对辊式枣树残枝捡拾机构的设计与研究

发布时间：2020-04-27 17:26

【摘要】：目前,我国果园的残枝剩余物收集困难。基本都是人工捡拾至地头,由于病菌较多,为防止传染,果农直接将残枝堆积后就地焚烧。这样的处理带来很多问题:果农的劳动强度大,资源浪费和环境污染严重,违背了可制续发展的战略方针,如何机械回收果树残枝,是解决问题的关键。通过对国内外捡拾机构的研究:传统的捡拾机构适用于捡拾有序的,松软的秸秆和牧草等物料,而针对枣树枝这种高硬度、无序的物料,捡拾机构不符合其工作需求。目前,对树枝的机械捡拾研究内容较少,尤其对枣树残枝捡拾方法的研究未见报道。故以南疆枣树残枝为研究对象,设计对辊式枣树残枝捡拾的机构,加快推进枣树残枝机械化收获进程。结合枣树残枝的形态特征、力学特性指标和种植模式,运用SolidWorks、AutoCAD、ANSYS数字化软件,对捡拾机构进行三维设计和仿真。对主要零部件有限元分析,在其受力变形云图基础上,优化机构,确定机构的初步设计。最后研制枣树残枝捡拾试验台,模拟机构在田间的捡拾工作过程,明确捡拾机构的最优参数组合并优化。本文完成的研究工作有:(1)对新疆南疆地区调研可知:目前新疆红枣种植模式为矮化密植,大部分采用:行距×株距为4m×1.5m,部分采用:3m×2m的种植模式。近几年,地方为方便机械作业,加快推进红枣机械化收获进程,种植行距得以改进。在种植模式的基础上明确捡拾机构的工作幅宽为1.2m,整机幅宽在1.5m左右。(2)提出上下拨齿轴转速比为1:1的对辊式枣树残枝捡拾机构,由于新疆枣树种植模式,设计工作幅宽为1.2m枣树残枝捡拾试台,模拟枣树残枝捡拾作业过程。该试验台的捡拾装置满足不同的齿形更换,可调的安装角度,齿距、齿高,以及捡拾机构关键部件的转速对捡拾效果的试验要求。并对相关系统进行了理论分析、计算,确定各个系统所需标准件的型号及尺寸。(3)对枣树残枝捡拾的关键部件:3种齿形,以及捡拾单元进行了有限元分析,并对分析后的部件进行改进,增加了捡拾机构作业的稳定性,通过试验得以验证,满足其机构的实际工作要求。(4)通过单因素试验,可知当机构参数为齿型1,下拨齿齿距为10cm,上拨齿齿距为20cm,上拨齿齿高为9.5cm,下拨齿高为13.5cm时,捡拾率与捡拾效率获得最优值;影响捡拾效果的主要因素为转速,前进速度,下拨齿安装角度,上下拨齿的安装角度。并通过对捡拾机构的转速,前进速度,下拨齿安装角度,上下拨齿的安装角度的四因素三水平的正交试验,得出最优参数组合为下拨齿安装角度90°,上下齿形张角150°,转速100r/min,前进速度1 km/h。最后进行对辊式枣树残枝捡拾机构的最优作业水平时试验测定结果:对辊式枣树残枝捡拾机构的在离地高度H=1cm,枣树残枝含水率为6%~6.5%,长度60~100cm,直径0~3cm的捡拾条件下,对辊式枣树残枝捡拾机构的捡拾率为92%,捡拾效率为23个/min。(5)对辊式捡拾机构的优化改进方案:齿形的优化改进;添加铲齿;捡拾机构传动装置的优化;对辊式捡拾机构+自动控制调速系统。
【图文】：

分布图,红枣,分布图,亚欧大陆

图 1-1 我国红枣种植分布图（数据来源于中国统计年鉴）处亚欧大陆中部并且位于中国的西北边际，因其独特的地理环境，，，年降水量稀少，长时间的光照，昼夜温差大等优势[6]，为果树的

分布情况,红枣,种植面积

新疆红枣种植分布情况如图 1-4 所示。目前新疆红枣种植模式为矮化密植模式。主要枣树以四种树形为主(如图 1-5 所示)，圆柱形、纺锤形、开心形、小冠树层形，大部分采用行距×株距为 4m×1.5m，部分采用的 3m×2m 种植模式。近几年地方为方便机图1-2 2009 年-2015 年全国红枣种植面积图1-3 2009 年-2015 年新疆红枣种植面积
【学位授予单位】：塔里木大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S225.93

【参考文献】