烟苗剪叶机的设计研究

发布时间：2020-10-25 20:24

　　剪叶是烟草育苗过程中不可或缺的环节，对幼苗适当修剪,可以调节烟苗生长,保证长势一致,能促进根、茎生长,提高烟苗壮实度,且可预防早花。烟苗剪叶过程要求严格,剪叶前要对工具进行严格消毒,剪叶过程中不能有叶浆、碎叶等散落在苗床上,剪后要及时清理留在苗盘上的残屑,否则会带来黑腐病等严重烟草病害。目前市面上普遍使用的烟苗剪叶机有板式剪叶机、悬臂式剪叶机、背负式剪叶机、便携式剪叶机、轨道式剪叶机以及电动电热式剪叶机等。但是,这些机型都是采用圆盘式刀片作为剪切部件进行无支撑旋转切割,有的还通过动力驱动行走轮作直线运动完成剪切进刀或机组移动,风机将剪下的残叶收集到收集系统中。这些剪叶机虽然剪叶效率高、劳动强度低,但普遍存在较严重的掉浆、飞叶、漏剪等问题。本论文针对现有剪叶机“掉浆、飞叶、漏剪”三大顽疾,比较研究了多种叶片剪切方式的切割过程、刀具形式,分析其运动和受力方式、功率消耗、作业效果和效率等,优选创新设计出了一种新型的烟苗剪叶机,确保了剪叶质量,并达到了提高效率、降低能耗的目的。本论文主要包括剪切部件设计研究、碎叶收集系统设计研究、整机协调性设计研究。剪切部件选用了速度可调的往复式刀具剪切方式,并通过正交试验得出最佳的剪切速度与行走速度配比；碎叶收集系统包括风机、导流管和碎叶收集箱,本文通过FLUENT软件对导流管内流场进行数值模拟,验证了设计的合理性；整机结构包括剪切系统、行走系统、消毒系统以及控制系统。该新型剪叶机采用可调速电机驱动,提高了剪叶机的适应性。采用独立的气流吸叶收集系统,提高了剪叶质量,使碎叶收集更彻底、卸料更方便。采用可调喷药量的喷雾消毒系统对被剪叶片全面消毒,有效避免了病菌传染。采用可旋转刀头掉头往返作业,无空行程,大大提高了作业效率,降低了劳动强度。通过在彭水等烟苗培育基地进行的试验,证明该新型剪叶机解决了现有剪叶机存在的“掉浆、飞叶、漏剪”三大问题。该新型剪叶机整机重量70kg,外形尺寸：3930×715×1230mm,行走速度：0～18n/min,剪切速度：0～400r/min,风机风量：3500m3/h,消毒液喷液量：0～0.14L/min,剪切刀片：长500mm、齿距55mm、刃长60mm；装机总功率0.58kw。
【学位单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2014
【中图分类】：S224
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章文献综述
    1.1 国外烟草行业发展现状
    1.2 我国烟草农业生产现状
        1.2.1 目前我国烟草农业生产的特征
        1.2.2 我国烟草农业生产面临的发展障碍
        1.2.3 发展现代烟草农业
    1.3 漂浮育苗概述
        1.3.1 漂浮育苗设施
        1.3.2 漂浮育苗管理
    1.4 烟苗剪叶机
        1.4.1 烟苗剪叶机的结构特点
        1.4.2 烟苗剪叶机的工作原理
        1.4.3 烟苗剪叶机的优点
        1.4.4 烟苗剪叶机的缺点
第2章绪论
    2.1 研究的背景及意义
    2.2 研究的主要内容
    2.3 研究的主要方法
    2.4 本研究的创新点
第3章新型烟苗剪叶机整机设计
    3.1 烟苗种植与剪叶机样机试验
    3.2 烟苗剪叶机的结构与工作原理
        3.2.1 烟苗剪叶机的结构
        3.2.2 烟苗剪叶机的工作原理
    3.3 碎叶收集系统的设计研究
        3.3.1 通风机及其分类
        3.3.2 风机的选型原则
        3.3.3 风机的主要性能参数
        3.3.4 轴流通风机级数和级形式的选择
        3.3.5 通风机所需功率匹配验证
    3.4 剪切部件的设计研究
        3.4.1 切割方式选择
        3.4.2 往复式切割器的类型
        3.4.3 往复式切割器的工作原理和参数分析
        3.4.4 剪叶机用往复式切割器的设计
第4章流体力学理论和CFD软件
    4.1 计算流体力学理论
        4.1.1 流体流动的分类和描述
        4.1.2 计算流体力学基本方程
    4.2 CFD软件
    4.3 CFD软件中离散方式分类
        4.3.1 有限差分法
        4.3.2 有限元法
        4.3.3 有限体积法
    4.4 常用的CFD软件
        4.4.1 FLUENT
        4.4.2 PHOENICS
        4.4.3 STAR.CD
        4.4.4 CFX
        4.4.5 FIDAP
        4.4.6 POLYFLOW
        4.4.7 MIXSIM
第5章基于FLUENT的导流管内流场仿真
    5.1 FLUENT前处理
        5.1.1 导流管建模
        5.1.2 划分网格
        5.1.3 边界定义
    5.2 FLUENT求解
        5.2.1 启动FLUENT-3D
        5.2.2 建立求解模型
        5.2.3 设置求解控制参数并求解
        5.2.4 计算结果后处理
    5.3 结果分析
第6章剪叶机田间生产试验
    6.1 试验地基本情况
    6.2 试验报告
        6.2.1 试验目的
        6.2.2 试验方案
        6.2.3 试验器具
        6.2.4 试验步骤
        6.2.5 试验现象
    6.3 正交试验
        6.3.1 试验设计
        6.3.2 试验评分记录
第7章总结与展望
    7.1 结论
    7.2 进一步研究内容
参考文献
致谢
发表论文及参加课题一览表

【参考文献】

相关期刊论文前10条

1 姜福东;陈德鑫;;我国丘陵烟区烟草机械化发展现状及对策[J];安徽农业科学;2009年05期

2 杨敏丽;;“十二五”中国农业机械化发展形势分析[J];中国农机化;2011年01期

3 朱家明;上官力;仝景川;陈明辉;李正平;赵书军;秦兴成;;环保型烟草漂浮育苗基质技术研究[J];湖北农业科学;2010年02期

4 马聪;漂浮育苗对烤烟生长发育及产质的影响[J];河南农业科学;2003年02期

5 江山;张京伟;吴崇健;许清;彭文波;;基于FLUENT的90°圆形弯管内部流场分析[J];中国舰船研究;2008年01期

6 谢俊;郭洪锍;陈炜;翟云峰;;基于ANSYS和Fluent软件的导流管流场分析[J];机械设计与制造;2008年09期

7 周毅;闫光辉;;基于Fluent的混合弯管流场的数值模拟[J];机械设计与制造;2011年09期

8 陈恩明;朱志伟;张晓辉;;我国烟草田间生产机械化现状及发展对策[J];农机化研究;2008年10期

9 陈军;刘云雷;;4YJ-450型烟苗剪叶机的研制[J];农业开发与装备;2010年08期

10 建农;;2013年中央一号文件明确扶持农业机械化发展的政策措施[J];农业装备技术;2013年01期

相关硕士学位论文前1条

1 刘莉;温室型电动烟草剪叶机的研究[D];山东农业大学;2013年