三垄六行花生有序铺放收获机的设计与试验

花生是我国主要的经济作物，两段式收获模式因更能保证花生产品质量已成为主流的花生收获方式。为此，针对现有花生挖掘铺放机挖掘阻力大、壅土堵塞、果土分离不清、机具幅宽小导致收获效果差及作业效率低等问题，研制了一种三垄六行花生有序铺放收获机，主要由扶禾装置、挖掘装置、夹持输送装置、有序铺放装置、动力系统和机架组成，可实现对花生的高效挖掘、输送、去土和有序铺放，大幅提高作业效率，达到0.9hm²/h以上。通过田间试验研究前进速度、夹持输送链条转速和花生植株夹持位置对花生收获损失率、破碎率、埋果率的影响，结果表明：在1.0m/s的前进速度、260r/min的夹持输送链条转速下，夹持位置为根部以上60mm时，收获质量最佳。     

双行自走式大葱收获机的设计研究

针对当前我国大葱收获作业环节用工量大、大葱收获机械尚不成熟等问题,研制了一种双行自走式大葱收获机,以减少作业环节、提高劳动效率。该机一次收获两行,集挖掘抖土、双行汇集、夹持输送和收集等功能为一体,主要由传动系统、挖掘抖土装置、双行汇集装置、夹持输送装置及二次去土装置和收集装置等组成。挖掘抖土装置分为挖掘和抖土两部分,挖掘部分能够深入大葱根部将大葱提起,抖土部分可以在提起大葱的同时进行抖土;夹持输送装置采用柔性橡胶材料,保证了夹持过程中不对大葱造成损伤。田间试验标明:该机作业顺畅、性能稳定,匹配动力42k W发动机,大葱损伤率小于2.4%,总损失率小于4.2%。     

分段式大蒜收获机的设计与试验

针对目前国内大蒜收获强度大、收获效率低及收获成本高等问题,设计了分段式大蒜收获机。该机主要由挖掘装置、限深装置及夹持装置、打捆装置等组成,采用手扶拖拉机作为动力源和安装平台,夹持装置采用链条设计,打捆装置可实现收获后大蒜的打捆作业。该机可一次完成三行大蒜的挖掘、夹持输送、打捆等收获作业,省时省力,高效低耗。应用CAD、SolidWorks等软件进行图样的设计和三维模型的建立,并对挖掘装置、夹持装置等关键装置进行重点设计。在山东兰陵县神山镇进行了大蒜种植田间试验,结果表明:该机器生产率0.1 hm~2/h,漏蒜率为1.9%,伤蒜率为0.58%,损失率为1.9%,挖掘深度为8cm。研究结果可为大蒜收获机械的研究提供参考。     

4HBL-2型花生联合收获机复收装置设计与试验

针对4HBL-2型花生联合收获机果土分离及输送中花生果实的漏果、掉果问题,设计了花生联合收获机复收装置。在花生联合收获时,对土壤中遗漏的果实和夹持输送过程中掉落的果实进行复收、清选、集果等作业。并对复收装置进行了设计与试验研究,确定了该装置的最优结构参数和工作参数:复收装置安装角度为20°,复收链输送速度1.2 m/s,复收链杆条间隙10 mm。在机组前进速度为0.6 m/s时,实现收获花生平均净果率为90.16%,平均漏果率为0.12%,提高了花生的收获质量,减少了花生二次复收的劳动强度和作业成本。     

4SHWZ-1800自走型分段式花生收获机的研制

针对我国花生主产区种植模式的特点,成功研制了4SHWZ-1800自走型分段式花生收获机。其主要由底盘、传动系统、挖掘装置、清土输送装置、果秧铺放装置、落果清选装置和输送升运集果装置等部件组成,一次作业可完成挖掘、松碎土壤、秧土分离、秧果成条铺放、落果清选和集果等作业。该机在分段收获的基础上,采用了复收技术;设计了箭式挖掘铲,降低了挖掘阻力,提高了碎土效果;采用挖抖组合技术,实现花生宽幅收获,提高了工作效率;采用筛网输送带式果土分离技术,有效降低机收损失。田间试验表明:该机操控灵活、简单,作业顺畅,性能稳定;埋果率为0.1%、破碎率为0,各性能指标均符合国家花生收获机作业质量(NY/7502-2002)检测标准,符合设计要求。     

