马铃薯收获机扰动分离装置设计与试验

针对现有的小型马铃薯收获机筛面土块破碎效果不佳而影响分离效率和收获品质等问题,结合北方马铃薯主产区收获模式和常用杆条式分离装置,设计了一款马铃薯收获机扰动分离装置。在阐述总体结构及工作原理基础上,结合马铃薯的碰撞特性和土块的破碎过程分析,得到影响薯块损伤和土块破碎的主要因素为扰动深度、偏心轮转速和偏心距;通过EDEM-RecurDyn耦合构建仿真模型,单因素试验得到扰动杆数量最优为4,以扰动深度、偏心轮转速和偏心距为试验因素,以马铃薯碰撞力和土块破碎率为评价指标,运用Box-Behnken中心组合设计方法进行仿真试验,对试验结果进行方差分析,利用响应面分析了各交互因素对试验指标的影响规律,结合实际工况确定影响因素最佳取值。验证试验表明：当收获机分离筛运行速度为0.7m/s、扰动深度为51.5mm、偏心轮转速通过调速器设为2.3r/s、偏心距为31mm时,土块破碎率为60.7%,电子马铃薯采集的碰撞加速度峰值平均值为790.66m/s2,小于马铃薯临界损伤阈值。     

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。     

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。     

基于滚筒式分离的马铃薯收获机设计与试验

针对我国南方山地丘陵地区机械化水平低、传统马铃薯收获机消耗大及结构复杂等问题,结合国内外对马铃薯收获机械的研究,设计了一种适用于山地丘陵地区的滚筒式马铃薯收获机,该机具主要包括挖掘装置、分离输送滚筒筛及角度调节副等部件。运用SolidWorks完成了关键部件的构建和虚拟装配,研制了分离输送部件的样机,并进行了台架试验。试验表明:该结构可以完成马铃薯的分离输送工作,当切削角度为10°～20°、转速为20～40r/min时,马铃薯的平均损伤率为4.7%。     

拨辊推送式马铃薯收获机设计与试验

针对杆条输送链式小型马铃薯收获机存在果土分离效果差、明薯率低、破皮率较高等问题,设计了一种拨辊推送式马铃薯收获机。对该收获机推送式输送分离装置的作业机理进行了研究,分析确定了输送分离装置的结构和工作参数。以机组作业速度、拨辊转速、拨辊组提升高度为试验因素,明薯率、破皮率为试验指标进行三因素二次正交旋转组合试验,运用DPS数据处理软件进行回归方程显著性分析,优化得出最佳因素组合为:机组作业速度1.0 m/s,拨辊转速60 r/min,拨辊组提升高度150 mm,明薯率为99.01%,破皮率为1.24%。与普通输送分离装置对比试验结果表明:拨辊推送式马铃薯收获机在提高明薯率方面效果明显,在降低破皮率方面略有改善。     

马铃薯收获机薯秧分离装置设计与试验

针对北方粘重土壤条件下马铃薯收获过程中薯秧分离效果不佳的问题,设计了一种在不杀秧情况下既适用于大型联合收获机也适用于分段式马铃薯收获机的薯秧分离装置。通过对该装置升运过程中薯秧的运动学分析和分离过程中的力学分析,建立了一种弹性力学模型,确定了影响薯秧分离效果的主要因素,得到影响薯秧分离性能的摘秧辊转速范围和摘秧辊与一级升运分离筛主驱动辊距离范围等工作参数。以摘秧辊转速、一级升运分离筛主驱动辊线速度、摘秧辊与一级升运分离筛主驱动辊距离为试验因素,以含杂率为试验指标,在未进行杀秧作业的条件下进行田间试验,试验结果表明:当摘秧辊与一级升运分离筛主驱动辊距离为2. 5 mm、摘秧辊转速为9. 0 r/s、一级升运分离筛主驱动辊线速度为1. 6 m/s时,含杂率为2. 4%,优于国家行业标准。     

基于EDEM的马铃薯收获机分离输送装置仿真分析

为了实现提高马铃薯收获效率并减少其机械损伤,关键在于优化滚筒式马铃薯收获机分离输送装置的运动参数,包括滚筒筛转速、切削角度和行进速度.为此,建立了土壤颗粒的仿真模型、马铃薯颗粒的仿真模型和马铃薯收获机分离输送装置的仿真模型,通过EDEM软件仿真土壤和马铃薯颗粒的分离输送试验并收集数据;运用Design-expert软件...     

