深松铲的耕作阻力主要来自于铲柄破土刃口对坚硬土层的犁切作用,因此,降低铲柄破土刃口的切土阻力将会使深松铲耕作阻力显著下降。研究发现,小家鼠爪趾的纵剖面上表面轮廓线具有指数特征,其方程的具体形式为:Y=66.61e0.0117X+17.78e0.1835X。将爪趾轮廓拟合曲线应用于深松铲铲柄的破土刃口曲线结构设计之中,设计制备了指数函数曲线型仿生减阻深松铲。在室内土槽实验室与L型、倾斜型、抛物线型三种类型的深松铲进行了耕作阻力对比试验。耕作阻力对比分析结果表明,耕深和前进速度对深松铲的耕作阻力具有显著影响。
深松铲的工作深宽比 (h/B)及楔面倾角d 当深宽比较小,且倾角a小于90°时.土壤松动范围将如图2—57a所示,底部与板同宽,上面向两侧及前面延伸,成一半球,在土表面成一扇面状。当深宽,比增大到一定程度,土壤的松动范围将如图2—57b所示,即只有上部的土壤被松动,而在一定深度以下,土壤只被挤压开一条槽。但是在两侧,会有一些小裂缝从地表延伸到最深处(图2—57c)。这个土壤松动范围的极限点称为土壤深松临界点,它与土壤的性质及深松铲参数有关。这说明,土壤的松动范围及深度是有一定限度的。
从改善深松铲受力状况、优化其结构参数以更好的满足深松要求入手,利用计算机辅助设计(AutoCAD)技术绘制深松铲的结构图形以利于其分析和设计,并通过对现存深松铲的结构和受力分析,建立了深松铲工作状态的受力数学模型,找出了影响深松铲受力的各个因素,不仅对深松铲的优化有着重大的意义,而且可以得到更加精1确的数值和参数,并减少了必须生产出样机进行试验、修正等烦琐的过程,大大节省了时间,节约了资源,提高了生产效率.