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1、分析甜菜收获机器的设计农村研究：分析甜菜收获机器的设计是由(fan,长度为22cm,长径比不大。据统计,甜菜块根的平均重量约为1.5kg;平均直经约为10cm;最大直径约为20cm;块根平均长度约为20cm;最大长度约为32cm。[6](二)甜菜机械特性的分析通过对完整甜菜进行不同速度的压缩试验,获得了甜菜在不同压缩速度下的破裂点,其平均破裂点为5291.077N。其中,压缩速度对甜菜的弹性特性有明显的影响,压缩速度越大,弹性性质越明显;压缩时间越短,甜菜的破裂位移越小。[7]其压缩力—位移曲线如图2所示。因此,
2、甜菜切顶机构采用夹紧固定装置,其夹紧力须控制在破裂点之下,防止甜菜块根破裂或压碎。三、甜菜切顶机的结构设计(一)甜菜切顶机设计方案的确定由于分段式收获工艺易与中小型拖拉机配套,比较适合我国目前的甜菜生产模式。甜菜切顶机作为分段式收获工艺的关键机具之一,必须满足甜菜切顶的要求;在满足结构、功能的前提下,同时也要考虑其工作效率。通过对现有各种切顶机关键部件的分析,我们发现,在甜菜收获机上采用的甜菜切顶装置,主要由驱动圆盘式仿形器和从动平面切刀组成的。这种甜菜切顶装置虽然机构比较紧凑,但切割质量不太稳定。目前,各甜菜产
3、区普遍采用以下两种切削方法:人工多刀切削和一刀平切的方法切削块根。1.多刀切削法:是用刀从块根的根头最下排叶痕处,像削铅笔似地向上斜削5~6刀,厚度2~3mm,使根头微露白。既不能削得过多,造成原料损失;也不能留青头太多,否则收购时将按夹杂物扣除。2.一刀平切法和机械切削相同,即在块根的根头最下排叶痕处上方1.5cm处平削一刀,削掉叶丛,并去除根头剩余干枯叶柄,削掉1cm以下的根尾。一刀平切法,省工、效率高,而且刀伤面小,块根不易感病而腐烂,便于田间保藏。[8]我们曾考虑采用机械进行多刀切削,但是多切刀的布置形式
4、和位置对甜菜切顶的质量有较大的影响,且结构也相对复杂,效率也没有得到很大的提高。为了能够准确切顶,我们按照当前提出的一种新型甜菜收获工艺路线,即:首先将甜菜樱叶由打樱机打去,然后由甜菜挖掘机将甜菜挖掘后装运至糖厂进行切顶作业,或在装运输送的过程中进行切顶作业。(二)甜菜切顶机的结构设计根据甜菜块根的几何形态、含糖量分布及机械特性等特征,针对目前国内外切顶装置存在切顶不准确等缺陷,经反复理论分析和模拟试验研究,我们设计了一种小型甜菜切顶装置。此甜菜切顶装置采用皮带传输,甜菜经过“V”形带和倒“L”形挡板构成的定向装
5、置定向,最后由固定圆盘式切刀完成对甜菜块根的切削。该切顶装置主要进料部分、输送部分和切顶部分三大部分组成。如图3所示。(三)进料机构结构设计甜菜切顶装置的进料部分主要由机架1、皮带轮2、倒“L”形挡板3、分隔板4“、V”带轮5和传输皮带6组成。其主要作用就是将杂乱无序的甜菜块根理顺成单一的纵向,且块根青顶部分在落入传输送带前。全部统一向下,保证下面输送带上的甜菜块根青顶部分全部统一向前。甜菜的大小一般为长度20~40cm,宽度10~25cm。甜菜在输送过程中,为防止甜菜往两边掉落和压低输送带,专门设计了侧挡板和托
6、辊。其输送带动力均由皮带轮提供,为了简化传动结构“,V”带与皮带轮之间采用锥齿轮传动。其传动比为3:1。两个“V”带互成一定夹角,之间的间距为20cm,从而保证将甜菜块根形态变成单一纵向。为了保证甜菜块根能顺利通过导向装置,倒“L”形挡板与传输皮带6斜落部分之间的最短距离与甜菜块根的最大直径一致,而且传送带与挡板的高度一致。因此,其间最短距离取为20cm。其结构示意图如图4所示。(四)输送机构结构设计甜菜切顶装置的输送部分主要由传输皮带1分[1][2]农村研究：分析甜菜收获机器的设计是由(fan。根据甜菜的几何形
7、态特征,其平均长度为200mm,最大长度约为320mm,为此我们选用带宽B为500mm的皮带输送,从而保证甜菜在皮带上顺利通过。(五)切顶机构结构设计切顶机构主要由机架5、动力部分(皮带轮1和电机6)、切削圆盘4和刀片、刀盘轴,齿轮箱及带有导向装置的进料斗3和排出装置7等部分组成,是甜菜切顶机的主要工作部件。其结构示意图如图6所示。切顶机构的作用就是完成最终的甜菜块根切顶工作,其工作原理是:甜菜块根由上面的输送部分垂直喂入到进料斗,经过固定在切削圆盘上的切刀完成切顶动作,最后经过排出斗将切削好的甜菜排出,属于垂直
8、喂入式动力切顶机。其中,切削圆盘是该机构的主要工作部件,其主要参数有:切削速度、切削角、刀刃角。甜菜切顶所用的切削力,即切削能耗主要取决于这些参数。研究资料表明,甜菜单位切削面积的最小能耗为3.10(kg-cm)/cm。[9]该切顶机构主要还是采用一刀平切的方法,将甜菜青顶切去。但是切顶厚度可以通过进料斗高度以及直径进行调节,能比较合理的控制切顶损失。四、结语1.本文针对
