【正文】 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。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。采用往復(fù)式切割器提高了行距的適應(yīng)性 。 （ 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。 （ 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。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。 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。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。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 。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∠ 。 用公式???????? PCfnL th 6010610 h進(jìn)行計算。 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?? 。 ③做彎矩圖 鉛直面內(nèi) B點有： 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?? 。 (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?? 。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 . ????? 。 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。 （ 3）帶輪與傳動軸采用 C型普通平鍵聯(lián)接 按一般鍵連接 查手冊有 78???hb ,L=40； 由擠壓強(qiáng)度條件 ????? ?? D hlTD klTp 42 ， 即 ? ? MP aMP aD hlTD k lTp 23000442 ????????? ????。（ 1）電動機(jī) Y2 28 － 132S－ 6與帶輪采用 C 型普通平鍵聯(lián)接 按一般鍵連接查手冊有 810???hb ， L=50； 由擠壓強(qiáng)度條件： ????? ?? D hlTD klTp 42 ， 即 ? ? MP aMP aD hlTD k lTp 23000442 ????????? ????。 ⑨計算壓軸力 QF ： 壓軸力： NFZFQ i i n2 10 ??????????? ?。 即： mmamm 0 ?? ； 帶長： ? ? ? ? ? ? ? ? mma ddddaL ddddd 901121129023202422 202122100 ?? ??????????? ??對 A 型帶選用基準(zhǔn)長度 mmLd 0011? ，然后計算實際中心距： ? ? ? ? mmddLA ddd 112904 001184 21 ??????? ?? ? ? ? ? mmddB dd 901128 2212 ????? mmBAAa 22 ??????? 這里取 mma 400? 。 ②帶型選擇：根據(jù) kwPd ? ， m in/1200~m in/6001 rrn ? ，初步選用 A型。此時電機(jī)額定功率應(yīng)為 kW。普通電機(jī)在基頻以下變頻時是保持轉(zhuǎn)矩不變，功率下降；功率下降基本與改變頻率成正比（ 即與轉(zhuǎn)速成正比）。但實際工作中收獲機(jī)的喂入量是不斷變化的，所以正常工作時摘穗輥的最大扭拒 M1約為平均扭矩的 2 到 倍，當(dāng)摘穗輥堵塞時扭拒 M2 約為平均扭矩的 倍。 總體布局 實驗臺主要由底座、機(jī)架、電動機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)、摘穗輥等組成。 ；摘穗輥螺旋凸棱高度不大于 12mm；摘穗輥兩軸水平間距調(diào)節(jié)范圍為 75mm～ 145mm；摘穗輥兩軸豎直間距調(diào)節(jié)范圍為 0～ 40mm。 設(shè)計要求 本實驗臺是為考察縱臥式摘穗輥在摘穗過程中對果穗啃傷的影響。 22 本章小節(jié) 本章對現(xiàn)有摘穗器進(jìn)行了分類，并對各摘穗器工作性能做了簡要介紹。同時摘穗輥直徑還應(yīng)滿足摘穗輥能夠抓取最小莖稈而不抓取最小果穗。本研究所用摘穗輥為表面附有凸棱（配有摘穗鉤）的摘穗輥，因此計算摘穗輥直徑時取 1＝j(luò)? .0。但是圓柱型光摘穗輥抓取系數(shù)較小，一般 ＝j(luò)? 。 因此摘輥不抓取果穗的條件是：摘輥對果穗的起始抓起角 的正切 值應(yīng)大于摘輥對果穗的抓取系數(shù) 。如要滿足摘輥不抓取果穗則應(yīng)有： 。 選擇挖掘鏟刃口夾角的值必須使雜草和莖稈都能滑離鏟刃。 三角挖掘鏟結(jié)構(gòu)簡單，制造工藝少。 18 挖掘鏟的設(shè)計 挖掘鏟的任務(wù)是以帶最少的泥土挖掘薯塊、撿拾塊莖，并盡可能使土壤松碎，把掘起物送到它后面的分離裝置上，并要求在克服各種阻力時消耗的能量 最少。