基于多段分离工艺的马铃薯联合收获机设计与试验

针对马铃薯分段收获人工捡拾工作量大、劳动强度高、收获效率低等问题,在适应种植模式和农艺要求的基础上,设计了一种基于多段分离工艺的马铃薯联合收获机,该机可同时完成双垄双行马铃薯的挖掘、薯土分离、清土除杂和集薯输送等任务。收获机在拖拉机的牵引作用下进行收获作业,其关键零部件包括松土限深调控装置、切土切蔓装置、挖掘装置、摆抖式薯土分离装置、过渡分离装置、清土除杂装置和集薯输送装置等。该收获机采用多段分离工艺,可有效提高薯土分离效率,显著降低含杂率,降低劳动强度。田间试验表明:作业速度分别为3. 17 km/h和4. 16 km/h时,样机的损失率分别为1. 64%和1. 59%,伤薯率分别为1. 72%和1. 48%,破皮率分别为2. 31%和1. 92%,生产率分别为0. 41 hm2/h和0. 54 hm2/h,各项性能指标均达到了作业标准。基于碰撞检测技术获取了收获过程中薯块的动态碰撞信息,在对碰撞特征和薯土混合物运动特点进行分析的基础上,明确了联合收获机易产生较大碰撞加速度的关键位置为:分离筛Ⅰ与分离筛Ⅱ交接处及集薯输送装置的落料端,降低分离筛Ⅰ和分离筛Ⅱ之间的高度差、改善集薯装置末端的缓冲效果,是降低伤薯率和破皮率的有效措施。     

半喂入自走式大蒜联合收获机

针对国内大蒜种植特点,在已有设计研究的基础上研制了一种适合于中国大蒜主产区收获作业的半喂入自走式大蒜联合收获机。整机侧向配置,采用450型半喂入稻麦联合收获机底盘,并配有液压无级变速系统,作业组件包括分禾装置、扶禾装置、挖掘装置、夹持输送装置、清土装置、对齐切秧装置和集果系统等。该机采用挖拔组合式工作原理,保证了大蒜收获中挖掘效果,提高了整机的作业质量和稳定性。通过田间检测表明：果实损失率不大于1.8%,破损率不大于2.1%,含土率不大于12.8%,各项性能指标均达到设计要求。     

自走式木薯收获机的设计

针对目前我国木薯机械化水平低、人工收获费时费力、效率低等问题,设计了自走式木薯收获机。收获机由履带底盘带动,主要由挖掘装置、夹持输送装置、土薯分离装置和传动系统等组成,能一次性完成木薯挖掘、夹持输送、薯茎分离及去土收集等工序;夹持输送机构能有效降低挖掘阻力,降低了机器动力要求;收获过程耗用人工少,显著提高了生产效率。该设计可为木薯收获机械的深入研究和发展提供参考。     

小型大蒜联合收获机设计与试验

针对大蒜收获难、劳动强度高、各地种植模式不统一的问题,设计了一种适合中小地块的小型大蒜联合收获机,并阐述了该机的总体配置及主要部件的结构。该机主要由行走底盘、传动系统、扶禾装置、挖掘装置、夹持装置、蒜秧定位装置、切割装置、横向输送装置、集蒜箱及液压系统等组成,可一次完成大蒜挖掘、夹持输送、切茎、蒜头收集和蒜秧抛送等工作。田间试验表明:收净率达到98.4%,损伤率0.65%,总损失率2.25%,生产率为0.035hm2/h;具有体积小、结构紧凑、操作方便、损伤率小等特点,为提高大蒜机械化收获水平提供了参考。     

半喂入花生联合收获夹持输送装置的设计与研究

半喂入式联合收获是目前花生收获的主要方式之一,其夹持输送装置作为半喂入花生联合收获机关键部件,对整机作业性能影响尤为重要。针对花生联合收获机夹持输送装置作业稳定性差、花生植株输送归集拥堵等问题,设计了一款半喂入花生联合收获夹持输送装置。该装置采用“挖拔组合”作业方式,结合花生的种植农艺和实际作业速度,完成花生植株夹持输送作业。通过对夹持输送作业进行运动学和仿真分析,确定影响夹持输送装置的影响因素,并通过单因素试验得到其取值范围：夹持输送速度为0.8～1.1 m/s,夹持装置倾角为25～35°,夹持高度为150～200 mm。研究结果为半喂入花生联合收获夹持输送装置的设计提供了理论依据。     

