长根茎中药材收获机试验研究.pdf

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1、第3期总第225期农业科技与装备No．3TotalNo．225至Q!兰±兰旦垒堑!堂坐!生苎兰!!坠!!垒!竺!垫翌竺!旦g翌璺璺鱼里旦竺亚翌竺坐坠坚：兰Q!曼长根茎中药材收获机试验研究王志强(沈阳农业大学工程学院，沈阳110866)摘要：为减少长根茎中药材收获时的牵引阻力。以振动频率、振幅、松土铲入土角为影响因素，采用正交试验法探讨各因素对牵引阻力的影响。试验结果表明，三因素对试验指标的影响顺序为人土角>振幅>振动频率；振动作业和不振动作业的沟槽剖面宽度不同。关键词：收获机；松土铲；振动；入土角；正交试验中图分类号

2、：$225．99文献标识码：A文章编号：1674—1161(2013)03-0044-02长根茎类中药材主要包括牛蒡、防风、柴胡、黄芪党参、穿山龙等。是中成药和中医临床用药的重要原料，在我国的种植面积已达16．7万hm2。目前，长根茎中药材的收获主要依靠人工采挖或用简易挖掘机械挖掘后人工捡拾。人工挖掘长根茎类中药材时，需挖50cm以上的深沟翻土，劳动强度非常大。以振动频率、振幅、铲人土角为试验因素。利用偏心轮式振动装置进行试验。明确各因素对作业阻力的影响程度．旨在为优化长根茎作物收获机结构参数提供依据。1长根茎中药材

3、收获机振动减阻过程分析目前，减少农机具作业阻力的方法有电渗减阻、流体润滑减阻、磁化减阻、耕作部件结构设计减阻和振动减阻等。长根茎中药材收获机(见图1)主要由连接架、限深轮、偏心轮、松土铲、动力传输轴等组成。工作时，松土铲振动的动力由拖拉机的动力输出轴通过万向传动轴传递给偏心轮，偏心轮带动松土铲上下振动。变速装置动力传蛤轴■嗡图1长根茎作物收获机结构图Figure1Structureoflongrhizomaticcropharvester收稿日期：2013—01—15作者简介：王志强(1987一)，男，硕士，从事农业

4、装备工程技术方面的研究。在切削土壤的过程中．松土铲振动与否有着本质区别。不振动切削土壤属于一维切削，而振动切削除了有水平切削外还有竖直提升。属于二维切削。Eggnemuller采用较直观的力学分析方法。分析垂直于切削方向的振动减阻机理(如图2所示)，将振动的一个周期分为两个阶段(一个是提升阶段。另一个是切削阶段)，而这两个阶段的水平分力都远小于不振动的水平阻力，解释了振动铲面阻力小的原因。在图2中．日代表总切削力的水平分力；V代表总切削力的竖直分力；尺代表总切削力；B代表土壤的加速力；S代表土壤的纯切削阻力；C代表土

5、壤的内聚力压；F代表前剪切失效面的面积；Ⅳl代表倾斜工作部件收获铲的法向载荷泓代表土壤与松土铲的摩擦系数；G代表土块质量。：翰．松土铲振动(切削)松＼芝奄Iv～≮奋H21馏图2振动减阻原理，Figure2Vibrationdragreductionmechanism2中药材收获机振动减阻试验以振动频率、振幅和铲入土角为试验因素，以牵引阻为试验指标，进行L9(3)3正交试验，试验因素设计及结果见表1。极差的大小能反映因素变化对试验指标的影响毫2013年第3期王志强：长根茎中药材收获机试验研究45衰1嘣3)3正交试验方案

6、及结果Table1SchemeandresultsofL，(3)3orthogonal竺堡璺坚竺堕试验号A频率／HzB振幅／mmc入土角／o牵引粤力Y／kN程度。因素的极差越大，表明该因素对指标的影响越大。从表l中可以看出，人土角列的极差最大，表示人土角对牵引阻力的影响最显著：振幅对液压缸压力的影响较显著，而振动频率对液压缸压力的影响次之。由此可知，三因素对牵引阻力影响的主次顺序是入土角>振幅>振动频率。此外，牵引阻力数值越小。说明作业效果越好．因此入土角的优水平为180．振幅的优水平为8mill，振动频率的优水平为

7、6Hz。振动和不振动沟槽的宽度和深度如表2所示。表2振动和不振动作业后的沟槽宽度和深度Table2WidmandDepthoftrenchworkingwithand．塑鱼唑墨塾堂翌上沟槽宽度／cm下沟槽宽度／cm沟槽深度／cm试验号——振动不振动振动不振动振动不振动由表2可知，振动与否对沟槽尺寸的影响很大。与不振动沟槽相比．振动导致上下沟槽的宽度增加3．0％和14．2％，深度增加8．4％。长根茎中药材收获机的疏松土壤效果良好，有利于中药材的收获。3结论正交试验结果表明，人土角对松土铲牵引阻力的影响最大，振幅次之，最

8、后为振动频率。振动作业对比试验结果表明，振动能够明显增加沟槽的尺寸。参考文献[1】周振华．机械化收获长根茎类中药材的经济效益及推广前景分析叨．中国农机化，2006(3)：17—18．[2]朱林秀，周振华．长根茎类中药材收获机的研制推广叨．农机推广与安全，2006(9)：33．[3】初旭宏，王俊发，马浏轩．根茎类中药材收获机的研究现状及发展趋势叨