工作時液壓懸掛處于浮動位置，通過調(diào)節(jié)限深輪的高低位置控制挖掘鏟的入土深度。根據(jù) GB5262 農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗條件，馬鈴薯收獲機(jī)的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為：明薯率≥ 96%、傷薯率≤ 6%、挖凈率≥ 97%較為合適。這里值得說明的是有些馬鈴薯一部分露在外面 ， 另一部分則埋在土里 ， 屬于明薯還是暗薯不好判定。馬鈴薯塊莖地下分布情況 如圖21。 研究方法 1)通過查閱文獻(xiàn)資料，吸收并借鑒 部分 馬鈴薯收獲機(jī)械及其它收獲機(jī)械輸送系統(tǒng)的成功之處，研究并確定馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)分離輸送系統(tǒng)的主要參數(shù)。 1）馬鈴薯機(jī)械化收獲理論研究。在種植方式上有壟作、平作；在作物定植上，行距、株距不一；在使用中機(jī)組進(jìn)地行走難和對行作業(yè)難等問題，影響作業(yè)質(zhì)量和效果。 本論文主要對機(jī)架、行走部分進(jìn)行相應(yīng)的理論分析與計算，以確定尺寸，完成初步設(shè)計。因此，在現(xiàn)有機(jī)型基礎(chǔ)上不斷攻關(guān)完善，對輸送系統(tǒng)的工作機(jī)理進(jìn)行分析研究，對影響工作性能的運(yùn)動和結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以提高分離率，減少傷薯率，降低勞動強(qiáng)度，具有現(xiàn)實應(yīng)用的意義。 4)當(dāng)前，馬鈴薯收獲多采用犁翻人撿，費(fèi)工、費(fèi)時，漏薯和傷薯現(xiàn)象嚴(yán)重，制約了農(nóng)民種植的積極性。解決這些問題，把這一特色產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng)，就必須依靠科技，把先進(jìn)的科學(xué)實用技術(shù)運(yùn)用到馬鈴薯的育種、種植、加工等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，延長產(chǎn)業(yè)鏈、提高產(chǎn)品附加值，真正使科學(xué)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力，促進(jìn)農(nóng)民增收得實惠、農(nóng)業(yè)發(fā)展有后勁。 2)馬鈴薯機(jī)械化收獲是產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的需要。 1)馬鈴薯收獲是時間緊，耗工多的一項作業(yè)。從長遠(yuǎn)看馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展空間很 大，前景非常廣闊。因此，在日常生活中，以馬鈴薯為原料的食品已成為時尚。最近幾年，我國馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)械的 ，研制也 取得了一定的進(jìn)展黑龍江省伊春市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 農(nóng)機(jī)科研 所成功研制了 4UL2型馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)（樣機(jī)），該機(jī)可一次完成土薯挖掘、碎土分離、清秧除雜、升運(yùn)卸薯裝車作業(yè)，于 2021 年 9 月通過鑒定，但未進(jìn)行推廣。但是就目前我國普遍的 動力狀況，真正使機(jī)具在作業(yè)質(zhì)量過關(guān)、性能穩(wěn)定可靠、推廣 適用的機(jī)型并沒有出現(xiàn) [10][24]。而此后，其市場需求旺盛，先后有小型升運(yùn)鏈?zhǔn)今R鈴薯收獲機(jī)和振動式馬鈴薯收獲機(jī)投放市場，并占據(jù)了很大的市場份額。其中大型機(jī)具有俄羅斯生產(chǎn)的 KJIK– 2– 01 型馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)，意大利生產(chǎn)的 SP100 型雙行集條收獲機(jī)。小型機(jī)具的配套動力在 15kW，生產(chǎn)率為 ～ hm2/h。 1978 年在北京舉辦的 12國展覽會上，引進(jìn)了 不少國外馬鈴薯收獲機(jī)具廠商參展。 20 世紀(jì) 60 年代初期，我國有關(guān)農(nóng)機(jī)部門引進(jìn)了國外馬鈴薯收獲機(jī)，并進(jìn)行了生產(chǎn)性能試驗，力圖吸收消化國外技術(shù)，開發(fā)同類產(chǎn)品，主要引進(jìn)機(jī)型有西德 VR波蘭 RCF英國 Johson、瑞士Samro Junior 和前蘇聯(lián) KTH2型馬鈴薯收獲機(jī)。 