甘蔗收获机剥叶断尾系统的设计与转速优化.pdf

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1、第32卷第6期502016年3月农业工程学报TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringV01．32No．6Mar．2016甘蔗收获机剥叶断尾系统的设计与转速优化谢卢鑫，王俊※，程绍明，胡金冰(浙江大学生物系统工程与食品科学学院，杭州310058)摘要：为了考察碎叶轮、剥叶轮及断尾轮转速对甘蔗剥叶断尾效果的影响规律，设计并制造了作业转速可调的甘蔗割后集成作业试验台，并进行甘蔗剥叶断尾试验。采用二次回归通用旋转组合试验设计方法，以碎

2、叶轮转速、剥叶轮转速和断尾轮转速为试验因素，以甘蔗未剥净率、断尾率、伤皮率和未折断率为试验指标，利用SAS9．3软件进行回归分析和响应面分析，研究单因子及交互效应对响应值的影响规律；结合非线性优化的计算方法，对试验台各工作部件的工作参数进行优化计算，确立影响甘蔗剥叶断尾质量的最佳参数组合为：碎叶轮转速为512．9r／min、剥叶轮转速为418．8r／min、断尾轮转速为307．0r／min，此时未剥净率为4．98％、断尾率为88．39％、伤皮率为5．19％、未折断率为96．21％，试验验证表明未剥

3、净率为4．86％、断尾率为90％、伤皮率为4．78％、未折断率为97．50％，试验验证与理论结果一致，因此所建立的回归模型合理，对设计与提高整杆式甘蔗收获机的收获质量有重要参考价值。关键词：机械化；优化；模型；甘蔗；未剥净率；断尾率；伤皮率；未折断率doi：10．119750．issn．1002—6819．2016．06．007中图分类号：$225．5+3文献标志码：A文章编号：1002—6819(2016)一06—0050—08谢卢鑫，王俊，程绍明，胡金冰．甘蔗收获机剥叶断尾系统的设计与转速优化

4、【J】农业工程学报，2016，32(6)：50—57．doi：10．119750．issn．1002-6819．2016．06．007http：／／www．tcsae．orgXieLuxin，WangJun，ChengShaoming，HuJinbing．Designandspeedoptimizationofleaf-crushingandtail—breakingsystemofsugarcaneharvester[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofAgr

5、iculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE)，2016，32(6)：50一57．(inChinesewithEnglishabstract)doi：10．119750．issn．1002—6819．2016．06．007http：／／www．tcsae．org0引言甘蔗作为主要的制糖原料和经济作物，广泛种植于广西、云南、广东和海南等地，据统计，2012年中国甘蔗种植面积高达179．5万hmz，是世界第三大产糖国【1】，尽管如此，国内甘蔗机械化收获水平依然很

6、低，严重制约了中国蔗糖产业的发展。与国外相比，国内甘蔗机械化收获以整杆式为主㈣，尽管从20世纪60年代便开始研究甘蔗的机械化收获，但迄今为止还没有生产出性能优良、适应性强的甘蔗联合收获机，市场上推广使用的整杆式甘蔗收获机除了很难适应生长高度、倒伏状况不一的甘蔗外，含杂率也十分严重[5-81。为此，国内学者做了大量研究工作19—3】，牟向伟等[14】设计了一种弹性齿滚筒式甘蔗剥叶机构；麻芳兰[，呗4提出了一种采用三角形布局方式的剥叶断尾机构；罗菊川[Iq利用甘蔗茎秆尾部机械强度低于中部和基部的特点设

7、计了一种断尾机构；刘芳建tlT]贝0探索了一种逆剥叶方式。尽管针对甘蔗剥叶断尾性能优化的研究很多，但上述试验均未涉及碎叶轮，而针对剥叶断尾机构与碎叶机构工收稿日期：2015—10—12修订日期：2016—01—27基金项目：公益性行业(农业)科研专项经费项目(201003009—8)作者简介：谢卢鑫，男，云南曲靖人，博士生，主要从事经济作物收获机械研究。杭州浙江大学生物系统工程与食品科学学院，310058。Email：xlxl23@zju．edu．ell※通信作者：王俊，男，浙江东阳人，教授，博士

8、生导师，主要从事经济作物种植与收获机械研究。杭州浙江大学生物系统工程与食品科学学院，310058。Email：jwal3【g@zju．edu．cn中国农业工程学会会员：王俊(10013)作参数组合对甘蔗剥叶断尾效果等影响的研究更鲜有报道。为此，本文利用自行研制的甘蔗割后集成作业系统，采用二次回归通用旋转组合设计的试验方法研究碎叶轮、剥叶轮及断尾轮转速对甘蔗剥叶断尾效果的影响规律，获取因素的最佳作业参数，为整杆式甘蔗联合收获机提高断尾率和未折断率，降低未剥净率和伤皮率提供借鉴。1甘蔗