【摘要】：花生是一種重要的油料作物,我國花生總種植面積占世界第二,總產(chǎn)量和總出口量居于世界首位,但在我國花生收獲的整個過程中,存在農(nóng)業(yè)機械化程度較低的問題。目前花生起收機有多種類型,按起收類型的不同分為：鏟夾組合式(包括夾持皮帶式和夾持鏈式兩種),鏟鏈組合式(又稱為升運鏈桿式),鏟篩組合式(又稱為振動篩式),振動鏟式等。其中鏟夾組合式雖然有橫向有序放鋪裝置,但存在農(nóng)藝適應(yīng)性差的缺點；鏟鏈組合式雖然農(nóng)藝適應(yīng)性強,但存在放鋪無序的缺點；振動桿式和鏟篩組合式無放鋪裝置,起收后的花生植株散亂鋪放在地面。我國花生起收機在使用過程中存在適應(yīng)性差,去土不凈,放鋪雜亂的問題,直接影響了花生在田間的晾曬效果和下一步的撿拾工作,制約了我國花生收獲機械化的發(fā)展。本文結(jié)合國家自然科學基金資助項目(項目編號51575367)和“高等學校博士學科點專項科研基金資助項目”(項目編號20122103110009),在我國原有的鏈桿式起收機的基礎(chǔ)上,設(shè)計研制了新型翻轉(zhuǎn)-滑柵放鋪式花生起收機,并對翻轉(zhuǎn)放鋪裝置等關(guān)鍵部件的參數(shù)進行了優(yōu)化設(shè)計。本研究在我國直立型花生的基礎(chǔ)上,以我國花生種植的農(nóng)藝特點、花生果柄的力學特性和花生植株的物理模型的研究為基礎(chǔ)依據(jù),制造了第一代樣機,并對設(shè)計制造的翻轉(zhuǎn)-滑柵有序放鋪式花生起收機進行了田間試驗研究。根據(jù)試驗結(jié)果和試驗過程中發(fā)現(xiàn)的問題,又設(shè)計改進了第二代翻轉(zhuǎn)放鋪式花生起收機。本文主要研究結(jié)論如下：(1)本研究提出的在翻轉(zhuǎn)-滑柵式放鋪裝置作用下使花生植株達到“各植株秧果相搭、莢果向上”的放鋪方法,不但實現(xiàn)了對花生連續(xù)、均勻、有序的放鋪效果,還避免了花生莢果與土壤接觸,在兩段式收獲過程中,大大提高了晾曬和風干的效果,有利于兩段式收獲過程的第二階段的“撿拾-摘果”聯(lián)合收獲作業(yè)。(2)通過對我國直立型花生花生品種及生長特性的研究,得到了我國花生植株的株高、莢果分布范圍、質(zhì)心、轉(zhuǎn)動慣量等參數(shù)；通過對我國花生種植農(nóng)藝的研究,得到了我國花生種植的壟寬、壟距等參數(shù)；通過對收獲期花生莢果、果柄的力學特性的研究,得到了花生果柄抗拉的力學特性參數(shù),為起收機的設(shè)計提供了基本依據(jù)。(3)在我國鏈桿式花生起收機研究的基礎(chǔ)上,提出了一種翻轉(zhuǎn)-滑柵式放鋪方法,研究出一套翻轉(zhuǎn)放鋪的方案,據(jù)此進行了翻轉(zhuǎn)放鋪式花生起收機的理論分析與設(shè)計。首先,設(shè)計了傳動方案,確定傳動方式和傳動比；通過對翻轉(zhuǎn)放鋪裝置的工作原理花生植株的受力和運動學分析,確定了翻轉(zhuǎn)輪裝置和滑柵式聚攏裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù)和翻轉(zhuǎn)輪的運動參數(shù)。(4)通過對落地后花生植株自身速度對放鋪效果的影響,提出在放鋪時的花生植株在花生植株落地瞬時絕對速度的水平分速度達到或接近0時,能有利于有序放鋪。為此,對花生起收機的運動和花生植株在起收機上的運動進行了分析,通過運動學分析得出了“零速放鋪”的條件。通過理論分析的結(jié)果,設(shè)計制造了第一代具有翻轉(zhuǎn)放鋪裝置的升運鏈桿式起收機。在沈陽農(nóng)業(yè)大學花生試驗田中進行了收獲性能試驗,攝影法試驗研究結(jié)果表示：所設(shè)計的翻轉(zhuǎn)放鋪裝置,對花生植株可有效進行翻轉(zhuǎn)和有序放鋪的作用,能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)計的放鋪過程；收獲性能試驗結(jié)果表示：當拖拉機牽引速度為1.0m·s-1輸送鏈桿回轉(zhuǎn)角速度107 r.min-1,翻轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速為75r.min-21日寸,花生植株遺留率＜0.1%、花生植株有序放鋪率92.8%、落果損失率為2.1%、莢果朝上率72%,傷果率1.5%,各項指標達到相關(guān)要求,能夠滿足生產(chǎn)需要。(5)分別進行了單因素試驗和正交試驗。以翻轉(zhuǎn)放鋪式花生起收機起收過程的總損失率、有序鋪放率、漏收率、埋秧率、莢果朝上率、去土率為單因素試驗評價指標,對設(shè)計制造的翻轉(zhuǎn)-滑柵式花生起收機進行了各參數(shù)的單因素試驗,通過分析單因素試驗結(jié)果得出：拖拉機動力后輸出軸轉(zhuǎn)速、拖拉機前進速度和翻轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速是影響翻轉(zhuǎn)放鋪式花生起收機各項指標的顯著影響因子。以拖拉機后輸出軸轉(zhuǎn)速、翻轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速、機器前進速度為試驗因素,以總損失率、有序鋪放率為試驗指標,進行了三元二次回歸正交試驗。得出了各影響因素的主次排序,得到了二次多項式回歸模型；通過非線性方程求最優(yōu)解的方法,求得了在損失率最小、有序鋪放率最高時：拖拉機后輸出軸轉(zhuǎn)速為1000r·min-1,翻轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速為74 r·min-1,拖拉機前進速度為1.02m·s-1。
【學位授予單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S225.73

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