试析马铃薯挖掘铲参数优化与性能分析

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1、河北农业大学硕士学位论文马铃薯挖掘铲参数优化与性能分析姓名：贾晶霞申请学位级别：硕士专业：农业机械化工程指导教师：刘俊峰2003.6.1河北农业大学硕士学位论文摘要马铃薯是我国主要经济作物之一，也是一种重要化工原料，在我国各地均有栽植，面积居世界第二，产量居世界之首，一年四季都有收获。随着农业产业结构的调整和产业道路的实施，马铃薯种植面积稳中有增。马铃薯收获作业劳动量大，耗时费工，实现机械收获是其必然方向。马铃薯收获过程主要包括两个环节：挖掘和分离，其中挖掘是整个收获过程的首要工序，挖掘铲的工作性能对收获

2、有重要影响，挖掘阻力占机组工作总阻力的60％～70％，挖净率、伤薯率的高低主要由挖掘铲的工作性能所决定，本文针对我国国情，研究了马铃薯挖掘技术理论，找出目前马铃薯机械化收获中挖掘面对的技术难题和技术关键，使用VB程序语言设计建立关于挖掘部件的数学模型，利用计算机辅助分析(CAA)开发新部件的设计思想和手段，从改善含薯土垡的碎土性能、提升高度、减少壅土阻塞、提高筛分等后序作业效率的角度对其进行运动分析、参数优化和性能分析，提高马铃薯挖掘铲的挖净率，降低伤薯率，在一定程度上降低整机工作阻力。提高了整机工作效率

3、和生产率。农机CAA过程解决了农机部件设计过程复杂、参数计算繁琐、试验条件受气候、土质和种植习惯影响等问题。对新型组合式挖掘铲进行了系统的设计计算、参数优化和性能分析。关键词：组合式挖掘铲：CAA；参数优化；性能分析独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得i!雌趣坚查!整或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在

4、论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：‘琵嚣锰签字日期：2口。；年多月，口日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解固!兰燧鳖有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权圆!!睦些丝可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：髭肋霞导师签名：习签字日期：1口口捧g月10日签字日期：砌；年日j彳1印母磊河

5、北农业大学硕士学位论支引言马铃薯是一种世界性经济作物，分布广泛、容易栽培，宜粮宜饲，宜做多种原料。近百年来，马铃薯产业发展迅速，世界各地均有栽植，中国是马铃薯发展最快的国家之一，种植面积约533万hm2，产量约5500万吨，居世界第一位111l。种植范围遍及全国，不同季节均有收获。随着农业产业结构的调整和优化，马铃薯生产发展前景看好，种植面积稳中有增p“”。目前马铃薯机械化收获尚处于发展阶段，马铃薯挖掘比谷类作物收获难度大，是收获中较难的一个环节【J””J，机具阻力绝大部分集中在挖掘铲，但现有的挖掘铲理论

6、基础和技术手段还欠完善，这制约了马铃薯生产的发展I”19I。可见合理实行机械化收获之必须，而此任务的关键、难题在于挖掘机构及其机理的研究。早在二十世纪八十年代初，俄国、日本、韩国等国家开始研究马铃薯收获理论，其中波兰农机专家阿迈利切夫，卡那握依司基、玛采普尔等在挖掘部件上进行了相关研究u“，最近几年我国有些地区也在研究设计新型挖掘铲，但手段仅限于现场试验、手工计算等，受自然条件影响大，并且分析结果不尽精确，为此，将计算机辅助分析(CAA)应用到农机部件的设计和理论分析是必然方向【4“。l概述1．1马铃薯挖

7、掘技术马铃薯挖掘在块茎的成熟期。挖掘时铲尖掘起土垡类似于铧式犁翻垡，不同点是铲工作面近似为平面；而犁体工作面为复杂曲面，为空间受力。将犁体曲面的作业过程类比到马铃薯挖掘铲上，得出挖掘过程大致经历以下几个步骤：马铃薯挖掘部件形式主要有水平楔形工作部件和垂直楔形工作部件两种，不同结构形式工作原理和力学分析不同，水平楔形挖掘铲的应用比较普遍，因此，本课题主要针对这～类型来分析

8、8I。重苎壅兰竺茎垄塑竺垒墼些些量些丝坌堑．一一a水平楔形挖掘部件b垂直楔形挖掘部件图l—I挖掘部件形式1．2马铃薯挖掘铲研究状况1，2

9、．1国外研究现状20世纪初，欧美、前苏联、亚洲国家逐步开始出现蓄力牵引挖掘机来代替手锄挖掘薯块、随后改由拖拉机牵引或悬挂。在以后的几十年当中，不同结构形式的马铃薯收获机不断出现，如荷兰的四行马铃薯联合收获机，前苏联的KKY-2M型、KOK．2型、KKP．2型等马铃薯联合收获机，意大利产的SPl00机型为小型垄作收获机械，近几年韩国、Et本也生产了一些小型马铃薯收获机14””J，如韩国高山机械公司生产的小型单行和双行土豆、地瓜挖