【摘要】：目前,我國果園的殘枝剩余物收集困難�；径际侨斯焓爸恋仡^,由于病菌較多,為防止傳染,果農(nóng)直接將殘枝堆積后就地焚燒。這樣的處理帶來很多問題:果農(nóng)的勞動強(qiáng)度大,資源浪費(fèi)和環(huán)境污染嚴(yán)重,違背了可制續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略方針,如何機(jī)械回收果樹殘枝,是解決問題的關(guān)鍵。通過對國內(nèi)外撿拾機(jī)構(gòu)的研究:傳統(tǒng)的撿拾機(jī)構(gòu)適用于撿拾有序的,松軟的秸稈和牧草等物料,而針對棗樹枝這種高硬度、無序的物料,撿拾機(jī)構(gòu)不符合其工作需求。目前,對樹枝的機(jī)械撿拾研究內(nèi)容較少,尤其對棗樹殘枝撿拾方法的研究未見報道。故以南疆棗樹殘枝為研究對象,設(shè)計對輥式棗樹殘枝撿拾的機(jī)構(gòu),加快推進(jìn)棗樹殘枝機(jī)械化收獲進(jìn)程。結(jié)合棗樹殘枝的形態(tài)特征、力學(xué)特性指標(biāo)和種植模式,運(yùn)用SolidWorks、AutoCAD、ANSYS數(shù)字化軟件,對撿拾機(jī)構(gòu)進(jìn)行三維設(shè)計和仿真。對主要零部件有限元分析,在其受力變形云圖基礎(chǔ)上,優(yōu)化機(jī)構(gòu),確定機(jī)構(gòu)的初步設(shè)計。最后研制棗樹殘枝撿拾試驗(yàn)臺,模擬機(jī)構(gòu)在田間的撿拾工作過程,明確撿拾機(jī)構(gòu)的最優(yōu)參數(shù)組合并優(yōu)化。本文完成的研究工作有:(1)對新疆南疆地區(qū)調(diào)研可知:目前新疆紅棗種植模式為矮化密植,大部分采用:行距×株距為4m×1.5m,部分采用:3m×2m的種植模式。近幾年,地方為方便機(jī)械作業(yè),加快推進(jìn)紅棗機(jī)械化收獲進(jìn)程,種植行距得以改進(jìn)。在種植模式的基礎(chǔ)上明確撿拾機(jī)構(gòu)的工作幅寬為1.2m,整機(jī)幅寬在1.5m左右。(2)提出上下?lián)荦X軸轉(zhuǎn)速比為1:1的對輥式棗樹殘枝撿拾機(jī)構(gòu),由于新疆棗樹種植模式,設(shè)計工作幅寬為1.2m棗樹殘枝撿拾試臺,模擬棗樹殘枝撿拾作業(yè)過程。該試驗(yàn)臺的撿拾裝置滿足不同的齒形更換,可調(diào)的安裝角度,齒距、齒高,以及撿拾機(jī)構(gòu)關(guān)鍵部件的轉(zhuǎn)速對撿拾效果的試驗(yàn)要求。并對相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行了理論分析、計算,確定各個系統(tǒng)所需標(biāo)準(zhǔn)件的型號及尺寸。(3)對棗樹殘枝撿拾的關(guān)鍵部件:3種齒形,以及撿拾單元進(jìn)行了有限元分析,并對分析后的部件進(jìn)行改進(jìn),增加了撿拾機(jī)構(gòu)作業(yè)的穩(wěn)定性,通過試驗(yàn)得以驗(yàn)證,滿足其機(jī)構(gòu)的實(shí)際工作要求。(4)通過單因素試驗(yàn),可知當(dāng)機(jī)構(gòu)參數(shù)為齒型1,下?lián)荦X齒距為10cm,上撥齒齒距為20cm,上撥齒齒高為9.5cm,下?lián)荦X高為13.5cm時,撿拾率與撿拾效率獲得最優(yōu)值;影響撿拾效果的主要因素為轉(zhuǎn)速,前進(jìn)速度,下?lián)荦X安裝角度,上下?lián)荦X的安裝角度。并通過對撿拾機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速,前進(jìn)速度,下?lián)荦X安裝角度,上下?lián)荦X的安裝角度的四因素三水平的正交試驗(yàn),得出最優(yōu)參數(shù)組合為下?lián)荦X安裝角度90°,上下齒形張角150°,轉(zhuǎn)速100r/min,前進(jìn)速度1 km/h。最后進(jìn)行對輥式棗樹殘枝撿拾機(jī)構(gòu)的最優(yōu)作業(yè)水平時試驗(yàn)測定結(jié)果:對輥式棗樹殘枝撿拾機(jī)構(gòu)的在離地高度H=1cm,棗樹殘枝含水率為6%~6.5%,長度60~100cm,直徑0~3cm的撿拾條件下,對輥式棗樹殘枝撿拾機(jī)構(gòu)的撿拾率為92%,撿拾效率為23個/min。(5)對輥式撿拾機(jī)構(gòu)的優(yōu)化改進(jìn)方案:齒形的優(yōu)化改進(jìn);添加鏟齒;撿拾機(jī)構(gòu)傳動裝置的優(yōu)化;對輥式撿拾機(jī)構(gòu)+自動控制調(diào)速系統(tǒng)。
【圖文】：

圖 1-1 我國紅棗種植分布圖（數(shù)據(jù)來源于中國統(tǒng)計年鑒）處亞歐大陸中部并且位于中國的西北邊際，因其獨(dú)特的地理環(huán)境，，，年降水量稀少，長時間的光照，晝夜溫差大等優(yōu)勢[6]，為果樹的

新疆紅棗種植分布情況如圖 1-4 所示。目前新疆紅棗種植模式為矮化密植模式。主要棗樹以四種樹形為主(如圖 1-5 所示)，圓柱形、紡錘形、開心形、小冠樹層形，大部分采用行距×株距為 4m×1.5m，部分采用的 3m×2m 種植模式。近幾年地方為方便機(jī)圖1-2 2009 年-2015 年全國紅棗種植面積 圖1-3 2009 年-2015 年新疆紅棗種植面積
【學(xué)位授予單位】：塔里木大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S225.93

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2642469