检索结果-南通市图书馆

作者：杜子健华中农业大学

学位级别：硕士

雪茄烟是晾晒烟的一种,由晾制及发酵后的烟叶制作而成,近年来消费市场逐渐扩大,已经成为烟草行业新的增长点。本文针对目前雪茄烟叶植株因其适收期体型较大且不宜沾染泥土而存在的整株收获专用机械匮乏、人工整理工序繁琐、工作量大和... 详细信息

雪茄烟是晾晒烟的一种,由晾制及发酵后的烟叶制作而成,近年来消费市场逐渐扩大,已经成为烟草行业新的增长点。本文针对目前雪茄烟叶植株因其适收期体型较大且不宜沾染泥土而存在的整株收获专用机械匮乏、人工整理工序繁琐、工作量大和效率低等问题,基于国内外烟叶采收类和整株收获类机械研究现状以及雪茄烟叶收获要求,研制了一种雪茄烟叶旋转夹持式整株收获机。该机主要由行走装置、夹持装置、切割装置和中央旋转装置组成,可实现夹持、切割和传送等作业工序,以期减小雪茄烟叶整株采收的劳动强度,实现雪茄烟叶机械化整株收获。研究内容与主要结论如下:(1)测试分析了雪茄烟叶植株的外形特征与机械物理特性,同时测定收获后植株的重心位置。外形特征测试结论为:雪茄烟叶植株适收期的平均株高为1063.5mm,种植规格为1234株/亩(折合为1.85株/m),平均留叶数为8片,主茎秆直径均值为22.85mm,且不同部位直径的变异系数为18.32%,整株主茎秆的木质部厚度范围为0.66～3.90mm、韧皮部厚度范围为0.68～1.64mm、含水率范围为80.1%～90.2%,切割部位的木质部厚度为1.92mm、韧皮部厚度为1.16mm、含水率为86.1%。收获后植株重心位置的测定结果表明:收获后植株长度约为639mm,质量约为380.3g,重心位置为切割茬口之上296mm处。机械物理特性测试结果表明:雪茄烟叶植株主茎秆切割部位附近的剪切强度为2.98MPa,泊松比为1.33,弹性模量为1.93MPa,剪切模量0.45MPa。上述表明雪茄烟叶植株主茎秆在适收期内具有一定的强度和韧性,为后期切割及夹持动力的参数优选提供依据。(2)分析确定了雪茄烟叶旋转夹持式整株收获机的总体设计方案与技术参数,并开展整机通过性和稳定性分析。基于雪茄烟叶的收获要求和植株适收期的外形特征与机械物理特性,确定了收获机整机结构、工艺流程以及主要技术参数。整机主要包括中央旋转装置、夹持装置、切割装置和行走装置,可实现独立驱动、稳定夹持、茎秆切割和旋转传送等工序。整机收获方式为单行单株收获,夹持装置离地高度为750mm,切割装置离地高度为640mm。整机行走性能分析结果为:最大爬坡角度约为25°,最大下滑角度约为38°,最小侧翻角度约为35°,理论转弯半径约为450mm。(3)开展了雪茄烟叶旋转夹持式整株收获机关键部件结构设计与参数分析。主要包括:(1)依据雪茄烟叶种植和整株收获农艺要求,行走装置采用三角履带式高地隙底盘,履带轮的宽度为180mm,行走装置最小离地间隙为415mm,两侧履带轮内测间距为725mm。(2)根据对雪茄烟叶植株主茎秆直径的测定,设计夹持装置的夹持臂长度为60mm,最小可夹持直径为20mm,并在夹持中心设置锯齿,以限制被夹持植株的自由度。两侧夹持臂由舵机驱动并以齿轮啮合的传动方式实现同步开合,最大开合角为120°,舵机输出扭矩为6.37N·m,啮合轮齿模数为0.5,压力角选取20°,并经过理论推算得出啮合轮齿所受的法向力、径向力和切向力分别为542.30N、185.44N和509.60N。(3)切割装置以直流马达驱动单圆盘刀的形式呈现,并设计电推杆以改变割刀的相对位置,其伸缩速度为30mm/s。依据对圆盘刀进行的ANSYS模态分析提出危险转速为18510r/min、1856.2r/min、32080.2r/min和32110.2r/min。同时对自然状态下植株的挠曲线和挠角度进行推算,对切割瞬间茎秆所受的冲击进行力学分析。所述直流马达输出扭矩为3.27N·m,圆盘刀的直径为150mm。(4)中央旋转装置采用步进电机驱动的方式实现旋转传送。其中步进电机的扭矩为8.5N·m,旋转半径为369mm。对旋转切向面中夹持装置与茎秆之间的受力情况进行分析,得出中央旋转装置的理论最高转速为268.8r/min,实际转速为9.38～12.5r/min。(4)进行了雪茄烟叶旋转夹持式整株收获机的行走性能与档速匹配试验、台架试验和田间试验。主要包括:(1)行走性能与档速匹配试验表明:收获机整机在12°的坡道上可以正常行驶;在水泥硬质路面中,转弯半径为865mm,直行跑偏度为0.80%,田间松软路面中,转弯半径为960mm,直行跑偏度为1.00%;在水泥硬质路面的挡速匹配为:一档1.06m/s、二档1.87m/s、三档5.22m/s、倒挡0.72m/s,田间松软路面为:一档0.90m/s、二档1.53m/s、三档5.03m/s、倒挡0.61m/s。(2)提出由烟叶破损率、夹持失败率和切割失败率构成的综合评价指标。开展以圆盘刀转速和机具前进速度为因素指标,以切割失败率为评价指标的单因素试验及两因素三水平交互试验。单因素试验结果表明:圆盘刀转速为40～50r/s,机具前进速度为0.7～0.9m/s时,切割失败率较

关键词：雪茄烟叶整株收获夹持物料特性单圆盘割刀 ANSYS模态分析

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水培生菜整株低损收获装置设计与试验

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农业机械学报 2019年第1期50卷 162-169页

作者：马义东徐灿崔永杰傅隆生刘浩洲杨晨西北农林科技大学机械与电子工程学院陕西杨凌712100 农业农村部农业物联网重点实验室陕西杨凌712100 陕西省农业信息感知与智能服务重点实验室陕西杨凌712100

为解决水培生菜收获品质低、人工收获劳动力成本高等问题,设计了一种整株低损收获装置。通过夹持杆对菜叶的低损聚拢、割刀对生菜茎部的精准切割,实现单株水培生菜的整株低损收获。设计了各关键部件结构参数,分析了影响菜叶损伤的因素,... 详细信息

为解决水培生菜收获品质低、人工收获劳动力成本高等问题,设计了一种整株低损收获装置。通过夹持杆对菜叶的低损聚拢、割刀对生菜茎部的精准切割,实现单株水培生菜的整株低损收获。设计了各关键部件结构参数,分析了影响菜叶损伤的因素,利用图像处理方法测量了菜叶损伤面积;采用正交试验,研究了聚拢速度、聚拢角、聚拢高度、压菜速度对菜叶损伤面积的影响;通过力学分析和高速摄影,分析了聚拢角、聚拢高度对菜叶损伤面积的影响。正交试验结果显示:试验因素的显著性主次顺序为聚拢角、聚拢高度、压菜速度、聚拢速度;最优组合参数为聚拢速度100 mm/s、聚拢角15°、聚拢高度70 mm、压菜速度100 mm/s。验证试验表明:最优组合下生菜均为整株收获,菜叶损伤面积平均值为432 mm2,损伤程度平均值为0. 13%,优化效果明显。

关键词：水培生菜整株收获正交试验

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