履带自走式单行大白菜收获机设计与试验

针对我国大白菜收获机械化水平低、配套技术与装备缺乏的现状,在分析大白菜主要种植模式和机械化收获要求的基础上,对大白菜机械化收获关键技术进行了研究,确定了先切根再夹持导向、输送的机械化收获方案,并设计了一种适合我国南方地区田间作业的履带自走式单行大白菜收获机。该收获机主要由切割装置、夹持导向装置、倾斜输送装置、水平输送装置、收集装置、液压传动系统等关键部件组成,可一次性完成大白菜的切根、夹持导向、输送与装箱等收获作业。为了获得该机的良好作业性能,对各关键装置和部件进行了理论计算与分析,并进行了样机试制和田间性能试验。田间试验结果表明,当机器前进速度约为0.30m/s,切根装置、夹持导向装置以及夹持导向装置的液压马达驱动转速分别设置为300、300、175r/min时,该大白菜收获机平均生产率达0.11hm2/h,平均切根合格率为93.40%,平均夹持成功率为95.86%,平均输送成功率为100%,平均作业损失率为7.84%,收获机各关键部件工作稳定,收获效果较好,基本满足大白菜的机械化收获要求。     

2垄4行花生联合收获机夹持归集装置的设计与试验

2垄4行夹持归集装置安装在2垄4行全喂入花生联合收获机上。该装置主要是将挖掘出来的两路花生进行夹持、抖土,然后将两路花生归集到一处,方便后续作业。该装置的研制大幅度提高了花生收获的工作效率。经试验分析,夹持喂入率在98%以上,去土率大于70%,掉果率不大于0.1%,作业效率在0.2hm2/h以上,夹断率几乎为0,花生秧果在归集过程中没有发生堵塞现象,各项指标都能够达到设计要求。     

马铃薯收获机的设计与研制

近年来,尤其是马铃薯主粮化战略提出以后,马铃薯已成为一种广泛种植的粮食作物和经济作物。为此,针对人工收获马铃薯存在的劳动强度大、效率低下、收获成本高等问题,综合考虑新疆马铃薯种植特点及现有马铃薯收获技术,设计研制了一种马铃薯收获机。该机主要由挖掘装置、输送分离装置、集条装置及传动机构等组成,能够一次完成马铃薯的挖掘、输送分离、集条等作业,具有结构简单、性能稳定、工作可靠等特点。田间性能试验结果表明:该机作业速度2.8~4.5km/h,生产率0.25~0.6hm2/h,明薯率≥9 5%,挖净率≥9 8%,破损率3%。     

牵引型分段式花生收获机的研制

结合河南省花生主产区的种植模式和农用拖拉机保有量大的特点,为解决花生挖掘后人工捡拾秧果劳动强度大、成产成本高的问题,设计了一种与拖拉机动力配套使用的牵引型分段式花生收获机。该花生收获机主要由传动变速装置、拾捡输送装置、搅龙装置、清选分离装置、集果装置,以及相关辅助装置等部件组成。在分段收获的基础上,设计了自动拾捡装置,提升了抓秧能力;创新设计了螺旋圆弧搅龙,振动筛与吸风机组成的清选分离系统,清选效果较好,最大限度地避免了农机作业中粉尘飞扬。田间试验表明:该机作业性能良好,捡拾率达到98.8%,损失率为2.8%,生产率达到1 017kg/h,符合国家花生收获机作业质量标准(NY/7502-7 5 0 2),满足实际生产要求。     

4CZ-1型履带自走式大葱联合收获机的研制

目前,现有自走式大葱收获机由于缺乏有效的减阻方案,功率消耗较大,挖掘深度不足,难以满足章丘大葱收获的需要;清土和大葱输送技术不成熟,造成大葱的损伤率和含杂偏高,收获质量较差;收获流程设计不合理,联合收获程度有待提高。针对以上问题,设计了一种4CZ-1型履带自走式大葱联合收获机,可以一次性完成单行大葱的限深松土、振动挖掘、土垡破碎、三级柔性夹持输送及平台收集等作业过程。该机可有效减小挖掘行进阻力,实现对包裹土壤的有效松动,降低损伤率和含杂率,有效提高大葱收获作业质量。为此,重点阐述了机具的工作原理和主要零部件设计,利用三维软件对整机进行了数字化建模,完成了样机的制作,并进行了田间试验。结果表明:该机工作稳定,适应性强,收获效果较好,大葱损伤率3.6%,损失率1.8%,含杂率3.2%,作业效率0.053 hm²/h,均满足设计要求。     

