数，需通过模糊统计的方法确定。210型水稻整株秸秆还田机是将旋耕与秸秆还田合

6、二为如采用逐级估量法等，然后估计其分布参数。根据所查一并适应水田作业的机具，在一定程度上填补了国内空文献，本次优化的隶属函数选用降半梯形分布，其数学白。表达式为[】秸秆还田机作业时，埋草刀轴高速旋转，是承受扭1a矩的关键部件，其设计是否合理对机具的性能及作业效果影响很大。本论文以自行研制的1zT一210型水稻整株()=——a6秸秆还田机为研究对象，采用可靠性与模糊优化设计相结合的方法，对埋草刀轴进行模糊可靠性优化设计，得函数曲线如图1所示。出优化结果。经试验证明，优化后的刀片磨损量减小，收稿日期：2006

7、—06—02修订日期：2008—04—14基金项目：哈尔滨市科技攻关项目(2003AA6CN084)作者简介：葛宜元(1983一)，女，黑龙江勃利人，博士研究生，主要从事机械可靠性设计的研究。哈尔滨东北农业大学农业工程中心329#，0150030。Emai1：geyiyuan124@yahoo．com．ca※通讯作者：王金武(1970一)，男，黑龙江庆安人，博士，教授，博士生图1降半梯形分布函数图像导师，主要从事田间机械及机械可靠性的研究。哈尔滨东北农业大学农业Fig．1Graphofthedescendingsemi—tr

8、apezoid工程中心209#，150030。Email：jinwuw@163comdistilbutionfunction维普资讯http://www.cqvip.com124农业工程学报2OO8年当口b一定的，因此刀轴的设计就是确定其横截面尺寸