煙草作為我國的重要經(jīng)濟(jì)作物之一,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有重要的作用。煙草是以育苗移栽方式為主的作物。傳統(tǒng)人工移栽主要依靠大量人力、畜力及傳統(tǒng)的生產(chǎn)工具,勞動強(qiáng)度大,生產(chǎn)效率低,不適用于規(guī)�；N植。機(jī)械化移栽可以提高煙草幼苗的質(zhì)量,降低育苗成本及勞動強(qiáng)度,爭取更多的春季耕種時間,大幅度提高農(nóng)作物的種植效率。近年來,在我國煙草生產(chǎn)管理部門的推動和科研部門的參與下,煙草機(jī)械化移栽方面已經(jīng)開始自主研發(fā)或引進(jìn)國外相關(guān)設(shè)備,但由于國內(nèi)的現(xiàn)有機(jī)型與生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用還有一定的距離,農(nóng)耕農(nóng)藝聯(lián)系不緊密,致使我國機(jī)械化移栽一直無法進(jìn)行大面積推廣。在課題組前期“吊籃式煙草移栽復(fù)式作業(yè)機(jī)”研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合北方煙草缽苗物理力學(xué)特性試驗(yàn)結(jié)果及煙草育苗移栽的農(nóng)藝要求,總結(jié)移栽機(jī)前期田間試驗(yàn)出現(xiàn)的問題,對煙草缽苗移栽機(jī)關(guān)鍵部件進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計、仿真分析及臺架和田間性能試驗(yàn)研究,從而提高煙草缽苗移栽機(jī)田間作業(yè)性能及移栽質(zhì)量。課題主要從以下幾方面進(jìn)行：(1)針對北方煙區(qū)煙草缽苗基本幾何物理特征參數(shù)進(jìn)行測定,統(tǒng)計分析煙草缽苗幾何特性指標(biāo)的變化區(qū)間及分布規(guī)律。(2)利用萬能材料試驗(yàn)機(jī)針對移栽期煙草缽苗莖桿進(jìn)行了剪切、壓縮、彎曲及拉伸等力學(xué)特性試驗(yàn)研究。(3)闡述北方煙草缽苗的育苗方式及移栽農(nóng)藝要求及改進(jìn)的吊籃式煙草缽苗移栽機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理,針對煙草缽苗移栽機(jī)前期試驗(yàn)中存在的問題,對煙草缽苗移栽機(jī)喂苗機(jī)構(gòu)及其零部件進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計。(4)建立煙草缽苗移栽機(jī)成穴機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)模型,對成穴機(jī)構(gòu)進(jìn)行理論分析；并基于Adams軟件對成穴機(jī)構(gòu)開展虛擬仿真分析。(5)模擬成穴機(jī)構(gòu)田間作業(yè)的運(yùn)動狀態(tài),搭建成穴機(jī)構(gòu)試驗(yàn)臺架,采用正交試驗(yàn)方法,以前進(jìn)速度、曲軸轉(zhuǎn)速、成穴鏟寬為試驗(yàn)因素,成穴阻力及穴坑幾何尺寸為試驗(yàn)指標(biāo),開展了成穴機(jī)構(gòu)的性能試驗(yàn)。根據(jù)成穴機(jī)構(gòu)性能試驗(yàn)結(jié)果,對成穴鏟進(jìn)行基于Ansys有限元分析。(6)在滿足移栽農(nóng)藝要求的前提下,參照早地栽植機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),對改進(jìn)的吊籃式煙草缽苗移栽機(jī)采用單因素及二次回歸正交旋轉(zhuǎn)設(shè)計法,以前進(jìn)速度、缽苗高度及成穴鏟寬為試驗(yàn)因素,煙苗直立度合格率和株距變異系數(shù)為評價指標(biāo)進(jìn)行田間試驗(yàn)研究。