马铃薯收获机输送链杆清土装置的设计与试验研究

摘要

目前国内生产研制的马铃薯收获机的输送装置以输送链杆形式为主，输送链杆通过橡胶或尼龙制成的条形带进行柔性连接，链杆在薯土分离过程中与大量土壤接触，其表面容易粘着一层层土块，尤其是在土壤粘性较大的情况下，输送链栅条易附着大量黏土，由于粘土本身内摩擦力较大，在机具工作过程中不易脱离链杆，一段时间后，链杆上的粘土会变结实，造成马铃薯表皮破损现象发生，而且粘土层的存在使得输送链杆之间的距离较小，影响薯土分离效果。本文设计研发的双行马铃薯收获机，在优化设计挖掘铲的基础上，重新设计输送链的结构，采用新型的折弯单型输送装置，达到单链条双分离的效果，并在折弯处设计了相配套的链条清土装置，能够在机具工作过程中对输送链杆进行粘土清理，因此该机具对实现粘重土壤条件下马铃薯机械化收获具有重要意义，能够满足实际生产需要并取得了以下研究结论与成果：
　　（1）该机具采用新型的折弯输送装置进行薯土分离，也就是将一条输送链折弯处理分成两段，其中，第一段输送链主要清理挖掘出来的薯土混合物中的黏土，第二段输送链主要清理附着在马铃薯块上的黏土，并安装三角形抖动装置，抖动平稳，能够显著提高薯土分离效果。在输送装置中间设计了可调角度滑薯板，降低马铃薯破皮率，并在输送链末端安装集薯挡板，能够将马铃薯有序地铺放在地面。
　　（2）对于输送链式马铃薯收获机，存在栅条粘土而严重影响薯土分离效果问题，设计研究了螺旋叶片式输送链栅条粘土清理装置，并进行了相关分析与试验研究，有效解决了输送链栅条粘土问题。在粘重土壤的条件下，无清土装置的机具作业长度超过500米后，栅条粘土厚度稳定在5mm左右，选用所设计研发的螺旋叶片式输送链栅条粘土清理装置清理效果明显，较之无清理装置栅条的粘土厚度降低了46.8％，并选取不同旋转叶片参数做对比实验。
　　（3）针对目前国内收获机具存在的伤薯、漏挖等问题，通过 Solidworks、Ansys设计、仿真优化和田间试验研究，对挖掘铲的结构进行了优化设计，采用组合式挖掘铲，有效降低了挖掘阻力，提高了碎土和漏土能力，并通过镇压限深轮提高挖掘深度的精确性，防止壅土，进一步降低伤薯率。
　　（4）该机具能够一次性完成对马铃薯的挖掘、输送、分离、栅条清土、有序铺放等作业，大大提高了生产效率。为了评价整机田间作业性能，进行了田间生产试验研究，试验研究表明，该机具的损失率为0.8%、伤薯率为0.03%、破皮率为2.5%，主要性能指标均符合国家规定标准。

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1绪论

1.1研究背景

1.2马铃薯收获机械发展概况

1.3课题研究目标、内容及技术路线

1.4本章小结

2清土螺旋叶片设计与研究

2.1链条粘土分析

2.2清土装置设计依据

2.3清土螺旋叶片结构设计

2.4清土螺旋叶片仿真分析

2.5 清土装置试验

2.6本章小结

3马铃薯收获机总体设计

3.1马铃薯的种植模式

3.2整机设计依据

3.3拟解决的主要任务

3.4设计内容

3.5其他关键部件

3.6输送链

3.7本章小结

4 整机田间试验研究

4.1 田间试验的意义

4.2 试验准备

4.3 试验过程

4.4收获质量分析与评价

4.5 存在的问题

4.6 本章小结

5 结论与建议

5.1 结论

5.2 建议

参考文献

致谢

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