畢業(yè)設(shè)計：西紅柿收獲機(jī)(編輯修改稿)
2025-08-23 22:48 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 在番茄收獲過程中，一般采取收獲機(jī)切割組件將番茄果秧從根部切除，然后將切除后的果秧輸送至分離機(jī)構(gòu)進(jìn)行分離。切斷主莖稈后的番茄果秧或是以果實(shí)單體的形式夾雜于莖葉中，或是連接在側(cè)枝上，其中連接側(cè)枝的果實(shí)是需要分離的對象。機(jī)械收獲時，切斷主莖桿后的番茄果秧不是定向輸送給分離裝置，果實(shí)相對于莖稈、葉子、分離器的位置不同，果實(shí)與側(cè)枝的連接強(qiáng)度也不同，果實(shí)的存在狀態(tài)有以下幾種情況，如圖 31所示 圖31 果秧分離前可能的狀態(tài)（a）處于物料最下層的番茄果實(shí)可能存在的狀態(tài)，果實(shí)自由懸掛在側(cè)枝上；（b）處于物料中間層的果實(shí)屬于這種情況，果實(shí)掛在側(cè)枝上，受到葉層和莖稈的作用，在一個垂直方向上受到約束；（c）果實(shí)掛在側(cè)枝上，被葉層和莖稈夾住，處于物料中間層的果實(shí)可能存在的狀態(tài)；（d）處于物料上層的果實(shí)主要屬于這種情況，果實(shí)在莖稈和葉層的上部。 加工番茄植株被收獲機(jī)割臺切割后，通過輸送裝置送至分離裝置，在分離裝置中完成果秧分離，分離裝置的阻秧板，柵格間距等基本設(shè)計參數(shù)依據(jù)來源植株特性，故需對加工番茄的植株相關(guān)特性進(jìn)行測量，實(shí)測加工番茄植株的主莖桿直徑和高度、植株重量、側(cè)枝直徑和長度、果實(shí)數(shù)量等參數(shù)目前，加工番茄的種植主要有兩種滴灌機(jī)械采收栽培模式：寬窄行間距100cm+40cm，1膜1管布置，；寬窄行間距80cm+40cm，1膜1 管布置，；株距為 35～40cm。這兩種栽培模式的窄行滴灌帶距均為20cm，以利于水的測向滲透并使水及早被番茄根系吸收利用，中間行距為80cm或100cm 的行距有利于番茄收獲機(jī)的行走。～，高度為420～600mm，每個主莖桿上平均有7～10個側(cè)枝；～，長度為150～400mm；側(cè)枝上的果實(shí)個數(shù)與側(cè)枝離地面的高度成正態(tài)分布，離地面高度第3～5 個側(cè)枝上，果實(shí)的數(shù)量最多；整株番茄平均重量 。里格爾875果實(shí)的縱徑主要范圍為45～70mm，平均縱徑52mm；果實(shí)橫徑主要范圍40～60mm，平均橫徑45mm；單果重 62g 左右。圖32 番茄果秧 為了減少番茄收獲過程引起的含雜率和破損率，對加工番茄的果實(shí)生物力學(xué)特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。利用拉壓力試驗(yàn)臺，如圖。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括(1)測量不同大小加工番茄果實(shí)的分離力；(2)平均果實(shí)大小在不同拉伸角度下的分離力；(3)測量最大果實(shí)的分離力。加工番茄果實(shí)與莖稈的分離力是指果實(shí)與莖稈分開所需的拉力，其大小反映果實(shí)與莖稈之間的連接強(qiáng)度，也直接反映果莖分離的難易程度。 圖33 果皮拉伸以及整果壓縮實(shí)驗(yàn) 圖34 加工番茄果皮拉伸特性 圖35 番茄整果靜載荷下的壓縮特性 表31 加工番茄力學(xué)參數(shù)由上述曲線可知，在90176。方向拉伸時番茄果秧受到的分離力最大，最大分離力約為35N ，果實(shí)抗壓載荷100N左右。 回轉(zhuǎn)滾筒式分離裝置的設(shè)計 圖36 番茄果秧分離試驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)示意圖 圖 346所示為回轉(zhuǎn)滾筒式分離裝置試驗(yàn)臺，割臺用往復(fù)式割刀將果秧從田中切割下來，由輸送帶2輸送至果秧分離裝置，通過回轉(zhuǎn)滾筒帶動果秧到擋柵處，使番茄進(jìn)行果秧分離，分離后的番茄果實(shí)則從格柵8落如集果箱中；分離后的果秧被滾筒彈齒拋出到田中。 