【摘要】：谷子作為我國的優(yōu)勢雜糧作物,具有較高的營養(yǎng)價值和藥用價值,隨著谷子產(chǎn)業(yè)品牌化、商業(yè)化發(fā)展,越來越受到人們的喜愛。目前谷子收獲基本靠手工或半機械化完成,收獲勞動強度大、效率低、機械收獲損失大,嚴重制約了谷子產(chǎn)業(yè)發(fā)展。谷子帶綠成熟且谷穗彎曲下垂,而谷穗交搭莖稈纏繞導致分禾困難,聯(lián)合收獲過程易出現(xiàn)掉穗、漏割、分禾拉扯等現(xiàn)象導致的割臺損大的問題,且現(xiàn)有的谷子收獲機大部分都是谷物聯(lián)合收獲的“改裝機”,不能適應(yīng)谷子收獲需求,因此對谷子收獲機關(guān)鍵部件進行設(shè)計分析與試驗是研究重點。本文首先對谷子植株的有關(guān)物理力學特性進行了測試和試驗,在此基礎(chǔ)上確定低損割臺的整體結(jié)構(gòu),設(shè)計了谷子聯(lián)合收獲機低損割臺并進行了相關(guān)的試驗研究。其主要內(nèi)容如下:1)對谷子植株的物理特性和力學特性進行了測定和研究,為谷子聯(lián)合收獲機低損割臺結(jié)構(gòu)設(shè)計提供基礎(chǔ)理論數(shù)據(jù)。2)以谷子植株的物理和力學特性的研究為依據(jù),依據(jù)谷子田間收獲條件及狀況,對割臺的工作原理進行了概括,得到撥禾輪轉(zhuǎn)速、撥禾輪安裝相對位置等參數(shù),并對谷子聯(lián)合收獲機低損割臺的整體結(jié)構(gòu)及主要的零部件進行了設(shè)計。3)針對谷子植株穗頭交結(jié)莖稈纏繞的復(fù)雜性狀導致分禾困難而造成的割臺損失問題,對低損割臺割臺的分禾器進行了分析及設(shè)計,運用ANSYS/LS-DYNA軟件對谷子莖稈與收獲機割臺的分禾器分禾過程進行模擬,獲得分禾過程中谷子植株的受力及變形情況,并通過虛擬正交試驗分析谷子莖稈在分禾過程中受到的接觸力及應(yīng)力變化規(guī)律,確定分禾器的結(jié)構(gòu)參數(shù)。4)對谷子低損割臺進行了田間收獲試驗:首先對谷子聯(lián)合收獲機低損割臺進行了撥禾和分禾的單因素試驗,分析了各個因素對試驗指標的影響規(guī)律;其次,在單因素試驗的基礎(chǔ)上,進行了四因素四水平的撥禾正交試驗和三因素三水平的分禾正交試驗,通過正交試驗結(jié)果極差分析得到影響性能指標的主次因素,通過正交試驗結(jié)果方差分析確定了較優(yōu)的參數(shù)組合。最后,在正交試驗的基礎(chǔ)上,進行了分撥禾試驗和分禾試驗的二次正交旋轉(zhuǎn)組合試驗,建立了試驗指標與試驗因素之間的規(guī)律模型,得到了最優(yōu)的運動參數(shù)組合;在優(yōu)化后的參數(shù)組合下進行試驗,結(jié)果表明,割臺撥禾損失率和分禾損失率均滿足性能指標。
【圖文】：

圖 1-1 人工收獲谷子Fig. 1-1 The millet harvesting by human labor泛種植在我國北方干旱和半干旱地區(qū)，多丘陵，種植地塊機械無法運行，加之專門對谷子收獲機械進行投入研發(fā)又相械化進程緩慢�，F(xiàn)階段谷子機械化收獲存在以下問題：（1）和麥穗不一樣，谷穗粗壯且莖稈彎曲下垂，雖然已有谷子聯(lián)，但大多都是局部進行改造的“改裝機”，無法真正匹配谷搭纏繞等復(fù)雜特性的收割需要，聯(lián)合收獲過程中，谷穗易纏成堆積，，分禾時的拉扯易造成掉穗，造成割臺損失較大，沒分禾器；（2）割臺撥禾損失較大。谷子植株相對小麥水稻的獲機割臺進行谷子收獲時，由于撥禾輪相對位置及運動參數(shù)中，易撥斷谷穗產(chǎn)生掉穗和出現(xiàn)甩穗，造成較大的撥禾損失由于谷子是帶綠成熟，收獲時，莖穗含水率較高，脫粒時籽

第 1 章 緒論設(shè)計谷子專用割臺，對谷子聯(lián)合收獲機割臺的設(shè)計及對影響割臺損失因素進行研究，分析各相關(guān)因素對割臺損失的影響規(guī)律，優(yōu)化割臺關(guān)鍵部件運動及結(jié)構(gòu)參數(shù)配置，為谷子聯(lián)合收獲機關(guān)鍵部件的設(shè)計及改進提供理論依據(jù)，最終達到降低割臺損失的目的，對全面實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械化，具有重要的現(xiàn)實意義。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析1.2.1 國外研究現(xiàn)狀谷子在國外有較為廣泛的種植，其中澳大利亞、日本、美國等發(fā)達國家作為動物飼料有少許種植，大多以牧草收獲機進行收割。但因種植面積小，且多作為青貯飼料，對谷子的機械收獲技術(shù)的研究較少。國外企業(yè)針對中國谷子市場，在谷物聯(lián)合收獲機的基礎(chǔ)上，研制的谷子專用收獲機，如約翰迪爾 W80（圖 1-2）、凱斯 AF4008（圖 1-3）、久保田 688 等系列產(chǎn)品。
【學位授予單位】：河南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：S225.3

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