马铃薯收获机具研究进展

随着我国马铃薯主粮战略的推进,马铃薯收获机械化程度越来越高,分析近年来我国马铃薯收获机总体数量、机收水平、机收面积和马铃薯种植面积的变化趋势,对马铃薯收获机械的研究进展进行简述。根据马铃薯收获机动力方式将其分为牵引式和自走式两种类型,对各类型收获机的工作原理、作业特点进行阐述与分析,指出现有马铃薯收获机存在的一些问题,为马铃薯收获机械的研究提供参考依据。     

马铃薯收获机分离装置仿真分析及优化设计

为了解决马铃薯收获机分离装置在工作过程中出现分离效果差、生产效率较低的问题，对收获机分离装置的工作机理进行了研究和分析。在ADAMS中创建分离装置的模型，运用ADAMS的仿真选项求出了质心点的速度、加速度和位移曲线图，通过分析曲线图的变化规律，得到对分离装置效果影响最大的物理量—加速度，同时得到偏心轮转速和偏心轮半径是影响加速度的关键参数，并对分离装置进行了优化设计。结果表明，当偏心轮转速275 r/min,偏心轮半径0.028 m时分离效果最佳。在此基础上，对原有分离装置进行改进，达到提高分离效率、降低伤薯率的目的。     

马铃薯收获机传动齿轮的优化设计

正本文在保证齿轮疲劳强度的前提下,以体积最小为目标,对马铃薯收获机变速箱锥齿轮进行了优化设计。图1马铃薯收获机传动系统示意图1.锥齿轮优化设计1.1已知条件已知马铃薯变速箱齿轮为单级直齿锥齿轮,输入功率p=20 kW,小齿轮转速r=540 r/min,传动比为2。大、小齿轮材料分别为45钢调质和40Cr调质,接触疲劳许用应力分别为522.5 MPa和540MPa,弯曲疲劳许用应力分别为236.68 MPa和303.57 MPa。对该齿轮传动以体积最小为目标进行优化设     

马铃薯在分离筛上运动规律的试验研究

对马铃薯相对分离筛的运动规律进行了试验研究。将马铃薯在分离筛上的运动划分为碰撞运动与相对滚动两种运动形式,在碰撞理论与定常理论的基础上,利用高速摄像技术分析了马铃薯在分离筛上的运动规律,并在田间试验得到验证。试验结果表明:马铃薯与分离筛的碰撞恢复系数随着筛面倾角的增大而增大;马铃薯在分离筛上向后滚动的最大加速度随曲柄转速的增大而逐渐增大;相同曲柄转速时马铃薯在分离筛面上的向后运动为加速运动;随着筛面倾角的增大,马铃薯向后滚动的最大加速度和前后滚动距离均增大。     

履带自走式分拣型马铃薯收获机设计与试验

丘陵山区和小地块是国内马铃薯的主要种植区域,针对这类地形的马铃薯机械化收获技术与装备匮乏的瓶颈问题,并结合马铃薯种植农艺和收获需求,采用自动对行挖掘-薯土分离-人工辅助捡拾相结合的马铃薯机械化单行收获方案,设计了一种履带自走式分拣型马铃薯收获机。该机主要由履带式底盘、自动对行挖掘装置、分离装置及分拣装置等关键部件组成,具有附着力大、高频低幅振动碎土、自动对行挖掘、人工辅助分拣和液压驱动模式等技术优势。在阐述总体结构及工作原理的基础上,结合马铃薯运动学模型和碰撞特性分析,确定了分离筛倾角为30°,分离筛末端与分拣筛始端之间的跌落高度为120mm等关键部件的结构参数和运行参数。由于采用人工辅助分拣的集薯方式,减少了薯块跌落与翻滚次数,缩短了马铃薯的分离行程。田间试验结果表明：样机作业速度为1.0、1.2km/h,分离筛运行速度分别为0.61、0.72m/s,分拣筛运行速度分别为0.42、0.50m/s时,生产率分别为0.10、0.12hm2/h;利用电子马铃薯采集的碰撞加速度平均值分别为51.02g、51.85g,碰撞加速度峰值均小于马铃薯临界损伤阈值,没有出现薯块漏捡和薯块表皮破损情况,收获效果良好,各项性能指标均满足相关标准的要求,研究可为马铃薯收获机分离分拣装袋工艺和马铃薯收获机的结构优化改进提供参考。     

