甘薯高清除性切蔓技術(shù)及其裝置研究與優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、甘薯是世界主要的糧食作物，并且可以作為工業(yè)原料和新型的能源用料，和馬鈴薯、木薯稱為世界三大薯類，是世界糧食安全的底線作物和具有高度競(jìng)爭(zhēng)力的優(yōu)質(zhì)經(jīng)濟(jì)作物[1～2]。我國(guó)是世界甘薯種植面積最大、產(chǎn)量最高的國(guó)家，甘薯高壟種植、秧蔓生長(zhǎng)茂盛、匍匐伏地、覆蓋整壟、交錯(cuò)纏繞、不易分開，故其挖掘收獲前的秧蔓處理是一項(xiàng)耗時(shí)、費(fèi)工、勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)成本較高的工作[3]。秧蔓處理的干凈與否直接影響后續(xù)的挖掘收獲。現(xiàn)階段由于甘薯生產(chǎn)機(jī)械化技術(shù)的落后，大部分甘

2、薯割蔓收獲都靠人工完成，效率低下，嚴(yán)重制約甘薯種植業(yè)的發(fā)展。故作業(yè)環(huán)節(jié)的特殊性和秧蔓自身的生長(zhǎng)特點(diǎn)決定了甘薯秧蔓處理機(jī)械研發(fā)的緊迫性和復(fù)雜性。
　　本研究通過(guò)大量文獻(xiàn)檢索和調(diào)查研究，針對(duì)甘薯秧蔓直接粉碎還田機(jī)械壟溝秧難切斷、莖稈粉碎率低、留茬長(zhǎng)、傷薯率高、振動(dòng)大、刀軸易磨損、刀輥易纏繞、安全性差等始終未能有效解決的技術(shù)難題，在吸納、比較國(guó)內(nèi)外秸稈粉碎還田技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合甘薯的物理特性和種植農(nóng)藝，采用Pro/e、Adams、Ans

3、ys和Spss軟件，進(jìn)行秧蔓粉碎還田高壟仿形結(jié)構(gòu)參數(shù)試驗(yàn)研究與優(yōu)化設(shè)計(jì)、壟溝長(zhǎng)蔓清除粉碎技術(shù)研究、刀輥平衡性研究、作業(yè)參數(shù)最優(yōu)化試驗(yàn)研究，設(shè)計(jì)了壟溝靴型挑秧刀結(jié)構(gòu)，“動(dòng)嵌靜”軸端防纏繞機(jī)構(gòu)和仿壟形粉碎倉(cāng)機(jī)構(gòu)，研制了一款與18.4～22.1kW輪式拖拉機(jī)配套的可有效解決以上問(wèn)題的甘薯秧蔓粉碎還田機(jī)，并在典型地區(qū)進(jìn)行性能試驗(yàn)與驗(yàn)證考核。通過(guò)本研究，以期在甘薯秧蔓粉碎還田技術(shù)上獲得突破，研發(fā)出清除性好、優(yōu)質(zhì)、安全、耐用的成熟機(jī)械。主要研究?jī)?nèi)容

4、有：
　?。?）對(duì)我國(guó)甘薯種植農(nóng)藝、物理特性和生產(chǎn)作業(yè)方式進(jìn)行調(diào)查研究，提出高清除性甘薯切蔓機(jī)的設(shè)計(jì)思想和依據(jù)，綜合分析國(guó)內(nèi)外秧蔓處理技術(shù)，確定總體設(shè)計(jì)方案，并通過(guò)理論計(jì)算、仿真分析和試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法設(shè)計(jì)甘薯切蔓裝置。
　?。?）以可靠性、高效性、高清除性為主控目標(biāo)，對(duì)各部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括：懸掛架組合，變速箱組合，罩殼總成，刀輥組合和仿形限深輪組合；并針對(duì)現(xiàn)有切蔓設(shè)備存在的缺點(diǎn)和技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行攻關(guān)，對(duì)關(guān)鍵部件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)

5、，提出了壟溝靴型挑秧刀結(jié)構(gòu)，“動(dòng)嵌靜”軸端防纏繞技術(shù)和仿壟形粉碎倉(cāng)機(jī)構(gòu)。
　?。?）通過(guò)Pro/e三維設(shè)計(jì)軟件，對(duì)整機(jī)進(jìn)行三維建模，用Adams軟件對(duì)刀輥組合進(jìn)行仿真動(dòng)平衡分析，用Ansys軟件對(duì)刀輥軸進(jìn)行模態(tài)分析。分析結(jié)果表明刀輥組合的設(shè)計(jì)合理符合動(dòng)平衡和振動(dòng)模態(tài)的要求。
　　（4）對(duì)研制的切蔓機(jī)進(jìn)行田間性能試驗(yàn)，測(cè)定其技術(shù)性能狀況、秧蔓粉碎質(zhì)量及機(jī)具作業(yè)效率，驗(yàn)證所研制的甘薯高清除性切蔓機(jī)能否滿足設(shè)計(jì)要求和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)