试析大蒜收获机械的理论与试验研究

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1、中国农业大学博士学位论文大蒜收获机械的理论与试验研究姓名：刘建军申请学位级别：博士专业：农业机械化工程指导教师：宋建农20060501中国农业大学博士学位论文摘要大蒜收获是我国大蒜生产过程中的一项机械化难题。本课题从我国大蒜生产的实际问题出发，对大蒜收获机械进行了试验研究，解决目前大蒜收获存在的机械难题；研究成果对农忙时期争取农时，减轻农民的劳动强度。解决劳动力紧缺的局面，提高大蒜收获机械化水平，扩大大蒜种植面积、提高农民的收入具有熏要意义。课题从基础理论研究和试验分析入手，通过对成熟期大蒜的物理力学特性和起拔力学特性的试

2、验研究，建立了大蒜物理力学参数的基础数据库；通过对挖掘铲入土切削过程的基础理论研究，分析了附着力对切削过程的影响并给出了计算公式，使理论研究更加完善、合理：通过新型开路铲的设计及运动学、动力学分析，顺利实现了土垡的整体侧移；通过对挖掘铲参数的正交试验，得到影响挖掘铲牵引阻力的主次因素和回归拟合公式；通过振动分离链的运动学、动力学及虚拟仿真分析，得到了挖掘物顺利输送的基本条件，以及振动参数对振动性能的影响。在理论研究和试验研究的基础上，完成了大蒜收获机的总体方案的确定和样机的设计、制造工作；并进行了样机的田间性能检测。结论如

3、下：1．大蒜物理力学特性和起拔力学特性试验可知：大蒜收获机设计需要的各个参数如大蒜夹持点、大蒜的挖掘深度、大蒜剪茎、剪根刀的直径及安装位置都可以由基础数据库中得到。大蒜的起拔力随着蒜株直径增加而增加，由于蒜株直径在作物生长发育中具有良好的可观测性，因此可以用来估测起拔力的大小，这些基础数据库为今后大蒜收获机的设计提供了合理的参考依据。2．通过挖掘部件基础理论的研究可知：挖掘的切削阻力来自四个方面：他们分别是土壤重量引起的摩擦阻力、土壤剪切变形引起的阻力、土壤惯性引起的阻力、土壤附着引起的附加阻力。分析了附着力对切削过程的影

4、响并给出了计算公式，使基础理论的研究更加完善合理。3．通过对新型开路铲的运动学、动力学分析可知：新型开路铲的设计，实现了土垡的整体侧移，避免了土垡的翻转和土层的混乱，同时得到了使土垡顺利上升并滑落的基本条件。4．对挖掘部件进行了正交试验，确定了设计参数的主次因素，通过理论数值和试验数据比较，分析两者之间存在误差的主要原因。5．通过振动分离部分的运动学、动力学分析，得到挖掘物可能抛超的最大高度，以及挖掘物合理运送的基本条件；通过Adams的虚拟仿真，得出振动频率，振幅、链传动的倾斜角度对振动位移的影响曲线。6．本机采用平铲挖

5、掘铲和顺叶轮设计组合，避免了茎杆、藤蔓缠绕、挂结机架的现象，解决了堵塞、积堆、壅土导致机组无法作业的难题；采用振动分离链，实现了碎石、杂余和鳞茎的分离，通过新型抖动轮的研制，解决了分离不清、冲击过大的难题。整机设计合理，结构原理新颖，为国内外首创，居国内领先水平。7．样机性能检测结果显示：样机的各项性能指标均达到或超过了设计指标，满足农艺要求。大蒜收获机具有结构简单，重量轻，操作使用方便，工作可靠等优点。采用该机作业，可大幅度减轻劳动强度，提高收获作物的品质和生产效率，生产效率比人工收获提商近100倍，作业成本比人工节约近

6、90％，具有显著的社会经济效益。目前，本项目研制的大蒜收获机已在河南局部进行了推广，取得了良好效果，研究成果具有较广泛使用价值和推广前景。关键词：大蒜，收获，基础理论，试验研究，产品开发。中国农业大学博士论文目录AbstractThetechnologyofharvestinggarlicreformedthedifficultmechanicalquestionforgarlicproducingprocess．Thetaskbasesonthepracticalproblemofpmducinggarlic，andma

7、nufacturesonanewkindofmachinewhichputtingupcut-and-时researchforeachharvestinggarlicequipment，inordertosolvetheproblemsonthegarlicharvestingmachinesinUSenowadays．Thetaskissignificantinbuyingworkingtime，reducingthefarnlerworkingintension，solvingtheworkerabsent，impro

8、vingthegarlicharvestingmechanization，enlargingthegarlicplantingareaandpromotingtheworkerincome．Thetaskbeganwithanalysisofthebasictheoriesandresearchofth