南方冬种马铃薯收获机的应用现状与研究展望

实现南方冬种马铃薯机械化收获对推进马铃薯主粮化进程、扩大南方冬种马铃薯种植面积具有重要意义。现有马铃薯收获机在应用过程中存在挖掘阻力大、易壅堵、明薯率低、伤薯率高等问题,导致目前南方冬种马铃薯收获以人工或畜力为主,机械化应用水平低。为此,从南方冬种马铃薯种植模式和种植环境出发,在分析现有马铃薯收获装置挖掘部件和分离部件的基础上,对南方冬种马铃薯收获机的进一步研究做出了展望,提出一种双重振动减阻挖掘部件、一种可分离薯、土、膜的振动杆条升运链分离部件,以及一种可分离薯、土、草的拨杆抖动筛分部件,旨在为南方冬种马铃薯地膜覆盖栽培模式及稻草覆盖栽培模式下机械化收获装置的研制提供参考。     

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。     

4U-2型马铃薯收获机被动式抖动轮结构形式探讨

为提高4U-2型牵引式马铃薯收获机的性能,在介绍被动式抖动轮作用及结构形式的基础上,详细探讨其振幅、转数和抖动频率的确定。在不同土壤环境中的多次试验结果表明,3种抖动轮可在不同粘度及含水率的土壤中使用,且土薯分离率及破损率均较理想。     

单行牵引式马铃薯收获机摆动筛仿真优化分析

针对现有单行牵引式马铃薯收获机伤薯率高、明薯率低等问题,提出摆动分离筛优化的关键变量,并使用三维实体建模软件对小型马铃薯收获机零部件进行参数化建模,确立曲柄半径与转速对筛分性能影响的目标函数。同时,运用ADAMS对摆动分离筛虚拟样机模型进行动态仿真分析,完成摆动分离筛筛分性能关键参数的优化。     

4U-2型马铃薯收获机被动式抖动轮结构形式探讨

为提高4U-2型牵引式马铃薯收获机的性能,在介绍被动式抖动轮作用及结构形式的基础上,详细探讨其振幅、转数和抖动频率的确定.在不同土壤环境中的多次试验结果表明,3种抖动轮可在不同粘度及含水率的土壤中使用,且土薯分离率及破损率均较理想.     

马铃薯收获机综合可靠性试验台的研制

挖掘和输送是马铃薯收获过程中的两个最重要工序,掘进性能和输送性能是衡量马铃薯收获机综合可靠性的重要指标。为此,针对目前缺乏对马铃薯收获机综合可靠性试验装置这一现状,研制了一种马铃薯收获机综合可靠性试验台。采用该试验台对4U-83型马铃薯收获机进行综合可靠性试验,结果表明:试验台能够对马铃薯收获机进行悬挂并在10°～40°的范围内调节收获机挖掘铲的入土角度,能够为输送链提供动力及检测输送链的转速和动力载荷的大小,能够分别对马铃薯收获机的挖掘铲和输送链进行不超过25kN和1kN的持续或脉冲载荷的加载试验,以检验其可靠性。     

马铃薯收获机械关键部件研改试验研究

通过对马铃薯生产的农艺措施,收获时存在的问题进行分析,结合本地区地块地貌现状,引进多种马铃薯收获机进行田间试验,先择较为适合的4-CPL型马铃薯收获机在不同的土质条件下进行多次试验,分析研究了现有机型在技术性能、适应性能等方面存在的问题,查明原因。针对这些问题,对关键部件进行研改,经过反复试验,最终形成适应本地区马铃薯收获的新型机械。     

4UFL-100型马铃薯联合收获机研究

<正>青海省大通县马铃薯生产的耕、种、植保环节已经实现机械化,但是收获一直采用“机械挖掘+人工捡拾”的收获方式,收获时每台挖掘机后面要跟进20-30个劳动力进行捡拾,每亩收获的人工成本在150元以上。4UFL-100型马铃薯联合收获机可一次性完成马铃薯挖掘、薯块与土壤秸秆残膜分离、薯块收集、提升装运等作业,能够大幅度提高生产效率,减轻劳动强度,降低生产成本。一、设计说明1.4UFL-100型马铃薯联合收获机主要参数。4UFL-100型马铃薯联系收获机主要参数