滚筒筛式花生荚果复收机的设计与试验研究

针对花生收获漏果、掉果严重且缺少有效的花生复收机问题，为进一步减小花生收获损失率、提高收获效益，设计了一种牵引式花生复收机。复收机主要由挖掘装置、滚筒式分离输送装置、集果箱、机架及限深装置等组成，能够一次性完成花生荚果的挖掘、输送、除杂去土及收集等作业过程。其中，挖掘铲采用封闭铲面及栅杆结构，有效降低了挖掘阻力，提升了挖掘效果；采用滚筒式分离输送装置，实现了花生荚果的有效抬升及碎土清土，有效降低了花生荚果的含土率及破损率。田间试验结果表明：机具收获效果好，工作性能稳定，收获含土率低于4%,破损率低于2.5%,漏果率低于0.25%,生产效率达到0.21～0.37 hm²/h,可为进一步开发设计高效的花生复收收获机械提供参考。     

基于两段式收获工艺的花生起收机设计与试验

针对我国新疆地区花生种植的模式,考虑到现有机具适应性差的问题,结合花生收获农艺需求,研制一种可有序铺放的花生起收机,该机具主要由机架、挖掘铲、升运链、振动装置和铺放装置组成。振动装置中振动轮采用3个直径为80 mm的橡胶轮依次排列,排列间距为120 mm,铺放装置中两铺放对辊的间距区间为100～200 mm;机具可一次性完成花生的挖掘输送、振动去土和有序铺放等作业。采用正交试验法对机具关键部件性能进行田间试验,确定试验参数的较优组合。试验结果表明该机在升运链轮转速100 r/min,对辊间距150 mm,机具行走速度为1 km/h的条件下具有较优的性能,其总损失率为2.4%,带土率为13.6%,有序铺放率为80.4%,作业质量满足花生收获农艺需求,为新疆地区花生机械化收获的发展提供一定借鉴。     

4UMS-1型木薯收获机的设计

针对目前木薯人工收获劳动强度大、生产效率低的现状,设计了4UMS-1型木薯收获机.该机以拖拉机作为动力,采用三点后悬挂方式,以三角形凸面挖掘铲作为起土部件,利用拖拉机输出的动力,经过锥齿轮和带轮传动装置将动力向后传递到夹持输送装置的带轮上,带动夹持轮一边拔起木薯块根,一边将其抬起向后输送一定高度,达到提升和分离土壤的目的.当薯块提升到薯根分离部位时,可通过机器后部的分离刀具实现薯根分离,整机可同时完成木薯挖掘和分离作业,以取代人工收获,提高生产效率.     

4UMG-140型拨辊式木薯收获机的设计与试验

针对现有木薯收获机存在问题,基于木薯宽窄双行起垄种植农艺要求,确定收获机工作原理与总体结构,并对挖掘装置、拨辊输送装置、限深装置等关键部件进行讨论与分析,设计了4UMG-140型拨辊式木薯收获机,该机一次作业能够完成木薯块根的挖掘提升、薯土分离输送、平铺地表等工序。作业时,轮式拖拉机跨垄行走在相邻两垄沟中,便于机手操控,收获过程中不压伤木薯块根,实现了垄上木薯有效对行收获。田间试验表明,4UMG-140型拨辊式木薯收获机明薯率为95.2%、损失率为7.6%、生产率为0.35 hm2/h,完全符合木薯宽窄双行起垄种植农艺机收作业要求。     

牵引式马铃薯联合收获机的设计与试验

马铃薯收获是马铃薯产业全程机械化的关键环节之一,目前我国收获机械化程度较低。虽然国内的马铃薯收获机械种类繁多,但是大部分机具仍需人工辅助完成整个收获过程,作业成本较高、劳动强度大。为此,研究开发了一种2垄4行牵引式马铃薯联合收获机,可一次作业完成挖掘限深、土薯分离、秧草除杂及输送归集装车等多项工艺联合作业。上车输送归集装置由3级升运机构共同组成,采用液压驱动实现马铃薯薯块的输送归集,结构简单,调整方便,解决了传统收获模式下仍需人工捡拾的作业过程,大大降低了劳动强度。增设光电传感器检测,与液压传动系统结合可以有效反馈控制落薯的高度与位置,大大降低了伤薯率。田间试验表明:该机作业效果良好,各项性能指标均符合《马铃薯·收获机质量评价技术规范》标准要求。