拨辊推送式马铃薯清选分选机设计与试验

针对现有马铃薯清选分选机的薯土分离效果差、伤薯率较高、工作效率低等问题,设计了一种拨辊推送式马铃薯清选分选机。对该机器的工作机理进行了阐述,确定了清选装置、分选装置的结构参数,分析了马铃薯在清选分选过程中的力学特性。选取机组的转速、上料量、机组提升角度作为试验因素,伤薯率、分选清洁率为试验性能指标进行正交试验,并对试验结果进行显著性分析。结果表明,各因素对伤薯率影响的主次因素顺序为:机组提升角度、机组转速和上料量;对分选清洁率的影响主次因素顺序为:上料量、机组转速和机组提升角度。按照以马铃薯的伤薯率较低,兼顾分选清洁率较高的原则,确定较优组合,即机组转速为145 r/min,上料量为20 t/h,机组提升角度为12°,并对该参数组合进行了验证试验,结果表明,在该条件下机器伤薯率为0.773%,分选清洁率为95.42%,符合基本作业要求。     

丘陵山区甘薯收获机的研制与试验

针对丘陵山区甘薯收获机械化水平低,国内收获机普遍存在伤薯率高、挖掘阻力大、易堵塞和土薯分离不净的问题,设计制造一种适用于适于丘陵缓坡红黄壤黏性土作业的甘薯收获机。阐述收获机整机结构和工作原理,对传动系统、挖掘铲、防缠装置和土薯分离输送装置等关键部件进行设计分析,通过理论计算确定弧形挖掘铲、升运链和抖动轮的主要参数。性能试验结果表明:防缠装置对收获机性能影响显著,低速收获时,明薯率为98.25%,伤薯率为2.94%,破皮率为2.15%,顺畅性为99.52%,生产率约为0.16 hm~2/h;高速收获时,明薯率为98.51%,伤薯率为2.62%,破皮率为2.02%,顺畅性为98.32%,生产率约为0.27 hm~2/h,各项指标均符合设计合格要求,对甘薯红黄壤黏性土垄作种植适应性较好。     

4U-750牵引式甘薯收获机设计与试验

为解决目前甘薯收获机械大多沿用马铃薯收获机成熟技术设计,不能根据甘薯特殊生长状况开发研制等问题。完成4U-750甘薯收获机的设计、试制及田间试验。4U-750甘薯收获机作业幅宽600～750 mm,生产效率0.1～0.2 hm~2/h,可一次完成破垄防缠、挖掘、土薯输送分离、薯块集条铺放等作业。整机设计有主动式内倾锯齿形圆盘切刀,可切断垄沟秧蔓,避免缠绕堵塞,破开垄底层,降低挖掘阻力,提高作业效率。升运链式输送分离装置设有随动型抖动轮,可实现土壤破碎及土薯分离,有效降低伤薯率。田间试验表明:在拖拉机前进速度为1.5 km/h时,4U-750甘薯收获机损失率、伤薯率、破皮率和生产率分别达到2.9%、0.6%、1.5%和0.13 hm~2/h,均符合相关标准,满足设计与使用要求。     

破解马铃薯收获机薯土分离难题

随着我国马铃薯产业的不断发展,种植面积的不断扩大、产量持续增长,实现马铃薯收获机械化成为必然趋势。以农户为单位的马铃薯种植户,由于地块大小和经济能力的限制,小型马铃薯收获机械成为其首选。但是由于小型马铃薯收获机的空间结构等设计因素的限制,收获作业的薯土分离效果不理想,埋薯率和伤薯率较高。设计一种薯土分离效果好、分离效率高的薯土分离机构,对于解决目前小型马铃薯收获机械存在的问题有着重要意义。     

薯类机械化收获技术及其机具改进

1 薯类收获机的基本构造及收获作业要求 薯类收获机可一次性完成薯类挖掘、土壤和薯块分离、薯块条状铺放于地表面等多项作业.其基本构造主要由机架、悬挂装置、挖掘装置、清选装置和动力传动装置等组成.基本工作过程为:收获机在拖拉机的牵引及动力传动下,由挖掘铲将垄中的红薯或马铃薯连土全部铲起,随着收获机组的前进,将铲起的薯块和土送至栅条式清选装置上,大部分土从栅条间隙漏下,薯块被向后输送,然后落于地表,成条状铺放,再由人工捡拾.     

