试析摆动式花生收获装置的设计原理与试验研究

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1、r702184分类号UDC$225．702631-35密级一尘珏～．博士学位论文摆动式花生收获装置的设计原理与试验研究尚书旗指导教师姓名：奎宝蕉教援选田盔业态堂!堑室省选阻直丕瞳蹬12Q墨申请学位级别：擅：量专业名称：盛些扭趑焦王理论文提交日期：2Q鳗笙5旦论文答辩日期：2逝生§旦12旦学位授予单位和日期：选圈壅些态堂：2Q笾生6旦呈&旦一答辩委员会主席：星塑塞熬援!堡直查些太堂副撞篮：旦釜堕堂焦委虽金壅些兰程堂型透邀鱼鱼塞厶．．评阅人：星堡塞塑攫：堡垒煎攫：生焦超熬援奎盛垡熬援!筮熊童塾遥：廷塞透熬攫．2005年7月1口

2、沈阳农业大学博__}学位论文论文中的符号及其含义内应力，Pa；力矩，N·m；圆形截面直径，rnnl；栅条厚度，13fllTl；栅条宽度，mill；偏心距，rain；连杆7长度，1Tll"n；长摆杆3长度，min：两立轴回转中心距离，rfUTI摆杆1长度，toni：连杆长度，rain；摆杆2长度，mm；收获机立轴间距，mm；挖掘铲长度，1nm；栅条长度，mrn：挖掘铲宽度，inln；花生收获机的重力，N；传动角，。；角速度，rad／s：角加速度，rad／s2；输入角，。；输出角，。；传动比；损失率，％：含土率，％：小时耗油量

3、，kgPa；落果率，％；总损失率，％；埋果率，％：牵引力分力，N；分扭矩，N·m；挖掘铲上前进方向的摩擦力，N；挖掘铲上前进方向的摩擦力，N；挖掘铲上垂直前进方向的摩擦力，N；挖掘铲上垂直前进方向的摩擦力，N；栅条的工作阻力，N：栅条的工作阻力，N；支持力，N；土壤对挖掘铲的作用力，N；挖掘深度，mlTl：牵引速度，m／s；挖掘铲的入土角，。：sM％％鸠鸩^厶^五五MMM南k口盯MD6■‘如厶‘毛毛‘矗岛‰BG，脚占矿∥厂Sr疆D沈阳农业大学博士学位论文摘要本文针对中国目前花生的栽培方式和生长特点，结合花生收获机械化水平较

4、低，已有机型所需配套动力大，损失率高，不适应广大农村经营体制的现状，发明和研制了一种新型的摆动式花生收获装置。论文通过对不同设计方案的理论分析和论证，确定了摆动式花生收获装置动力传动系统和挖掘分离机构的配置形式：在经过了对结构与运动参数、运动机理的可行性分析与验证后，将该装置进行了试制与多次的田间性能试验。不断总结经验和找出问题的所在，先后进行了三轮较大的方案改进；由建立起的各因素与收获装置性能参数之间的回归数学模型和各因素对收获指标的影响程度，以及通过优化后所得到的收获装置参数的最优组合，最终确定了本花生收获装置的主体结

5、构与运动参数。在此基础上，对优化后的收获装置又进行了田间性能试验并且在土槽试验台上进行了整体载荷与各部分所受外载的测定和分析，为本收获装置及同类机型的进一步研究提供了理论基础。本文的主要研究内容如下：1、对摆动式花生收获装置的结构原理及运动特性进行了详细的理论分析，剖析了空间曲柄摇杆机构、反平行四边形机构以及这两个机构相结合的运动机理与挖掘部件的运动特性，确定了各工作部件的基本参数：2、通过大量的田同性能试验与结果分析，确定了影响花生收获装置作业质量的主要因素，建立了各因素与收获装置性能参数之间的回归数学模型，并分析了各因

6、素及因素之间交互作用对收获指标的影响程度；3、对摆动式花生收获装置进行了结构与运动参数的优化，建立了优化目标函数，利用MATLAB与SPSS等相关软件，得到了该收获装置结构参数与运动参数的最优组合；4、对优化前后的花生收获装置进行了田问收获性能指标的对比试验，主要研究了该花生收获装置各结构和运动参数与性能指标的关系，彳辱到了影响花生收获指标(总损失率、落果率、埋果率、含土率)的主次因索及各因素的显著性水平；5、利用土槽试验台对该花生收获装置进行了整体载荷、最优组合水平力载荷、挖掘部件载荷、立轴以及动力输出轴扭距裁荷的测定和

7、分析，得到摘要了各载荷的变化规律及频谱和自功率谱，为进一步的理论研究和机构优化提供了可靠的依据。本文研制成功的花生收获装置，其功耗小、效率高、收获损失少、地下无残膜；整体结构紧凑，性能可靠，制造成本低，调整使用方便。其创新点经省级鉴定主要体现在以下几个方面：1、突破了以往机型挖掘铲与分离链相配合的传统工作方式，创建了摆动挖掘原理将挖掘与分离两大机构溶为一体，实现了将花生的挖掘和除土一次完成，而且花生铺放有序，简化了作业工序；2、收获部件摆动前进，大大的减小了挖掘铲所受的土壤阻力，同时由于分离栅条对土壤的抖动作用，比重大的土

8、壤下沉并通过栅条间隙落下，比重小的花生荚果上浮而被良好分离，显著地减少了花生荚果的掉落和破碎损失；3、收获部件首次利用反平行四边形机构传动，实现了两工作部件的同频率、反方向摆动，使机架承受的侧向力相互平行，机组工作平稳，工作阻力小，功率消耗低：4、在收获时不对地膜进行切割和破碎，使地膜仍然附着在花生蔓的