木薯种植机切种部件的设计

摘要

木薯和马铃薯、甘薯并称为世界三大薯类作物，木薯在全球热带、亚热带地区广泛种植，成为许多国家的主要食物，同时也是重要的能源物资。木薯在我国的广西、广东、海南等地区的种植面积也很大。随着农村劳动力成本的提高，以及工业发展对木薯淀粉的大量需求，传统人工种植难以满足社会对木薯产量的需求，所以用机械化种植代替人工种植迫在眉睫。切种工序是木薯机械化种植的关键步骤，切种质量好坏，直接影响木薯种芽损伤率和种苗成活率，切种质量是衡量木薯联合种植机设计是否满足生产要求的最重要指标。
　　 本文针对木薯人工种植优缺点，结合国内外木薯联合种植机的结构形式和工作特点，设计了一种新型的木薯切种部件。
　　 论文通过对不同切种形式的比较，确定了木薯切种部件的结构形式和工作原理。通过对木薯种茎力学特性参数分析、切种部件可行性验证之后，将切种部件和开沟、施肥、覆土部件组装成整机，在田间进行了多次联合种植试验。本文主要研究内容如下:
　　 1.对木薯切种部件的切种形式和作业原理进行了充分的理论分析，确定了切种部件的结构形式，找出了影响切种性能的力学特性因素和结构因素。
　　 2.分析切种部件切刀回转直径对切种长度的影响，求出了切刀回转直径的设计范围，在这个设计范围内制造的切种部件，切割长度符合农艺规范。同时通过试验，测出了木薯种茎的力学特性参数。
　　 3.应用LS-DYNA软件建立切种部件和木薯种茎的数学模型，设置了木薯和切刀的参数，对切种过程进行了运动仿真分析，通过对不同时间段内木薯种茎等效应力分布的分析，总结了切刀切割速度对切割过程的影响。
　　 4.将切种部件与木薯种植机其他部件组装成整机，在田间进行联合种植试验，试验时把木薯种芽损失率作为主要性能指标。试验结果表明，新型木薯切种部件的切种形式和装置结构比较合理，具有较高的作业效率和良好的切割性能。
　　 研制的木薯种植机切种部件，结构简单紧凑，切割安全稳定，能很好地和机具动力系统相匹配，方便调节株距。主要创新点在于:采用了四对刀片滚动切割的切种方式，减小了刃口对木薯种茎的损伤;切种部件采用了弹性拨指作为木薯种茎夹持输送装置，降低了对种芽的损伤;刀具切割种茎和弹性拨指夹持输送作业步调一致，降低了漏播率。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 研究目的与意义

1．2．1 我国木薯产业发展现状

1．2．2 我国木著种植方法

1．2．3 木薯种植机械化设备

1．3 国内外木薯种植机械化的研究现状

1．3．1 泰国的木薯种植机械

1．3．2 巴西的木薯种植机械

1．3．3 马来西亚的木薯种植机械

1．3．4 哥伦比亚的木薯种植机械

1．3．5 我国的木薯种植机械

1．4 课题研究目标

1．5 研究面临的难题

1．6 本章小结

第二章 木薯种植机切种部件的设计思想和分析依据

2．1 设计思路

2．2 切种部件结构形式

2．3 辅助分析依据

2．3．1 木薯种茎的物理力学性能

2．3．2 切种部件作业性能指标

2．4 本章小结

第三章 木薯种植机切种部件的结构特点、工作原理和参数分析

3．1 木薯种植机切种部件的结构特点与工作原理

3．2 影响切种部件性能的因素

3．2．1 切种部件的参数

3．3．2 使用MATLAB软件对木薯种茎长度计算公式进行分析

3．2．3 木薯种茎的力学特性

3．3 本章小结

第四章 切种部件切割木薯种茎的运动仿真分析

4．1 LS-DYNA软件介绍

4．2 建立切种部件与木薯种茎的分析模型

4．2．1 线性弹性体方程

4．2．2 建立材料模型

4．2．3 建立木薯种茎和刀具的几何模型

4．2．4 定义接触侵蚀

4．2．5 仿真试验结果分析研究

4．2．6 切刀运动速度对切割过程的影响

4．3 本章小结

第五章 田间试验与分析

5．1 田间试验目的

5．2 田间试验设计

5．2．1 木薯种茎长度和直径测定

5．2．2 生产率测定

5．2．3 种芽损伤率测定

5．2．4 单位面积木薯种茎排量测定

5．2．5 单位面积耗油量测定

5．2．6 机具作业速度测定

5．3 试验结果分析

5．3．1 排种质量

5．3．2 生产率

5．3．3 燃油消耗量和排种量

5．3．4 存在问题及改进意见

5．4 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 主要结论和成果

6．2 今后的研究方向和建议

参考文献

致谢