9 圖 12 Spirit8200 馬鈴薯收獲機(jī) 圖 11 EUROV1400L 馬鈴薯收獲機(jī) EUROV1400L potato harvester Spirit8200 potato harvester 發(fā)展中國家基本上采用挖掘犁和挖掘機(jī)進(jìn)行收獲作業(yè) ,發(fā)達(dá)國家的馬鈴薯收獲已基本實現(xiàn)了機(jī)械化聯(lián)合作業(yè)。在國外馬鈴薯收獲機(jī)械中，挖掘機(jī)的生產(chǎn)和使用所占的比例趨于下降，而聯(lián)合收獲機(jī)得到迅速發(fā)展，形成了用聯(lián)合收獲機(jī)直接收 獲，或用挖掘 撿拾裝載機(jī)加固定分選裝置來進(jìn)行分段收獲的兩種全面實現(xiàn)收獲機(jī)械化的配套系統(tǒng)，基本上實現(xiàn)了馬鈴薯收獲機(jī)械化。有些國家和地區(qū)生產(chǎn)一些小型挖掘機(jī)械，如意大利的 SP100 機(jī)型為小型壟作收獲機(jī)械。 20 世紀(jì) 90年代，美國已基本實現(xiàn)了馬鈴薯收獲機(jī)械化。 70～ 80 年代，德、英、法、意大利、瑞士、波蘭、匈牙利、日本和韓國亦相繼實現(xiàn)了馬鈴薯生產(chǎn)機(jī)械化。 國內(nèi)外馬鈴薯收獲機(jī)概況及發(fā)展現(xiàn)狀 國外馬鈴薯收獲機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 國外馬鈴薯機(jī)械化收獲起步早、發(fā)展快、技術(shù)水平高。挖掘機(jī)主要工作部件是挖掘鏟和分離機(jī)構(gòu)，分離機(jī)構(gòu)有升運(yùn)鏈?zhǔn)?(抖動鏈?zhǔn)?)、拋擲輪式、擺動篩式和滾筒篩式等。不論采用哪一種收獲方法， — 般對收獲技術(shù)提出如下要求：高生產(chǎn)率，高質(zhì)量，薯挾損傷少，工作時消耗及所需的勞力少，與雜質(zhì) (土塊、石塊 )分離，適在不同土壤工作。根據(jù)收獲過程的機(jī)械化程度 ,薯類的收獲可分為人工收獲、半機(jī)械化收獲和機(jī)械化聯(lián)合收獲三種。馬鈴薯是甘肅省三大糧食作物之一，從上世紀(jì)９０年代中期開始，甘肅省將馬鈴薯產(chǎn)業(yè)作為全省農(nóng)業(yè)發(fā)展的區(qū)域優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)來抓，在政策、資金、技術(shù)等方面重點支持培育，加快了馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，目前全省常年種植面積 50萬 hm2以上，年產(chǎn)鮮薯 800 多萬噸，種植面積在 萬 hm2以上的縣有 28 個，主產(chǎn)區(qū)定西市種植面積達(dá)到 20 萬 hm2，被農(nóng)業(yè)部命名為“馬鈴薯之鄉(xiāng)”。其中內(nèi)蒙大約 萬 hm甘肅 2021 年已達(dá) 萬 hm云南 2021 年達(dá) 萬 hm貴州大約 50 萬 hm黑龍江大約 萬 hm2[2]。近年來，世界馬鈴薯的種植面積一直保持在 2021 萬 hm2左右，種植馬鈴薯的國家和地區(qū)有 150 個 ,主要集中在歐洲和亞洲，中國、俄羅斯、烏克蘭、印度四大生產(chǎn)國占世界種植面積的一半 [2]。 圓柱型摘穗輥抓取莖稈條件分析 ....................................................................... 18 圓柱型摘穗輥不抓取果穗條件分析 ..................................................................... 19 圓柱型摘穗輥直徑的確定 ................................................................................... 20 本章小節(jié) ..................................................................................................................... 22 第 3 章 損失實驗臺設(shè)計 .............................................. 22 設(shè)計任務(wù) ..................................................................................................................... 22 設(shè)計目的 ............................................................................................................ 22 設(shè)計要求 ............................................................................................................ 2