苎麻茎秆台架切割试验与分析.pdf

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1、第32卷第l期682016年1月农业工程学报TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringV01．32No．1Jan．2叭6苎麻茎秆台架切割试验与分析沈成，李显旺，张彬，田昆鹏，黄继承，陈巧敏※(农业部南京农业机械化研究所，南京210014)摘要：为了给苎麻收割机的研制提供切割理论基础，该文进行了苎麻茎秆切割参数的试验研究。该文利用自行设计的试验台架进行苎麻茎秆的切割试验，研究往复式单动刀及双动刀切割器不同刀片几何参数(刀片长度、刀刃类型)、不同切割线速度和不同

2、茎秆喂人速度对切割性能(切割功耗、切割质量和综合评分值)的影响。根据各个因素特点，论文采用多因素正交试验的方法确立两水平因素(刀刃类型、刀片长度和动刀组数)的最优水平组合，然后固定两水平因素的最优水平组合，以切割线速度和茎秆喂人速度为试验因素进行二次回归正交旋转设计试验来获得因素的最佳参数。根据多因素正交试验结果，采用往复式双动刀切割器，选用锯齿刃长刀片(120mm)为最优水平组合。根据二次回归正交旋转设计试验结果，当切割线速度为o．8789州s、茎秆喂入速度为0．8624m／s时，单位长度割幅切割功率最小，为281．4084

3、w；当切割线速度为1．16l4m／s、茎秆喂入速度为0．7ll7111／s时，单位面积切割失败株数最少，为5．69ll株；当切割线速度为1．0920IIl／s、茎秆喂入速度为o．7229m／s时，评分值最高，为86．7180分。综合试验结果，苎麻切割试验理论最佳水平组合为：切割线速度1．0920m／s、茎秆喂入速度o．7229“s，采用往复式双动刀切割器，选用锯齿刃长刀片(120mm)，此时单位长度割幅切割功率为318．8145W，单位面积切割失败株数为6．0064株。研究结果为后续苎麻收割机切割部件的研制以及切割行走速比的选

4、择提供了基础理论数据。关键词：切割；机械化；优化；苎麻；茎秆；试验台；试验；分析doi：10．11975／j．issn．1002—6819．2016．01．009中图分类号：s225．5+9文献标志码：A文章编号：1002—6819(2016)一0l一0068—09沈成，李显旺，张彬，田昆鹏，黄继承，陈巧敏．苎麻茎秆台架切割试验与分析【J】．农业工程学报，2016，32(01)：68—76．doi：10．11975／j．issn．1002—6819．2016．01．009http：／^^rw、．，．tcsae．orgShenC

5、heng，Lixianwang，zhangBin，TianKunpeng，HuangJicheng，ChenQiaomin．Benchexperimentandanalysisonramiestalkcutting[J]．7I’ransactionsuftheChineseSocie‘yofAgriculturalEngineering(‘11ransactionsoftheCSAE)，2016，32(01)：68—76．(inchinesewithEnglishabstmct)doi：10．11975／j，issn．1002

6、—6819．2016．01．009http：／／www．tcsae．orgO引言苎麻是中国传统的特色经济作物⋯，在纤维纺织、食用菌基质、饲用、水土保持和环境治理方面具有很高的利用价值唧。现阶段中国苎麻机械化收获技术比较落后，苎麻收获主要采用传统人工作业的方式【8】。苎麻机械化收割技术的研究在国内尚属于前瞻性研究[91，所以在该领域研究的前期，需要对苎麻收割进行基础性研究。如苎麻切割器等方面的研究。在研究作物茎秆切割性能时，直接使用样机进行田间切割性能试验存在试验重复性不高、田间影响情况复杂、传感器工作环境恶劣、采集精度不高、试

7、验受季节和田问影响较大等问题。因此，部分学者研制了室内切割试验台，并对水稻、甘蔗、玉米等茎秆作物进行了切割试验睁阍。收稿日期：2015一07一11修订日期：2015一11—18基金项目：国家农业产业技术体系岗位任务(cARS一19一E22)；国家“十二五”科技支撑计划项目(201lBAD20805-4)；中国农业科学院科技创新工程项目(茎秆作物机械化收获团队)作者简介：沈成(1989一)，男，浙江建德人，助理研究员，研究方向：农业装备工程技术。南京农业部南京农业机械化研究所，210014。Email：shenchen91989

8、@cau．edu．cn※通信作者：陈巧敏(1963一)，男，浙江嘉兴人，研究员，研究方向：农业装备工程技术。南京农业部南京农业机械化研究所，210014。Email：nnncⅡm@163．com对于茎秆而言，其切割过程受多方面因素影响，比如其本身的物理性以及割刀的性质，如割刀