农业工程学报

作者：李运通,廖宜涛,邵彭,张振荣,李甜,廖庆喜,张青松,

关键词：播种机, 种床整备, 油菜, 离散元法, 耦合仿真, 黏附机理

基金：42

针对长江中下游稻油轮作区土壤黏重导致厢面整形难度大，仿形单体作业产生沟壑、黏堵等造成厢面凹凸不平、积水渍害，导致油菜播深稳定性不足、播种质量差等问题，该研究对油菜机械直播厢面整形仿形机构防黏附机理开展分析。力学分析得到旋压式厢面整形过程机械土壤互作原理，被动旋压辊表面与土壤接触面积降低、压力增加致使黏附难以脱离；主动旋压辊表面与厢面间速度差，导致已成形厢面对旋压辊表面黏附土壤剪切挤压，形成主动防黏；反向旋压辊利用未成形厢面打磨旋压辊表面实现主动防黏。开展DEM-MBD仿真试验分析主动旋压辊表面黏附的土壤颗粒速度、位移和动能变化，探明土壤黏附多发生在旋压辊表面未成形厢面接触区，成形厢面刮削产生的主动防黏效果主要发生于成形厢面接触区。台架试验结果表明，正转旋压辊的黏附面积、黏附体积和厢面粗糙度均随转速增加而先增后减，转速比100%附近防黏附效果差，反转旋压辊黏附性随转速增加下降、厢面粗糙度随转速增加上升，被动旋压辊防黏效果和厢面整形质量较差，台架试验黏附现象与理论分析相符；以正转旋压辊转速、土壤绝对含水率为试验因素，旋压辊黏附面积、黏附体积和厢面粗糙度为评价指标开展正交台架试验，结果表明旋压辊转速、土壤含水率对旋压辊黏附效果显著，正转转速比150%旋压辊对土壤含水率变化的适应性较好。田间试验结果表明，在土壤绝对含水率大于30%的黏重土壤稻茬地作业情景下，正旋主动旋压辊土壤黏附面积和质量分别为62.4 cmsu2/su和174 g，较被动旋压辊黏附效果分别提升90.05%和87.77%，厢面粗糙度为15.7 mm，较被动旋压辊提升86.08%，反旋主动旋压易导致厢面过度打磨。研究结果可为该地区种床整理装备及关键部件的设计与改进提供参考。/

来源：2026年第7期

《农业工程学报》期刊编辑部

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