基于双偏心块式振动发生器加工番茄果秧分离机理研究

摘要

果秧分离装置是加工番茄收获机的核心工作部件，其工作性能的优劣直接影响加工番茄收获机的作业效果，也间接影响到种植户的经济效益。而果秧分离装置的结构运动参数、工作状态参数又决定了其工作性能的优劣，影响着加工番茄收获机的果秧分离率、果实破损率。因此，本文采用理论分析与试验研究相结合的方法，从研究加工番茄物理机械特性入手，对基于双偏心块式振动发生器的加工番茄果秧分离装置的结构组成、工作状态、分离性能参数优化进行了研究。主要研究结论如下：
　　（1）对里格尔87-5加工番茄物理机械特性进行了试验测定，利用DPS数据处理系统对果茎拉断力的试验数据进行了分析；通过搭建试验台架，利用高速摄像技术分析了果茎分离的过程，结果表明实现果实脱落瞬时加速度分布区间为（80～180）m/s2。
　　（2）通过研究双偏心块式果秧分离装置的结构，计算偏心块质量、质心、转动惯量等运动参数，确定了分离滚筒水平径向宽度B为1.2 m；滚筒半R为0.55 m；弹齿间距L为70 mm。
　　（3）进行了加工番茄果秧分离性能分离试验，以收获生产率、摇摆器转速、输料链速度为自变量，果秧分离率和果实破损率为响应指标。试验结果显示：影响加工番茄果秧分离率的主要因素的显著程度由大到小排列为:摇摆器转速、收获生产率、输料链速；影响加工番茄果实破损率的主要因素的显著程度由大到小排列为:摇摆器转速、输料链速、收获生产率；试验因素水平范围内最优参数组合为收获生产率34 t/h、摇摆器转速为409 r/min、输料链速为0.7 m/s。
　　（4）利用CPL-MS70K型高速摄像系统及Blaster Mas软件分析了分离滚筒中的加工番茄植株在最优分离参数条件下的运动情况。结果表明，分离滚筒往复振动周期为0.178 s，振动频率大小为5.62 Hz，正向振幅大小为11 cm，负方向振幅大小约为4.95 cm，振动频次为176次/圈。

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第一章 绪 论

1.1研究背景

1.2国内外研究现状

1.3研究目的与意义

1.4主要研究内容和方法

1.5研究方案及技术路线

1.6本章小结

第二章 加工番茄物理机械特性测试与分析

2.1 加工番茄特点及种植模式

2.2加工番茄果果茎拉断力

2.3本章小结

第三章 加工番茄果秧分离装置结构分析

3.1 4FZ-35型番茄收获机整机配置

3.2分离装置结构组成及工作原理

3.3.分离装置的主要参数分析

3.4本章小结

第四章 加工番茄果秧分离装置分离性能试验

4.1 试验装置

4.2试验

4.3试验结果与分析

4.4本章小结

第五章 基于高速摄像技术的果秧分离过程分析

5.1高速摄像简介

5.2果秧分离装置的高速摄像试验及分析

5.3本章小结

第六章 结论与展望

6.1结论

6.2研究不足之处与展望

参考文献

致谢

作 者 简 介

石河子大学硕士研究生学位论文导师评阅表