一种定量堆放式马铃薯收获机的研制

为解决我国马铃薯收获机械明薯率低、伤薯率高及马铃薯收获后在田间被土埋没和散布造成的捡拾困难问题,设计了一种定量堆放式马铃薯收获机。该机通过三点悬挂装置与拖拉机相连,由拖拉机后动力输出轴提供动力,由挖掘机构进行薯块挖掘;在偏心凸轮抖动装置的作用下,由链杆式分离输送器进行薯土分离。同时,设计了一种定量堆放装置,能够在马铃薯收获后将薯块定量地在田间一侧堆放。该机可一次性完成挖掘、输送、薯土分离及定量堆放等作业。试验表明:当分离输送器线速度为1. 5m/s、偏心凸轮振幅为15mm、转动频率为2.5Hz时,既能保证薯块破损程度最低,又能保证较好的薯土分离效果,为最优设计组合。田间试验测定表明:薯率为96.4%,伤薯率为3.8%,每堆薯块平均堆放质量为19.5kg,定量堆放效果良好,各项指标均满足要求。     

基于高效低损目标的马铃薯收获机改进设计

针对现有马铃薯收获机收获效率低、伤薯率和破皮率高等问题,以高效、低损为目标,采用垄上压力自动调整、切土驱动、挖掘深度自动调整、振动强度参数可调和波浪式薯土分离等技术对现有马铃薯收获机进行了改进设计。改进后的马铃薯收获机收获作业过程中,压土轮始终处于浮动状态,既能松离薯土,又可避免压溃薯垄而导致伤薯;有效保证切土盘始终处于正常转动状态,彻底解决现有收获机作业过程中切土盘的时断时续转动问题;始终保证两侧的挖掘深度一致,有效解决因地表倾斜而导致的伤薯及能耗较高问题;马铃薯及土块、秧蔓混合物经过波峰与波谷之间的"翻滚"而实现碎土,提高了筛分效率,且可根据需要自动调整振动强度。本研究为马铃薯收获机的后续研究奠定了坚实基础。     

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。     

南方花生收获机的设计与试验

针对南方花生种植的土壤特点、种植农艺,设计一种经济适用的南方花生收获机。介绍了该机的总体结构与作业原理,对该机关键零部件进行了设计计算。该机采用输送分离链栅与分离振筛组合的二次分离清选装置,土壤与秧果分离效果好,损失率小,结构紧凑,可靠性高,适应南方多种土壤与种植农艺条件下的花生收获作业。田间作业性能测试结果表明,该机的生产率为0.17 hm~2/h,埋果损失率为1.5%,破损率为0.15%,含土率为17%,各项指标均达到行业标准要求。     

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。     

马铃薯挖掘铲的改进设计与试验

针对目前马铃薯收获机田间收获试验中挖掘铲入土困难及大块土壤破碎效果不理想导致壅土现象等问题,对挖掘铲进行了改进优化,对比分析了振动式挖掘铲和静挖掘铲的区别,并对振动式挖掘铲的铲宽、铲面倾角、铲仞倾角等进行了分析计算。以明薯率、伤薯率、含杂率为性能指标,对设计挖掘铲进行了可靠性验证,以经过杀秧处理的马铃薯植株为试验对象进行田间试验验证,结果表明:实际的挖薯率为96.98%,伤薯率为1.12%,含杂率为2.46%,优于马铃薯收获的国家行业标准作业要求。研究数据对马铃薯收获的挖掘作业具有重要意义。     

小型马铃薯残膜挖掘机的设计及试验

为解决现有连杆升运式马铃薯挖掘机靠近挖掘铲的部分易与地面发生碰撞、连杆升运式分离装置在马铃薯输送分离过程中升运速率一样、甘肃全膜双垄沟种植马铃薯地区挖掘机在收获过程中无法分离残膜和秧茎等问题,该文研制一种与四轮拖拉机配套的小型马铃薯残膜挖掘机。为避免机前拥堵,并提高土薯分离效率,该机采用两级的升运链分离装置,通过计算确定两个不同升运角参数;为分离残茎和膜,采用残膜茎秆分离装置。仿真结果表明:小型马铃薯残膜挖掘机输运流畅、分离效果显著,明薯率为97.5%,伤薯率为4.3%、残膜收净率为87%,满足甘肃对马铃薯和地膜的农艺收获要求。     

基于振动挖掘与二次分选的4U-90型番薯收获机设计与试验

针对我国丘陵山地番薯收获作业中存在的现有机型实用性较低、伤薯率高、明薯率较低、多为人工收获等问题,设计一种适用于丘陵山地轻量化番薯收获机。整机结构主要有变速箱、三点悬挂装置、挖掘装置、二次分选装置、升运分离装置等组成。该收获机能做到较高效率挖掘番薯,并在其升运期间振动分离土薯,同时收集升运过程中掉落番薯至二次分选装置并振动分离土薯。在此研究目的的基础上进行样机三维模型建立,并在样机制造完成后进行田间实地试验,记录试验过程中收获机的明薯率、伤薯率、漏薯率等数据,试验数据表明满足番薯收获机工作需求,并以此为以后样机改进提供理论依据与现实基础。     

