【導(dǎo)讀】隨著市場對馬鈴薯需求的不斷增加，馬鈴薯的產(chǎn)業(yè)化，機(jī)械化種植、收獲、深加工。機(jī)械已經(jīng)成為各國的重要課題。據(jù)統(tǒng)計2021年全世界馬鈴薯種植面積約為2021萬hm2，首位，我國家也成為世界上馬鈴薯消費(fèi)增長最快的國家之一。但是在我國大部分地區(qū)占。生產(chǎn)總用工70%以上的馬鈴薯收獲作業(yè)至今基本上還是停留在傳統(tǒng)階段（主要靠人畜力，械化收獲水平較低嚴(yán)重影響了馬鈴薯的規(guī)模生產(chǎn)，使之遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了市場的需求。研制機(jī)具的技術(shù)水平也與國外相差甚大，勞動強(qiáng)度還是較大，嚴(yán)重制約了馬鈴薯。因此，為了適應(yīng)發(fā)展的要求，本文通過對目前馬鈴薯收獲機(jī)械的了解，這種新型的的馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)分離裝置采用了弧形撥齒式分離裝置。性土壤中使用的限制，提高了土薯分離效率。大大減小了勞動強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率。

　　

【正文】 ,L=40； 由擠壓強(qiáng)度條件 ????? ?? D hlTD klTp 42 ， 即 ? ? MP aMP aD hlTD k lTp 23000442 ????????? ????。 由剪切強(qiáng)度條件： ???? ?? Dbl2 ， 即 ? ? MP aMP aD bl 2300022 ????????????。 （ 4）聯(lián)軸器與傳動軸之間采用 C 型普通平鍵聯(lián)接 按一般鍵連接查手冊有 66???hb ,L=25；由擠壓強(qiáng)度條件 ????? ?? D hlTD klTp 42 ， 29 即 ? ? MP aMP aD hlTD k lTp 23000442 ????????? ????。 由剪切強(qiáng)度條件： ???? ?? Dbl2 ， 即 ? ? MP aMP aD bl 2300022 ????????? ???。 軸設(shè)計 按經(jīng)驗公式初步估算軸徑： ? ?nCnd ?????? ?? 6； 選擇 45鋼，則有 mmnCd ???? ；每加一個鍵槽 d值應(yīng)曾大 5％，設(shè)計最小軸徑 25mm。 選擇軸的材料為 45 鋼，根據(jù)初步確定的軸上各部分尺寸和結(jié)構(gòu)繪制空間受力簡圖，將簡化到軸上的力分解成水平力和垂直力，求出軸承處的支持反力；繪出彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖，計算當(dāng)量 彎矩；判斷危險剖面，按彎扭組合理論對軸的危險剖面進(jìn)行校核。 （ 1）對傳動軸 1進(jìn)行強(qiáng)度校核。 ①由帶輪的設(shè)計求得，帶輪的壓軸力： NFZF Q i i n2 10 ?????????? ?， 這里取 NFq 495? 。收摘玉米時摘輥軸所受的鉛直拉力按 NF 500? 計算， 此時轉(zhuǎn)矩： mNnPT . ????? 。 ②求支座反力 在鉛直面內(nèi)有： 0?? BM , 05 5 04 6 51 0 0 ?????? FFF CQ , 則 NFFF QC 485465 495100550500465 100550 ?????????； 0?? CM , 085465565 ?????? FFFBQ ；NFFF QB 510465 49556585500465 56585 ??????????? 。 ③做彎矩圖 30 在鉛直面內(nèi) B點(diǎn)有： mNmmNFM QB . 9 5 0 0100495100 ?????????? ； 在 C 點(diǎn)有： mNmmNFM C . 2 5 0 0855 0 085 ?????????? 。 ④畫扭矩圖。 (a)結(jié)構(gòu)簡圖 (b)受力分析 (c)水平面受力 (d)水平面垮距圖 (e)轉(zhuǎn)距圖 圖 33傳動 軸 1載荷分析 ⑤按軸的彎扭組合強(qiáng)度校核 因軸單向工作，考慮到該軸無規(guī)律加載且有沖擊，取 1?? 。 查表 得： [? ]=[ 1?? ]=55Mpa,根據(jù)公式? ? ? ???? ??? W TMe 22， 31 ? ? ? ? ? ? MP aMP aW TMe 2865014950032222 ???? ????? ???安全。 （ 2）對傳動軸 2進(jìn)行強(qiáng)度校核 ①由帶輪的設(shè)計求得，帶輪的壓軸力： NFZF Q i i n2 10 ?????????? ?， 這里取 NFq 495? ，計算轉(zhuǎn)矩 mNnPT . ?????。 ②求支座反力 在鉛直面內(nèi)有： 0?? BM , 0601 2 5 ???? Cq FF , 則 NFF qC 49512560125 ?????； 0?? CM , 0601 8 5 ????Bq FF ， NFF qB 49518560185 ????? 。 ③做彎矩圖 鉛直面內(nèi) B點(diǎn)有： mNmmNFM qB . 9 5 0 0125)495(125)( ?????????? (a)結(jié)構(gòu)草圖 (b)受力簡圖 (c)水平面受力 32 (d)水平面彎距圖 (e) 轉(zhuǎn)距圖 圖 34傳動軸二載荷分析圖 ④畫扭矩圖 ⑤按軸的彎扭組合強(qiáng)度校核 該軸單向工作，考慮到該軸無規(guī)律加載且有沖擊，取 1?? 。 查表 得： [? ]=[ 1?? ]=55Mpa,根據(jù)公式 ? ? ? ???? ??? W TMe22， 即： ? ? ? ? ? ? MP aMP aW TMe 28650161875 32222 ???? ????? ??? 安全。 （ 3）對傳動軸 3進(jìn)行強(qiáng)度校核 ①此軸只受摘穗輥的鉛直拉力 NF 500? ， 計算轉(zhuǎn)矩： mNnPT . ????? 。 ②求支座反力 在鉛直面內(nèi)有： 0?? BM , 011560 ???? FFC , 則 NFFC 50011560115 ?????； 0?? CM , 060)55( ????? BFF ， NFFB 500556055 ?????， ③做彎矩圖 鉛直面內(nèi) B點(diǎn)有： mNmmNFM BC . 7 5 0 060) 5 8(60)( ?????????? 。 33 ④畫扭矩圖 ⑤按軸的彎扭組合強(qiáng)度校核 因軸單向工作，考慮到該軸無規(guī)律加載且有沖擊，取 1?? 。 查表 得 [? ]=[ 1?? ]=55Mpa,根據(jù)公式 ? ? ? ???? ??? W TMe22， 即： ? ? ? ? ? ? MP aMP aW TMe 28650127500 32222 ???? ????? ??? 安全。 (a)結(jié)構(gòu)草圖 (b)受力簡圖 (c)水平受力 (d)水平面彎距圖 34 (e)轉(zhuǎn)距圖 圖 35傳動軸三載荷分析圖 軸承選擇及校核 考慮到總體結(jié)構(gòu)及布局的影響選擇帶菱形座外球面球軸承（帶頂絲），帶座軸承代號 UCFLU205。 由軸的設(shè)計計算知實驗臺軸承僅承受徑向力，所以軸承的當(dāng)量動載荷 RP? ,在這里取 R 的最大值，即 NRP ?? 。 用公式???????? PCfnL th 6010610 h進(jìn)行計算。 由于此試驗設(shè)備工作溫度不高于 C?120 ，所以這里 1?tf 。查機(jī)械設(shè)計手冊有kNC ? ； 則 4921 800120210 10601036610 ?????????????????PCfnL thh， hLhL hh 3 0 0 04 9 2 1 1010 ???? ，故 205軸承適用。 聯(lián)軸器的選擇 實驗 臺需要裝配扭拒傳感器。為降低干擾彎拒對傳感器的影響，需要采用撓性、彈性或萬向節(jié)聯(lián)軸器，保證同心度∠ 。而 LT 型聯(lián)軸器具有定量補(bǔ)償兩軸相對偏移，一般減振、緩沖、電絕緣，外形尺寸較小，重量較輕，承載能力較大，安裝精度高等優(yōu)點(diǎn)，所以本實驗臺選用 LT3型聯(lián)軸器。 