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目前市场上的马铃薯收获机械主要是悬挂式的大、中型机具,并且结构比较的复杂,成本较高,所需要的动力普遍较大(以中型的小四轮拖拉机为主)。在实际的作业当中,功耗较大,且功能单一,劳动力繁重,并不能适应南方小山丘,坡地等小规模种植的收获作业,同时大多数农民手中所保有的动力机械以小型手扶拖拉机为主,阻碍了大、中型收获机具在市场上推广应用。 鉴于这些问题,本文查阅了相关文献资料系统地了解了与马铃薯收获作业相关的机械物理特性、比较和分析了国内外马铃薯机械化收获技术。基于此设计了一种使用小型手扶拖拉机(13.2kw)作为动力的液压式马铃薯收获机。 该机具的主要是完成对马铃薯收获作业中的挖掘、分离输送、集堆工序。采用了液压传动技术将拖拉机离合器的动力输出到输送器的主动轮上。机具与手扶拖拉机之间的挠性连接,实现了作业过程中的随地仿形;通过换向阀来控制挖掘机分离装置的运转和停止;通过节流阀调节液压马达的转速,进而控制输送链的线速度,减少对马铃薯的伤害;整机结构简单,操作简便;同时改用乘坐式的驾驶,减轻了操作者的劳动强度,增加了舒适度。增加的集堆功能省去了人工捡拾的环节,缩短了收获周期。此课题的研究将提高马铃薯机械化收获的程度。对马小型铃薯收获机械的研究具有促进意义。 具体研究内容包括: (1)结合马铃薯的种植农艺要求和其它与收获作业相关的马铃薯机械物理特性。设计了一种栅条式的马铃薯挖掘铲,确定了栅条式挖掘铲的部分参数值如:栅条间隙为48mm,作业幅宽为500mm,挖掘深度为150~200(mm),设计整个机具的前进速度为0.8~1.4(m/s)。 (2)完成了土薯分离抖动装置的设计与研制。该分离装置主要包括双节距输送链条、连接杆、偏心链轮及主、从动链轮组成。确定了偏心轮的形状及尺寸,其抖动频率为3.5HZ,输送链条的线速度范围为1.15~1.85(m/s),确定了升运倾角为30°。进行了定量集堆装置结构的设计,确定了集堆量大约为7.4kg。 (3)进行了传动系统的设计计算。选用液压传动的方式传递动力,对液压元件进了选型计算,确定了相关液压件的型号和规格。 (4)试制了该马铃薯挖掘机,并进行了田间机具功能性实验研究,验证了机具结构设计的合理性。