枣树仿形修剪装置的设计研究.pdf

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1、DesignandresearchofprofilingandpruningdeviceforjujubetreeADissertationSubmittedtoShiheziUniversityInPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringByLiuYudong(AgriculturalMechanizationEngineering)DissertationSupervisor:Prof.FuWei.May,2

2、018I摘要红枣是新疆广泛种植的特色林果，其种植面积和产量均占全国首位。近年来新疆红枣种植面积不断增加，人工修剪效率低、成本高等问题已成为制约新疆红枣产业健康发展的重要因素，亟待研发红枣机械化修剪机具。针对这一现状，本文在国内外果园修剪机械研究分析的基础上，设计了一种枣树仿形修剪装置，采用顶部与侧部的“门”型修剪方式，实现枣树的快速修剪，降低管理成本，统一树形，便于全程机械化管理。本文主要研究内容包括以下几个方面：（1）枣树生长态势与修剪技术要求的研究。红枣的生长态势与修剪技术要求是确定枣树仿形修剪装置结构

3、参数与工作参数的基础。通过田间调研，对新疆矮化密植红枣的生长态势与修剪技术要求进行了统计分析，分别得到了三年生与七年生枣树行距、修剪前后的枣树高度、树冠高度、树冠直径；对枣树修剪技术要求进行了调研分析，确定枣树以机械化修剪为主，人工内部修剪为辅的修剪方式，化枣树无序生长为有序管理。（2）枣枝锯切特性的研究。首先对枣枝进行了静态剪切试验，确定枣枝的剪切强度为73.81~87.4MPa，且同枣枝直径成正相关性。在此基础上，自制枣枝动态锯切试验台，以圆锯片刀尺寸、齿数、转速、枣枝直径为影响因素，以锯切功率为响应指

4、标，采用四因素五水平旋转正交组合试验设计方法，建立响应指标回归方程，并得到了圆锯片刀的最佳工作参数：圆锯片刀尺寸14in，齿数为100，转速为1800r/min。（3）枣树仿形修剪装置的设计。依据对矮化密植枣园的相关调研及枣枝锯切特性的研究，确定枣树仿形修剪装置的总体结构及工作原理，并对关键部件进行了设计和理论分析。通过对修剪总成支撑锯切位置理论分析，确定支撑杆位置；对枣吊清除机构的运动过程分析，确定设计的合理性；对仿形机架几何关系进行了建模分析，确定液压油缸尺寸；利用Ansys软件对调整横梁及连接座进行有

5、限元分析，确定设计的可靠性；利用AMESim软件对液压系统进行仿真，分析设计的合理性。（4）修剪试验。按照设计要求对枣树仿形修剪装置进行试制、装配、调试，各项工作参数均满足设计要求；经修剪试验，枣枝漏剪率为10%，满足修剪要求。关键词：矮化密植；红枣修剪；仿形装置；设计研究IAbstractJujubeisacharacteristicforestfruitwidelyplantedinXinjiang,anditsplantingareaandoutputallaccountforthefirstplac

6、einthecountry.Inrecentyears,theplantingareaofXinjiangjujubehasbeenincreasing,theproblemoflowefficiencyandhighcostofartificialpruninghasbecomeanimportantfactorthatrestrictsthehealthydevelopmentoftheXinjiangjujubeindustry,andthemechanizedpruningequipmentforj

7、ujubemustbedeveloped.Inviewofthissituation,basedontheresearchandanalysisoftheorchardpruningmachineryathomeandabroad,ajujubetreetrimmingdevicewasdesigned.Usingthe"door"pruningmethodatthetopandsides,therapidpruningofthejujubetreecanbeachieved.Managementcosts

8、,aunifiedtree,easytomanagetheentireprocess.Themainresearchcontentsofthisarticleincludethefollowingaspects:(1)Studyonthestateofjujubetreegrowthandpruningtechnology.Thegrowthtrendofthejujubeandpruningtechnicalr