控制系統(tǒng)設(shè)計 兩臺電機(jī)購買相同型號的電纜，規(guī)格為 4 2，考慮安裝位置 L=20m。變頻器選用臺達(dá)電器生產(chǎn)的產(chǎn)品。由于該系列變頻器沒有 的型號，故選擇使用 的變頻器，具體型號為 VFD037M43A 和 VFD022M21A 兩臺 。主回路上還安裝了空氣開關(guān)和交流接觸器等；變頻接線、定時器配線及手動正反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換開關(guān)等見二次接線圖。配電控制箱采用與主機(jī)分離設(shè)置。 機(jī)架采用焊接工藝 圖 3－ 5 傳動軸 3 載荷分析圖 35 由于機(jī)架材料為低碳綱，具有良好的可焊性，且單件生產(chǎn)，所以選用 E4303(J422)焊條，進(jìn)行手弧焊。焊縫應(yīng)平整，不允許有裂紋、夾渣、燒穿、脫焊及影響機(jī)械強(qiáng)度的焊接缺陷。 設(shè)計的縱臥輥式玉米摘穗試驗臺外觀見圖 36。 本章根據(jù)棕臥輥式玉米收獲機(jī)摘穗啃傷等問題，進(jìn)行了研究設(shè)計。并且提出了相應(yīng)的方案來解決以上問題。 圖 36 縱臥輥式玉米摘穗實驗臺 36 第 4 章 展望 玉米機(jī)收是一個系統(tǒng)的工程，不但與玉米收獲機(jī)的工作性能有關(guān)，而且與玉米種植情況、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、國家政策等也有直接的關(guān)系。僅玉米收獲機(jī)本身也存在許多影響玉米收獲質(zhì)量的因素，如收獲機(jī)類型、摘穗器種類、機(jī)具功率等。本論文工作只對臥輥式玉米收獲機(jī)的工作性能進(jìn)行了田間試驗。在實驗臺實驗方面也只考察了摘穗輥形式、轉(zhuǎn)速、摘輥傾角、摘輥軸豎直間隙對果穗啃傷的影響。然而實際中為了改進(jìn)玉米收獲機(jī)工作性能，還需要做許多工作。例如： （ 1）對不同摘穗器的玉米收獲機(jī)進(jìn)行田間試驗，考察各種摘 穗器對玉米摘穗啃傷的影響，同時考察各種摘穗器的綜合性能。 （ 2）對不同玉米產(chǎn)區(qū)收獲期籽粒含水率、植株特征進(jìn)行深入探討，并針對不同玉米產(chǎn)區(qū)具體情況進(jìn)行收獲機(jī)的改進(jìn)設(shè)計。 （ 3）嘗試用其他摘穗方式避免輥式摘穗機(jī)構(gòu)的摘穗啃傷問題。 （ 4）將改進(jìn)后的摘穗輥進(jìn)行田間試驗，考察其田間應(yīng)用效果。 （ 5）對螺旋凸棱式摘穗輥的具體參數(shù)（摘穗輥根圓直徑、凸棱高、螺距等）進(jìn)行進(jìn)一步探討，降低摘穗啃傷程度。 （ 6）對縱臥輥式玉米收獲機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，減小割臺尺寸，使其更具靈活性。 （ 7）采用仿生技術(shù)對摘穗輥凸棱形狀、尺寸及分布形 式進(jìn)行減小摘穗損傷的設(shè)計和試驗研究，利用生物摩擦學(xué)和仿生摩擦學(xué)基本原理，探索玉米收獲過程中的生物摩擦 37 學(xué)行為，進(jìn)行減小摘穗損傷的仿生摩擦學(xué)技術(shù)研究。 （ 8） 立輥式割臺是本課題自走式穗莖兼收型玉米聯(lián)合收獲機(jī)的核心部件 ,本文對立式割臺的主要部件進(jìn)行了系統(tǒng)的深刻的理論分析 ,提供了立式割臺主要結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇的依據(jù) ,并進(jìn)行了大量的田間試驗驗證。 （ 9） 利用自行研制的試驗臺對玉米摘穗過程進(jìn)行了試驗研究 ,為玉米收獲機(jī)研究設(shè)計提供依據(jù)。 采用理論分析與試驗研究相結(jié)合的方法對立輥式割臺的主要零部件的參數(shù)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計。 （ 10） 依據(jù)玉米植株折斷臨界角試驗結(jié)果 ,分析確定了分禾器的主要參數(shù) ,提高了分禾器的分禾、扶禾能力 。采用往復(fù)式切割器提高了行距的適應(yīng)性 。對夾持輸送鏈進(jìn)行了速度、性能分析 ,并提出現(xiàn)有裝置的不足和設(shè)想 。在先前研究的基礎(chǔ)上 ,分析總結(jié)了與立式莖桿切碎裝置相配置的立式摘穗輥主要參數(shù)的選擇依據(jù)及應(yīng)用范圍。 （ 11） 在玉米收獲季節(jié) ,將該裝置應(yīng)用到自走式玉米收獲機(jī)上進(jìn)行了大量的田間試驗。結(jié)果表明 ,立式割臺的各項指標(biāo)均達(dá)到任務(wù)書要求 ,具有優(yōu)良的作業(yè)性能 ,對不同行距的玉米收獲具有良好的適應(yīng)性。 對玉米摘穗過程進(jìn)行了試驗研究 ,測試了摘 穗時所需的扭 38 結(jié) 論 本文研究了玉米收獲損失進(jìn)行了研究并且對縱臥輥式玉米實驗臺進(jìn)行了設(shè)計得出以下結(jié)論： （ 1）介紹了國內(nèi)外玉米種植情況、玉米機(jī)收水平。概括分析了影響我國玉米機(jī)械化收獲的因素及我國實施玉米機(jī)械化收獲的必然性。 （ 2）對玉米收獲工藝及玉米收獲機(jī)類型進(jìn)行了介紹，并闡述了不同收獲機(jī)收獲工藝、適應(yīng)性、摘穗器類型及工作原理。通過運(yùn)用圓柱型輥軋理論確定圓柱形摘穗輥摘取果穗的條件，推導(dǎo)了圓柱形摘穗輥的工作原理，并確定出圓柱形摘穗輥的主要參數(shù)直徑的范圍為 45～ 120mm。 （ 3）對玉米收獲機(jī)收獲損失試驗臺進(jìn)行了設(shè)計。 39 參考文獻(xiàn) [1] 劉喜群 .玉米收獲機(jī)械化淺談 .山西農(nóng)機(jī) :學(xué)術(shù)版 ,2021. [2] 趙樹智 .4SHY2 小型不對行玉米聯(lián)合收獲機(jī)的研究 .山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報 :自然科學(xué)版 ,2021. [3] 王如喜 .玉米收獲機(jī)械化技術(shù)的發(fā)展及對策 .科技情報開發(fā)與經(jīng)濟(jì) ,2021. [4] 栗慧卿 .自走式莖穗兼收型玉米聯(lián)合收獲機(jī) .濟(jì)南 :山東大學(xué) ,2021. [5] 鐘志堂 ,高建國 ,陶雷 .政府推動 技術(shù)先行 全力提升江蘇玉米機(jī)械化收獲水平 ,2021. [6] 王慶法 .玉米聯(lián)合收獲機(jī)械化發(fā)展前景廣闊 .第九屆全國聯(lián)合收獲機(jī)技術(shù)發(fā)展及市場動態(tài)研討會論文集 .中國農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會 .2021,北京 :49. [7] 賈娜 .農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展與農(nóng)業(yè)勞動力轉(zhuǎn)移關(guān)系的研究 .山西 :山西農(nóng)業(yè)大學(xué) ,2021. [8] 北京農(nóng)業(yè)工程大學(xué) .農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué) :下冊 .北京 :農(nóng)業(yè)出版社 ,1996: 170～ 183. [9] 張華 .玉米機(jī)收前景廣闊 .中國農(nóng)業(yè)信息 ,2021. [10] 王大慶 ,胡偉 .玉米收獲機(jī)械 :期待撬動市場 .農(nóng)機(jī)市場 ,2021. [11] 《農(nóng)業(yè)機(jī)械化促進(jìn)法》引領(lǐng) 農(nóng)機(jī)化發(fā)展駛?cè)肟燔嚨?——七大亮點(diǎn)凸現(xiàn) “十五 ”農(nóng)機(jī)化巨大成就 .中國農(nóng)機(jī)化導(dǎo)報 ， 2021－ 10－ 10. [