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。     

马铃薯田间收获清选机构的设计

文章针对国内马铃薯机械化水平低、收获后分离过程中劳动强度大以及在收获后的拣选过程中存在破薯伤薯等问题,根据收获拣选农业技术要求,提出了马铃薯田间分选线收获清选机构的设计。同时,论述了该机构的工作原理和结构组成,利用UG软件建立三维模型,对清选机构的各项运动参数进行分析。不仅有利于减低劳动力,节约农时,而且为马铃薯的全程机械化作业奠定了基础。     

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%。     

自走式甘薯联合收获机摘辊的有限元分析

甘薯收获主要步骤为去蔓、挖掘、分离土薯和薯秧、集薯装袋,其中关键的一步是将甘薯从茎秆上摘下,使得薯秧分离。本文介绍薯秧分离机构的三维建模以及它的分离原理,并通过试验测得甘薯与其茎秆在新鲜工况下,将甘薯从茎秆上拉下的力平均为18.37 N,在不同含水率工况下其平均分离力先增大后减小最后稳定,最大分离力为22.95 N。并以此为基础对薯秧分离机构的摘薯去茎部件摘辊进行模态分析和静力分析,得出引起摘辊共振的最小外界激励频率为334.63 Hz,以及摘辊在焊接处与中间区域发生应力集中,最大应力为217 430 Pa。最后进行田间试验,试验结果发现摘辊摘净率达到98%,伤薯率为3.32%。该研究为自走式甘薯联合收获机薯秧分离机构的进一步设计和优化提供参考。     

马铃薯二级输送分离装置伤薯试验研究

针对现有马铃薯二级输送分离装置破皮、挤压等伤薯现象严重的问题,对马铃薯输送分离作业机理进行了理论分析,确定了主要影响伤薯性能的作业参数。针对伤薯率等作业指标进行田间二次正交旋转组合试验,通过因素编码、中心化处理和试验结果方差分析,确定了伤薯率和二级输送分离装置倾斜角度、驱动轴转速和垂直距离的影响规律,并判定了显著性因素中影响伤薯率的主次顺序:倾斜角度和转速的交互作用、倾斜角度、垂直距离。田间试验表明:二级输送分离装置伤薯率极大值为1.48%,符合马铃薯收获机质量评价技术规范(NY/T 1130-2006)要求。所获得的试验数据和结论分析可为马铃薯二级输送分离装置的结构改进和参数优化提供参考。     

马铃薯收获机辊组式薯土分离装置设计与试验

针对目前传统马铃薯收获机分离装置存在伤薯率高、去土率低以及分离装置结构形式单一且调节不便的问题,设计了一款由聚氨酯材料构成的左右螺旋对称式去土辊与可调节式光辊交替排列组合的马铃薯收获机辊组式输送分离装置。通过针对机体结构的动力学分析、薯土分离的耦合机理分析和去土过程马铃薯之间碰撞离散分析,确定了影响马铃薯收获机辊组式输送分离装置伤薯率和去土率的关键因素,并对其进行试验,以伤薯率和去土率为试验指标,以去土辊和光辊间距和转速、输送分离装置倾斜角为试验因素,根据正交试验结果建立数学回归模型并进行响应面分析和参数化分析,确定当去土辊与光辊间距为16.5 mm、去土辊转速为100 r/min、光辊转速为100 r/min、分离装置倾斜角为8°时,伤薯率为0.64%,去土率为97.1%。与传统马铃薯收获机分离装置相比,伤薯率下降0.12个百分点,去土率上升2.6个百分点,该装置能更好地满足输送分离要求。     

寒地黑土马铃薯收获薯土分离装置设计与研究

针对黏重土壤下的马铃薯收获机薯土分离伤薯率高的问题,对马铃薯收获机薯土分离装置进行结构优化、理论分析,得到最佳参数组合。升运链线速度1.495 m·s^-1、工作倾斜角度18.9°、抖动轮频率7.15 Hz时,薯土分离装置损伤率最低;经台架试验得出5次损伤率均值为2.7%,满足设计要求。损伤率的降低提高了马铃薯的机械化收获效率,对马铃薯增产增收具有重大意义。