烟草除秆清根机理论与试验研究

发布时间：2020-04-16 13:32

【摘要】：本文针对福建丘陵山区烟草除秆清根问题,着重研究烟草种植领域亟待解决的机械化移除烟秆、根蔸残留及根土分离困难等问题,分析收获期烟田土壤及烟草物理特性,并在此基础上研究烟草除秆清根机关键部件与烟草除秆过程的机理,对烟草除秆清根机械化生产过程中存在的共性问题进行重点研究与突破,结合农机农艺,通过仿真与试验优化开发新型装备,提升烟草除秆清根机械化整体技术水平。主要研究内容如下:(1)收获期烟田土壤及烟草物理特性研究。测定了收获期烟田土壤参数,发现烟田土壤含水率、容重和坚实度随着入土深度的增加而增加。分析了收获期烟秆与烟根形态,得出烟秆皮厚比率回归模型及烟秆形态变化趋势,同时发现烟根在垂直方向上主要分布在0-200mm 土层内,其中0-150mm 土层内又占主要部分。对收获期烟秆的剪切、弯曲及烟根的拉伸、剪切等进行力学试验,为后续除秆清根机的研发提供依据。(2)烟草除秆清根机总体方案设计与关键部件机理分析。通过分析现有除秆清根机关键部件主要类型及其特点,确定烟草除秆清根机总体方案。建立坐标系分析除秆清根刀辊端点的运动轨迹,针对刀辊尖端不同形式的钉齿进行受力分析,得出钉齿最佳的形式为正向弯曲。对烟秆进行压弯初始瞬间分析、抛出条件分析、抛扔过程运动分析及抛扔过程受力分析,提出了烟秆正常从机组后方抛出的条件:向机组后方抛扔的烟秆在水平方向上的位移要大于烟秆长度,同时当前被抛扔的烟秆在刀辊到达下一株烟草前向机组后方抛扔的水平位移要大等于当前烟草根土复合体的高度。对以链条传递动力,连接主机与机具的挂接装置进行分析,得出链条稳定可靠传递的条件。(3)烟草除秆清根机关键部件仿真与土槽试验。采用Adams仿真软件对刀辊端点及烟秆抛扔的运动轨迹进行仿真。采用ANSYS Workbench仿真软件分别在无预应力及有预应力状态时,对刀辊进行模态分析,得出刀辊作业时不会产生共振。进行室内土槽试验,针对除秆清根刀辊,以根茬脱土率与根茬损失率为性能指标,通过对刀辊转速、挡板间隙、行走速度3个因素进行二次回归正交旋转试验,得到根茬脱土率与根茬损失率的回归方程,并进行响应面分析与多目标参数优化,得到最佳工作参数为行走速度4km/h、刀辊转速450r/min、挡板间隙150mmm,最后再进行验证。(4)烟草除秆清根机整机设计与田间试验。进行烟草除秆清根机整机设计,为了加强除秆清根效果特别设计了采用正向弯曲钉齿与钉齿座组合形式的除秆清根刀辊。通过整机田间试验,测得样机在最佳工作参数时,根茬脱土率为95.23%,根茬损失率为5.86%,烟秆漏拔率为1.63%,烟秆埋秆率为0%,烟秆断蔸率为2.44%,除秆清根效果良好。
【图文】：

第一章绪论逡逑１．１研究背景与意义逡逑烟草（如图１－１所示）是一种一年生或有限多年生的草本植物，全身覆盖腺毛，根部粗壮。逡逑茎秆高达０．７？２米，茎秆基部稍微木质化。烟叶为矩圆状披针形、矩圆形、披针形或卵形，，叶逡逑片顶端渐尖，叶基部逐渐狭至茎杆成耳状半抱茎，长０．１？０．７米，宽０．０８？０．３米，叶柄不明逡逑显或成翅状柄。花序顶生，呈圆锥状，夏秋季开花结果逡逑（ａ）收获期烟草逦（ｂ）烟草茎轩逦（ｃ）收获的烟叶逡逑图１－１烟草逡逑烟草能制成卷烟、雪茄烟、斗烟等烟制品供人吸食，虽然给人类带来了很多危害，但不可否逡逑认其具有解毒、消肿、杀虫等药用价值虽然近年来我国加大控烟力度，但不可否认，烟草逡逑行业一直是纳税大户，是国家财政收入的重要来源，甚至在一些产烟大省，烟草更是地方经济财逡逑政的支柱ｕ］。２０１４－２０１７年我国烟草税利总额年均超过１万亿元，２０１５－２０１７年上缴国家财政总额逡逑年均超过１万亿元１５１。逡逑烟草原产于南美洲

第一章绪论逡逑１．１研究背景与意义逡逑烟草（如图１－１所示）是一种一年生或有限多年生的草本植物，全身覆盖腺毛，根部粗壮。逡逑茎秆高达０．７？２米，茎秆基部稍微木质化。烟叶为矩圆状披针形、矩圆形、披针形或卵形，叶逡逑片顶端渐尖，叶基部逐渐狭至茎杆成耳状半抱茎，长０．１？０．７米，宽０．０８？０．３米，叶柄不明逡逑显或成翅状柄。花序顶生，呈圆锥状，夏秋季开花结果逡逑（ａ）收获期烟草逦（ｂ）烟草茎轩逦（ｃ）收获的烟叶逡逑图１－１烟草逡逑烟草能制成卷烟、雪茄烟、斗烟等烟制品供人吸食，虽然给人类带来了很多危害，但不可否逡逑认其具有解毒、消肿、杀虫等药用价值虽然近年来我国加大控烟力度，但不可否认，烟草逡逑行业一直是纳税大户，是国家财政收入的重要来源，甚至在一些产烟大省，烟草更是地方经济财逡逑政的支柱ｕ］。２０１４－２０１７年我国烟草税利总额年均超过１万亿元，２０１５－２０１７年上缴国家财政总额逡逑年均超过１万亿元１５１。逡逑烟草原产于南美洲
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S22

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本文编号：2629788