棉花自动制钵机工艺及机具的研究

作     者：谭利明 

作者单位：山东理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：闸建文

授予年度：2011年

学科分类：0828[工学-农业工程] 08[工学] 

主      题：棉花 紧实度 钵体强度 钵体均匀度 制钵机 

摘      要：棉花是关系国计民生的战略物资,也是仅次于粮食的第二大农作物。同时棉花是涉及农业和纺织工业两大产业的商品,与人民群众的生活和广大棉农的利益息息相关。因此,发展棉花生产对国民经济的发展也有着重要影响。棉花营养钵育苗移栽是具有中国特色的植棉技术之一,在我国内陆棉区已得到较大规模的推广应用。这对促进棉花早发,提高棉花产量具有重要意义。但长期以来,由于农业机械自身特点和农业机械工作对象的复杂性,农业机械的研制存在较大的困难,制钵机械的很多性能只是局限于理论分析和定性的说明,缺乏精确的试验验证和计算。 首先,钵体的紧实度是营养钵的机械性能,可以用钵体密度和钵体强度来进行评价。为了研究影响营养钵体紧实度的各个因素,我们设计了钵体冲压试验台。通过研究分析,我们发现影响钵体紧实度的主要因素是含水量、纤维含量和压缩比。通过三个分组试验,文中分别研究分析了这三个因素对营养钵体强度的影响;并根据实验数据得出各因素最合理的数值范围分别为：含水量23%左右,土壤与纤维质量比2.1：1左右,压缩比1.7左右。 其次,本文研究了影响营养钵体强度均匀性的两个主要因素：压制方式和压制速度。通过设定目标函数,对不同冲压方式和冲压速度下制成的钵体进行切割称重实验,并通过实验数据分析,得出了较为合理的压钵工艺：从压制方式来说,应尽量采用底部顶压的方式进行;在压制速度方面,我们发现压制速度越快,营养钵体强度越均匀,综合考虑实际生产条件后我们得出最合理的压制速度范围是：0.65-0.85m/s。 最后,根据本文中的实验数据和试验结论,我们设计了气动自动制钵机,主要包括覆土装置、压实装置、成型器、动力传动装置、机架等机构。另外,本样机采用了PLC控制方式,进行了程序框架设计、编写程序,最后进行了程序的模拟仿真和测试。通过对样机进行实际试验证明样机能够满足设计需求和实际生产的要求。