挖拔式木薯收获机挖掘装置的研究与性能分析

发布时间：2021-04-28 04:58

　　木薯是一种大面积种植高产适用性广泛的经济作物,对民用、能源工业与国防技术等诸多领域具有影响,产业需求量巨大。木薯的收获尚未实现机械化收获,这制约着产业的发展,随着国家政策扶持和新型可再生能源的迫切需求。木薯产业的可持续快速发展亟待木薯实现机械化收获。本文以挖拔式木薯收获机为研究对象,针对现有挖掘装置存在的问题,通过结构设计、力学模型建立与分析、有限元分析等研究,对挖掘装置各部件进行研究分析,并进行了试制和田间试验。主要研究内容与结论如下:（1）调研木薯生物学特性以及种植方式。测量木薯块茎分布宽度,生长深度,最大直径与长度等基本形态物理特征,为挖掘装置结构设计提供基本要求参数。（2）针对项目挖掘铲的问题,参考其他块根作物挖掘装置结构,结合挖拔式的收获机理和土壤压缩破坏理论与粘附特性,研制了二阶曲面挖掘铲和振动铲组合的挖掘装置与限深机构。该挖掘装置具有良好的工作性能,限深机构使挖掘装置具有稳定的耕作深度,加强了机具的工作稳定性。（3）对二阶曲面挖掘铲的结构与参数进行设计。上下磨刃口的铲刃形式使铲的入土性能更优,二阶铲体结构让挖掘铲具备良好的入土和碎土性能,铲面凸起的设计减少了土壤粘附和阻力... 

【文章来源】：海南大学海南省 211工程院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究意义与目的
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 木薯收获机的研究现状
        1.2.2 国外木薯收获机挖掘部件的结构设计研究现状
        1.2.3 国内木薯收获机挖掘部件的结构设计研究现状
        1.2.4 木薯收获机挖掘部件的挖掘机理研究现状
    1.3 木薯收获机挖掘部件研究现状分析
    1.4 挖掘装置存在的问题
        1.4.1 挖掘装置前期试验
        1.4.2 现阶段挖掘装置存在的问题
    1.5 研究的主要内容
    1.6 研究方法与实验方法
        1.6.1 研究方法
        1.6.2 实验方法
    1.7 本章小结
2 挖掘装置的设计理论与依据
    2.1 设计思想与技术路线
        2.1.1 挖掘装置设计思想
        2.1.2 挖掘装置设计技术路线
    2.2 设计依据及理论分析
        2.2.1 木薯的种植方式与生长特性
        2.2.2 木薯的块根形态与结构参数
        2.2.3 土壤的物理力学特性
        2.2.4 土壤的碎土方式
        2.2.5 土壤影响挖掘铲的因素
        2.2.6 土壤耕作动力学
    2.3 本章小结
3 挖掘装置的结构与参数设计
    3.1 挖掘装置的设计要求
    3.2 土壤的压缩破坏与粘附理论
        3.2.1 土壤的压缩破坏理论
        3.2.2 土壤的粘附理论
        3.2.3 减粘脱附技术与方法
    3.3 挖掘装置的结构设计与工作原理
    3.4 二阶曲面挖掘铲的结构设计
        3.4.1 入土铲刃参数
        3.4.2 挖掘铲铲面结构和参数
        3.4.3 挖掘铲长度确定
        3.4.4 挖掘铲宽度确定
    3.5 栅条振动铲的设计
        3.5.1 栅条振动铲结构设计
        3.5.2 栅条型振动铲工作原理
        3.5.3 偏心轴的设计
    3.6 限深机构的设计
    3.7 本章小结
4 挖掘装置的运动分析和力学特性
    4.1 挖掘铲的运动学分析
        4.1.1 挖掘铲运动与拖拉机连杆的关系
        4.1.2 入土性能与铲面倾角的关系
        4.1.3 入土行程对挖掘铲的影响
    4.2 挖掘铲的阻力模型
        4.2.1 理想状态下的挖掘铲阻力模型
        4.2.2 挖掘铲的阻力模型
    4.3 挖掘铲的动力学特性分析
        4.3.1 虚拟平面铲的性能分析
        4.3.2 挖掘铲的虚拟倾角分析
        4.3.3 二阶曲面铲结构参数分析
    4.4 挖掘铲的有限元分析
        4.4.1 有限元模型建立与参数设定
        4.4.2 二阶曲面铲应力与应变分析
    4.5 振动铲的运动特性与力学分析
        4.5.1 振动铲的运动特性
        4.5.2 振动铲的振动频率模型
        4.5.3 振动铲的力学特性
    4.6 本章小结
5 田间试验与结果分析
    5.1 试验目的
    5.2 试验方法
    5.3 试验条件
    5.4 试验测试指标
    5.5 试验结果与分析
    5.6 本章小结
6 全文总结与研究展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
参考文献
附录
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]木薯收获机多阶挖掘铲设计及其力学特性分析[J]. 王涛,廖宇兰,杨怡,郑美云,袁成宇.  农机化研究. 2015(10)
[2]木薯挖掘铲多目标决策方法及其仿生设计应用[J]. 刘世豪,廖宇兰,王涛,张燕.  计算机集成制造系统. 2015(01)
[3]木薯收获机挖掘铲仿生设计及其有限元分析[J]. 邹翔翔,廖宇兰,马庆芬,刘世豪,朱冬云.  科学技术与工程. 2013(34)
[4]4UMS-900型木薯收获机的研制[J]. 张意松,黄晖,薛忠,叶剑秋,崔振德,高文武.  江苏农业科学. 2013(10)
[5]LW-60型多功能液压双铲木薯收获机的相关探究[J]. 张远青,黄范辉,邵仁清,黄健禄.  科技创新与应用. 2013(19)
[6]国内木薯收获机采挖原理和结构设计[J]. 张意松,黄晖,崔振德.  热带农业工程. 2012(05)
[7]木薯收获机二阶曲面铲的有限元静力学分析[J]. 关意昭,张周强,黄范辉,徐武彬,阮孝刚.  农机化研究. 2012(10)
[8]影响木薯机械化收获的生物环境特性[J]. 陈丹萍,廖宇兰,王涛,林茂,孙佑攀.  农机化研究. 2012(06)
[9]木薯收获机械的研究现状及展望[J]. 陈阳,张燕.  安徽农业科学. 2012(14)
[10]4UMS-1型木薯收获机的设计[J]. 孙佑攀,廖宇兰,陈丹萍.  农机化研究. 2012(02)

硕士论文
[1]挖拔式木薯收获机挖掘部件研究[D]. 陈丹萍.海南大学 2012
[2]4U-1400FD型马铃薯联合收获机挖掘装置的参数优化与结构设计[D]. 李彦晶.甘肃农业大学 2011
[3]木薯收获机挖掘部件的研究设计[D]. 蒋志国.广东海洋大学 2010



本文编号：3164847