4u-1600型马铃薯联合收获机的设计与研究

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1、分类号密级UDC单位代码10733甘肃农业大学硕士学位论文4U–1600型马铃薯联合收获机的设计与研究DesignandResearchofThe4U-1600PotatoCombineHarvester姜彦武指导教师姓名魏宏安教授(甘肃农业大学兰州730070)学科专业名称农业机械化工程研究方向农业工程技术与装备论文答辩日期2016年5月25日学位授予日期2016年6月答辩委员会主席程兴田研究员评阅人杨晋教授黄晓鹏教授2016年6月甘肃农业大学2016届硕士学位论文摘要马铃薯在中国拥有万亩以上的种植

2、区域，是最重要的粮食作物之一，产量与世界同期总产量比重接近1/5。马铃薯作为一实现粮食增值增产的主要途径，其工业产业化发展已步入正轨，但机械化收获水平却较低。马铃薯机械化收获可分为联合和分段两种收获类别。马铃薯联合收获机械大多数为侧臂输出式和集装箱式，基本为大型机械，价格昂贵，只能在大型地块作业；马铃薯分段收获，基本为中小型条铺式马铃薯挖掘机，将薯块挖掘条铺于地面，再由人工进行捡拾和手工分级，耗时费工。为解决现有条铺式马铃薯挖掘机捡拾薯块耗用人工多，侧臂输出式马铃薯联合收获机不适宜中小地块作业的问题，

3、研制了4U-1600型多方式收获的马铃薯联合收获机。本文根据机械设计方法学关于功能原理的设计方法，建立了4U-1600型马铃薯联合收获机的黑箱模型、形态学矩阵，求得4U-1600型马铃薯收获机机械结构设计的优选方案；详细介绍了整机的结构和工作原理，综合考虑马铃薯收获工艺流程，结合整机的功能和结构，确定了传动方案，并通过理论计算得出各个装置及整机的功率消耗；介绍了创新改进部分功能和部件；运用solidworks三维软件，对挖掘铲架、机架、一级土薯分离装置主从动轴等主要结构部件进行建模，结合ANSYSWo

4、rkbench有限元软件，对铲架、机架主要承载梁和主从动轴做了静力载荷分析，评估了各部件的安全性能，为收获机的设计提供了理论依据，分析计算结果表明：4U-1600型马铃薯联合收获机铲架和机架结构设计合理，所选型材完全满足铲架和机架的强度要求，工作安全可靠；主、从动轴强度储备足够，能够保证机器的安全可靠运作。完成了全套图样的绘制，并成功试制出了样机，同时对其经济效益和市场前景做了评价。该机主要由仿形碎土装置、挖掘装置、土薯分离输送装置、薯秧分离装置、装袋（堆放、条铺）装置、液压操纵机构、传动系统、机架以

5、及地轮、牵引机构等部分组成，配套动力58.8~88.2kW拖拉机，幅宽1600mm，具有马铃薯装袋、堆放或条铺地面等多种功能，可一次完成马铃薯挖掘、土薯分离、茎秆（杂草、地膜）分离、薯块输送、薯块装袋（堆放、条铺）等作业，理论纯工作时间生产率可达0.34～0.54hm2/h。整机结构紧凑，配有装袋装置、液压操纵卸料集装箱和集条栅板，具有薯块袋装、集箱堆放和条铺地面多种收获方式，可根据不同的马铃薯种植土壤情况，通过更换马铃薯收获机相应配件实现薯块装袋、堆放或条铺等功能。该机适应于各种土壤和种植模式的马铃

6、薯收获，土质松软、无板结的旱地(覆膜)种植I甘肃农业大学2016届硕士学位论文马铃薯采用装袋收获方式效果更好。关键词:马铃薯；收获机；设计；有限元分析；样机制造II甘肃农业大学2016届硕士学位论文summaryThepotatowhoseframingareahasreachedabouttenthousandacreinChinaisoneofthemostimportantfoodcrops,anditsproductionnearlymakesupafifthofthetotalpotatoy

7、ieldofthewordoverthesameperiod.Asamainwaytogainproduction,thedevelopmentofitsindustrializationhasbeenontherightrack,buttheharvestingmechanizationlevelisstilllow.Atpresent,thepotatoharvestingmechanizationcanbedividedintotwocategories,thecombiningandthest

8、aging.Mostofpotatoharvestmachinesaresideoutputorhavingacontainer,whilethosemachinesaretotallylargeandexpensive,andonlyusedinlargescalefarmland.Thestagingharvestmachinesaremainlypotatodiggers,whichdigthepotatooutandspreaditonthegr