經(jīng)過以上研究,獲得如下結(jié)論：(1)通過對煙苗幾何物理特性參數(shù)的統(tǒng)計分析,得出煙草缽苗高度變化區(qū)間為[115.7,188.3]mm,主要分布在[135,175]mm范圍內(nèi),占總樣本數(shù)的80%;缽苗寬度變化區(qū)間為[80.8,182.0]mm,主要分布在[100,160]mm,占總樣本數(shù)的74%；缽苗近根部莖桿直徑變化區(qū)間為[3.45,4.39]mm,主要分布在[3.55,4.30]mm,占總樣本數(shù)的90%,試驗(yàn)結(jié)果為喂苗機(jī)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計提供參數(shù)依據(jù)。(2)煙草缽苗莖稈力學(xué)特性試驗(yàn)得到,煙苗莖稈不同剪切部位對剪切破壞載荷、剪切功耗、剪切強(qiáng)度均存在顯著影響(a=0.05)。移栽期北方煙草缽苗莖桿取樣部位在距缽體表面5-10mm處剪切破載荷、剪切功耗及剪切強(qiáng)度值均為最大。為了避免煙苗受到損傷,取苗移栽的拔取夾持部位建議選取莖稈距缽體表面5～10mm處。通過計算得到煙苗莖桿最大抗剪強(qiáng)度平均值為(1.10±0.12)MPa;抗壓強(qiáng)度平均值為(1.03±0.11)MPa：抗彎強(qiáng)度平均值為(11.16±0.28)MPa及抗拉強(qiáng)度平均值為(0.66±0.15)MPa,對應(yīng)的抗拉斷力均值(7.49±2.47)N。(3)通過對成穴機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動學(xué)理論及仿真分析,獲取成穴鏟的運(yùn)動軌跡,分析了成穴鏟不同方向位移、速度及加速度的變化規(guī)律；由動力學(xué)仿真分析得到成穴機(jī)構(gòu)各桿件鉸鏈點(diǎn)受力變化情況及受力最大值,驗(yàn)證了成穴機(jī)構(gòu)功能及結(jié)構(gòu)設(shè)計合理性,為成穴機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供參考。(4)由成穴機(jī)構(gòu)的臺架性能試驗(yàn)結(jié)果得到,行進(jìn)阻力最小時,試驗(yàn)因素最優(yōu)組合為曲軸轉(zhuǎn)速36r/min,成穴鏟寬40mm,前進(jìn)速度0.3m/s。穴坑尺寸在因素最優(yōu)組合下,滿足移栽農(nóng)藝及成穴機(jī)構(gòu)的設(shè)計要求�；贏NSYS有限元分析獲得成穴鏟設(shè)計滿足強(qiáng)度要求。(5)單因素及多因素試驗(yàn)結(jié)果表明,試驗(yàn)因素對直立度合格率的影響顯著程度由大到小依次為：缽苗高度、前進(jìn)速度、成穴鏟寬；試驗(yàn)因素對株距變異系數(shù)影響顯著程度依次為：前進(jìn)速度、成穴鏟寬、缽苗高度。優(yōu)化得到最優(yōu)參數(shù)組合：當(dāng)缽苗高度取140mm時,前進(jìn)速度為0.3～0.4m/s,成穴鏟寬67～74mm,直立度合格率90%,株距變異系數(shù)5%。研究結(jié)果為北方吊籃式煙草缽苗移栽機(jī)進(jìn)一步改進(jìn)設(shè)計及實(shí)際田間作業(yè)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及參考價值。
【學(xué)位單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：S223.9
【部分圖文】：