圖37 果秧分離裝置原理圖 果秧分離裝置的原理圖如圖35，當(dāng)果秧分離機(jī)構(gòu)工作時，回轉(zhuǎn)滾筒由變頻器控制電動機(jī)實(shí)現(xiàn)調(diào)速，撥桿的端部插入到擋柵之間的柵條間隙，擋柵上有果秧時插入到果秧中間，將果秧挑起到轉(zhuǎn)到阻秧帶時。由于阻秧帶的間隙小于西紅柿的直徑，大部分西紅柿被捋下來。通過改變滾筒轉(zhuǎn)速可以改變果秧的輸送速度。此種分離方式可以保證西紅柿的尺寸。本文將分離裝置做了簡化，滾筒和主軸為同一部件，并通過鏈輪與電機(jī)相連，并用套筒軸向固定。 傳動鏈的設(shè)計 與摩擦型的帶傳動相比，鏈傳動無整體打滑和彈性滑動現(xiàn)象，所以能保證準(zhǔn)確的平均傳動比，傳動效率比較高：鏈條采用金屬材料制作，在使用情況相同的情況下，鏈傳動整體尺寸較小，結(jié)構(gòu)也緊湊一些。鏈傳動也可以在高溫和潮濕的環(huán)境中工作，因此本設(shè)計傳動裝置選用鏈傳動。(一)分離主軸所傳遞的功率 ，滾筒轉(zhuǎn)速為{解}取鏈輪齒數(shù)2. 確定計算功率查得，單排鏈，則計算功率為 (31)3. 選擇鏈條型號和節(jié)距根據(jù)及，查得，4. 計算鏈節(jié)數(shù)和中心距初選中心距， (32) 取。相應(yīng)的鏈長節(jié)數(shù) (33) 取鏈長節(jié)數(shù)節(jié)5. 計算鏈速v，確定潤滑方式 (34) 采用滴油潤滑6. 計算壓軸力有效圓周力為: (35)鏈輪水平布置時的壓軸力系數(shù)為=,則壓軸力為 (36)（2） 鏈輪的設(shè)計 分度圓直徑 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 滾子直徑 內(nèi)鏈板寬 圖38 鏈輪 分離機(jī)架是分離機(jī)構(gòu)的承載部件，用來支撐分離裝置及其部件，要求機(jī)架具有較高的強(qiáng)度和塑形。保證分離裝置在工作時能夠安全正常運(yùn)行。目前先進(jìn)機(jī)械制造業(yè)的要求機(jī)架既要具有高強(qiáng)度還要求考慮質(zhì)量輕。本分離裝置的機(jī)架采用矩形鋼焊接而成，矩形鋼規(guī)格為60*40mm,機(jī)架結(jié)構(gòu)如圖 圖39 機(jī)架 分離機(jī)構(gòu)的設(shè)計 回轉(zhuǎn)滾筒是果秧分離裝置的核心部件，主要由滾筒主軸、分離滾筒、凸輪盤，分離彈齒組成。 分離滾筒是果秧分離裝置的主要零件，滾筒的工作效率和工作參數(shù)由滾筒的直徑與長度所決定，同時直徑的大小也影響著分離彈齒的分布。因此需要確定分離滾筒的長度與直徑。寬窄行40 cm +80cm是目前新疆現(xiàn)有的適合機(jī)械采收的加工番茄種植模式，株距為35 ～40 cm。進(jìn)口番茄收獲機(jī)的生產(chǎn)率為20～35t/h,～3km/h，滾筒直徑由下式確定：（式中，n 為滾筒轉(zhuǎn)速，單位r/s，r為撥桿長度與滾筒半徑之和，單位m。）取滾筒轉(zhuǎn)速因此設(shè)計滾筒的半徑為 160mm，材料選擇為鋼，長度為800mm。滾筒擋邊直徑為210mm。如圖 310所示：圖310 滾筒 分離彈齒直接將振動作用在果秧上，是分離果秧的主要部件。因此需要設(shè)計出彈齒的形狀與分布，參考目前使用中的分離彈齒的造型，同時依據(jù)田地所收獲的的番茄果秧的尺寸以及番茄果實(shí)大小，設(shè)計該分離彈齒的撥桿直徑為 12mm，材料為冷拔鋼筋（外涂橡膠層）。擬設(shè)計彈齒橫桿直徑為14mm ，材料也為冷拔鋼筋，彈齒撥桿共十組，間距為85mm。分離彈齒的撥桿通過橫桿與滾筒相連接，由滾筒半徑
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