马铃薯收获机升运带块茎输送过程研究

摘要

杆条式抖动升运带作为马铃薯收获机中应用最广的输送分离装置，是收获机上的关键部件，而升运带的设计往往依照经验而缺少一定的理论研究，导致收获机的工作性能较差。马铃薯块茎在升运带上的运动属于非球形柔性物料在具有柔性特征的振动输送装置上的运动，其运动状态十分复杂。因此，对块茎在升运带上的输送过程进行分析，可为升运带的参数设计提供指导并降低设计难度，对马铃薯收获机的生产实践具有重要的意义。
　　本文在总结国内外大量文献资料的基础上，为寻求有利于马铃薯块茎脱泥且不损伤的最佳升运带运行参数，对块茎在升运带上的输送过程进行了模拟分析。主要研究工作如下:
　　(1)对升运带输送系统进行简化，建立其理论分析模型，利用弦振动理论，分析并推导了升运带筛面的振动方程，分析了块茎输送时的运动状态，并就块茎碰撞模型、块茎与杆条的碰撞以及块茎碰撞时和泥土分离过程进行了分析。
　　(2)建立了升运带虚拟样机模型，对单个块茎的输送过程进行模拟仿真，分析块茎输送时的运动状态，对块茎碰撞效果提出了一种评价方法，并分析了不同初始条件的块茎输送运动过程。
　　(3)采用单因素仿真分析，分别探究了抖动轮激振频率、激振幅度和杆条直径等运行参数对升运带筛面振动、块茎运动状态以及块茎碰撞效果的影响。
　　(4)对实际收获中的多马铃薯块茎的输送过程进行模拟分析，统计不同参数下块茎损伤率，探索了最有利于块茎碰撞效果的升运带运行参数。

目录

声明

摘要

1．1 课题研究背景及意义

1．2 马铃薯收获机分离装置研究现状

1．2．1 马铃薯收获机分离装置的研究

1．2．2 马铃薯块茎在分离装置上的运动研究

1．2．3 马铃薯块茎损伤研究

1．3 其他振动筛分装置国内外研究现状

1．4 拟解决的关键问题

1．5 主要研究内容及技术路线

1．5．1 主要研究内容

1．5．2 技术路线

第2章 升运带筛面振动及块茎运动分析

2．1 升运带筛面振动规律分析

2．1．1 升运带结构介绍

2．1．2 升运带理论研究模型

2．1．3 激振点振动方程

2．1．4 升运带筛面振动方程

2．2 升运带块茎运动分析

2．2．1 块茎抛掷前xOy平面运动分析

2．2．2 块茎抛掷临界条件

2．2．3 块茎抛掷后的xOy平面运动分析

2．2．4 块茎zOey平面运动分析

2．3 马铃薯块茎碰撞分析

2．3．1 块茎碰撞模型

2．3．2 块茎与杆条的碰撞

2．3．3 碰撞时块茎和泥土分离

2．4 本章小结

第3章 升运带建模及单块茎输送模拟

3．1 升运带仿真系统模型的建立

3．1．1 升运带样机模型的建立

3．1．2 马铃薯块茎模型建立

3．2 升运带块茎输送仿真及分析

3．2．1 仿真初始条件的设置

3．2．2 块茎输送过程运动状态分析

3．2．3 马铃薯块茎碰撞效果评价方法

3．3 不同条件的块茎输送模拟

3．3．1 不同块茎初始平抛状态的块茎运动仿真

3．3．2 筛面不同振动状态块茎运动仿真

3．3．3 不同尺寸块茎运动仿真

3．3．4 不同初速度块茎运动仿真

3．4 本章小结

第4章 升运带运行参数影响规律分析

4．1 运行参数对升运带筛面振动的影响

4．1．1 激振频率对升运带筛面振动的影响

4．1．2 激振幅度对升运带筛面振动的影响

4．1．3 杆条直径对升运带筛面振动的影响

4．2 激振频率对块茎运动状态及碰撞效果的影响

4．2．1 激振频率对块茎运动状态的影响

4．2．2 激振频率对块茎碰撞力的影响

4．2．3 激振频率对块茎表皮碰撞点分布的影响

4．3 激振幅度对块茎运动状态及碰撞效果的影响

4．3．1 激振幅度对块茎运动状态的影响

4．3．2 激振幅度对块茎碰撞力的影响

4．3．3 激振幅度对块茎表皮碰撞点分布的影响

4．4 杆条直径对块茎碰撞力的影响

4．5 本章小结

第5章 升运带多块茎输送模拟研究

5．1 多马铃薯仿真模拟

5．1．1 多马铃薯仿真试验方案设计

5．1．2 多马铃薯模型建立

5．2 不同运动参数块茎损伤率

5．3 设计方法总结

5．4 本章小结

6．1 总结

6．2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文