加拿大是世界上的農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國家之一，其烤煙的生產(chǎn)至今己經(jīng)有１２２年的歷史，移栽機(jī)逡逑械化水平較高，從煙草育苗、移栽、田間管理及煙葉的采收烘烤全部實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化ｔＷ。其中，逡逑代表機(jī)型有加拿大Ｈｏｌｌａｎｄ打ａｎｓｐｌａｎｔｅｒ公司研制的煙葉栽植機(jī)，如圖１－２所不。移栽機(jī)集開逡逑溝、移栽、}9水、施肥、培±為一體的煙草移栽復(fù)式作業(yè)機(jī)。由大馬力拖拉機(jī)牽引作業(yè)，人逡逑工添加水、肥及分裝煙苗。移栽機(jī)可進(jìn)行多行移栽，作業(yè)量為每天移栽煙苗５０畝Ｗ上Ｗ。逡逑圖１－２加拿大研制的煙葉栽植機(jī)邐圖１－３美國瑪馳尼克１０００－２指夾式移機(jī)逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｃａｎａｄａ邋Ｕ）ｂａｃｃｏ邋ｌｅａｆ邋ｐｌａｎｔｉｎｇ邐Ｆｉｇｌ－３邋Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ邋１０００－２邋ｆｉｎｇｅｒ邋ｃｌｉｐ邋ｔｙｐｅ逡逑ｍａｃｈｉｎｅ邐ｔｒａｎｓｐｌａｎｔｉｎｇ邋ｍａｃｈｉｎｅ逡逑美國研發(fā)的瑪馳尼克１０００－２型雙行半自動移栽機(jī)，如W １－３所示。移栽機(jī)采用兩行移栽，逡逑３逡逑

加拿大是世界上的農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國家之一，其烤煙的生產(chǎn)至今己經(jīng)有１２２年的歷史，移栽機(jī)逡逑械化水平較高，從煙草育苗、移栽、田間管理及煙葉的采收烘烤全部實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化ｔＷ。其中，逡逑代表機(jī)型有加拿大Ｈｏｌｌａｎｄ打ａｎｓｐｌａｎｔｅｒ公司研制的煙葉栽植機(jī)，如圖１－２所不。移栽機(jī)集開逡逑溝、移栽、}9水、施肥、培±為一體的煙草移栽復(fù)式作業(yè)機(jī)。由大馬力拖拉機(jī)牽引作業(yè)，人逡逑工添加水、肥及分裝煙苗。移栽機(jī)可進(jìn)行多行移栽，作業(yè)量為每天移栽煙苗５０畝Ｗ上Ｗ。逡逑圖１－２加拿大研制的煙葉栽植機(jī)邐圖１－３美國瑪馳尼克１０００－２指夾式移機(jī)逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｃａｎａｄａ邋Ｕ）ｂａｃｃｏ邋ｌｅａｆ邋ｐｌａｎｔｉｎｇ邐Ｆｉｇｌ－３邋Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ邋１０００－２邋ｆｉｎｇｅｒ邋ｃｌｉｐ邋ｔｙｐｅ逡逑ｍａｃｈｉｎｅ邐ｔｒａｎｓｐｌａｎｔｉｎｇ邋ｍａｃｈｉｎｅ逡逑美國研發(fā)的瑪馳尼克１０００－２型雙行半自動移栽機(jī)，如W １－３所示。移栽機(jī)采用兩行移栽，逡逑３逡逑

可移栽％００￣４２００株巧苗，每天可Ｗ實(shí)現(xiàn)煙草移栽３０畝Ｗ上，玉米移栽１５畝左右。但其不足逡逑之處在于給水量不足，煙苗直立度較差等ＰＷＩ１。逡逑意大利法拉利移栽機(jī)制造有限公司研制的ＦＰＡ型半自動移栽機(jī)，如圖１－４所示。該機(jī)適用逡逑于所有育苗作物及不同種類體苗移栽。體苗高度適用范困可達(dá)２０ｃｍ，行距在３０￣ｌ（Ｋ）ｃｍ、株距逡逑在１９￣１８６ｃｍ之間可調(diào)。一次最多可Ｗ同時移栽７行，產(chǎn)能為每行每小時２５００株。移栽機(jī)可Ｗ逡逑在裸王及覆膜止壤上移栽。無膜移栽時可Ｗ直接由鎮(zhèn)壓輪將兩側(cè)的±壤擠壓成壟堆，不需要逡逑額外覆±。膜上移栽加裝覆±裝置即可連續(xù)取王，通過調(diào)節(jié)覆±裝置的深淺和角度來調(diào)節(jié)取逡逑±量，使得栽苗覆止一次完成。該機(jī)的特點(diǎn)是移栽作業(yè)穩(wěn)定，速度快，抌苗成活率高，加置逡逑濕地防粘連系統(tǒng)，可較好的解決移栽部件粘±的問題Ｐ２—Ｗ。逡逑圖１－４法拉利牌ＦＰＡ型半自動育苗移栽邐圖１－５日本久保田半自動大蔥移栽機(jī)逡逑Ｆｉｇ．邋１－４邋Ｆｅｒｒａｒｉ邋ｃａｒｄ邋ｓｅｍｉ－ａｉＵｏｍａｔｉｃ邋ｓｅｅｄｌｉｎｇ邐Ｆｉｇ．邋１－５邋Ｋｕｂｏｔａ邋化ｍｉ－ａｕｌｉｏｍａｔｉｃ邋ｏｎｉｏｎ逡逑ｔｒａ打ｓｐｌａ打ｔｉ打ｇ邋ｍａｃｈｉｎｅ邐ｔｒａｎｓｐｌａｎｔｉｎｇ邋ｍａｃｈｉｎｅ逡逑不同于歐美發(fā)達(dá)國家多行聯(lián)合式移栽機(jī)械

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