切割参数对蔗茎合格率影响的试验研究.pdf

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1、EquipmentManufacturingTechnologyNo．8，2014切割参数对蔗茎合格率影响的试验研究韦荣发，麻芳兰(广西大学机械工程学院，广西南宁530004)摘要：为提高甘蔗的切割质量和降低甘蔗损失，在自制的小型整杆式甘蔗收割机上进行双因素试验，研究压蔗辊转速和刀盘转速对甘蔗切割质量的影响。试验结果表明，刀盘转速和压蔗辊转速对甘蔗切割质量具有显著影响。基于综合平衡法，确定最优组合为刀盘转速为750rpm，压蔗辊转速为180rpm。在该组合下，切断后蔗茎头部完好率为57．9％，蔗茎头部轻微撕裂率为24．6％，蔗茎头部

2、中度撕裂率为10．5％，蔗茎头部粉碎率为6．9％。为小型甘蔗收割机的机械设计提供参考依据。关键词：甘蔗收割机；切割质量；转速；试验研究中图分类号：$225．53文献标识码：A文章编号：1672—545X(2014)08—0004—03我国是继印度和巴西之后的世界第三产糖大割过程中甘蔗往往不是一刀切断的，有的要经过两国，甘蔗在我国农业生产中占有重要地位。然而长期到三刀才能被切断阎，在高速旋转的双刀盘切割作用以来，我国的甘蔗收获仍然沿用古老的人工劳作方下，甘蔗蔗茎头部则易出现粉碎现象针对整杆式甘式，导致生成效率极低，严重制约了农业经济的

3、发蔗收割机作业时蔗茎撕裂、破损等缺陷，通过田间试展。在国际竞争日愈激烈的巨大压力下，迫切要求甘验的方法研究分析产生蔗茎头部破损的因素，并确蔗生产走低成本、高效率的规模化发展道路。受我国定影响因素的最佳组合。甘蔗种植地形、种植模式和糖厂制糖工艺等因素的制约，国外大型切断式甘蔗收割机并不适合我国国1结构及工作原理情，这决定了整杆式甘蔗收割机是我国目前研制的重要机型。收割机工作时蔗茎合格率低等问题限小型整杆式甘蔗收割机简图如图1所示。收割制了该机型的发展。机工作时，机器前方的甘蔗植株被压蔗辊压至一定国内外专家对甘蔗收割机进行了大量的理论和

4、角度后，由双圆盘切割器切断甘蔗根部，切断后的甘试验研究，为甘蔗收割机的设计提供了依据。Kroes蔗倒伏在刀盘上，在收割机前进和刀盘高速旋转的和Harris[3]等研究了切割器转速、机器前进速度和压共同作用下，甘蔗依次被输送至喂人系统和剥叶系蔗角度对破头率和蔗茎合格率的影响，结果表明，当统，最后经输出装置输出。压蔗角过低时，蔗茎头部会出现严重破损，甘蔗的损失率高达14％。刘庆庭[41等在自制的单圆盘根切器试验台上，利用高速摄像机拍摄了蔗茎在光刃刀片切割时的破坏过程。上述研究均取得了很大进展，但主要关注刀盘转速和压蔗辊的压蔗角度对蔗茎头

5、部破损状况的影响，而鲜有同时研究压蔗辊转速和刀盘转速对蔗茎合格率的影响。切割参数包括刀盘转速和压蔗辊转速，工作时，压蔗辊的作用使甘蔗根部产生弯曲应力，在甘蔗被切断前，由于土壤的支撑作用，甘蔗会绕蔗根在一定角度内转动，当甘蔗根部产1．甘蔗2．扶分蔗辊3．切梢器4．压蔗辊5．辅助喂人辊6．套筒7．刀盘8根胶拔片9．螺旋提升机构生的应力过大时就会出现撕裂现象。与此同时，在收图1收割机简图收稿日期：2014—05—19基金项目：广西制造系统与先进制造技术重点实验室项目(编号：13—051—09S02)。作者简介：韦荣发(1988一)，男，广

6、西河池人，硕士研究生，研究方向为机械自动化。麻芳兰(1976一)，女，广西横县人，副教授，硕士生导师，博士，智能设计、CAD／CAE／CAM、虚拟样机技术等。4《装备制造技术)2o14年第8期133325．819．412．919．42田间试验14348．932523．212．5l53525．5l1．8l1．831-4164l30lO27．517．517425015．9l3．613．62．1试验设备与材料l84357．924．68．87试验在自行研制的小型整杆式甘蔗收割机(图1194425lO22．512．5204531．621．11

7、414所示)上进行，该机型配套动力为91kw，轮距为215ll6．72516．722．21200mm。测试仪器包括转速表、卷尺(精度0．122521321．72．239．1235335-38．823．520．6nlll1)、皮尺等。试验材料选用广西钦州某农场品种为245417．620．620．629．42555l6．738．927．85．6粤糖159的甘蔗，甘蔗密度为5～7株／m，甘蔗直径在2O～30nlm之间，蔗垄长度为50m左右，选择晴朗的2．3．1切割参数对蔗茎头部完好率的影响天气进行试验。由图3(a)可知，当刀盘转速一定时，

8、蔗茎头部的2．2试验方法完好率随压蔗辊转速的增加而增大，但当压蔗辊转为研究压蔗辊转速和刀盘转速对切割质量的影速增至180rpm时，蔗茎头部完好率逐渐下降。当压响，故以压蔗辊转速和刀盘转速作为考察因素，各因蔗辊转速为210rpm时，蔗茎