打瓜收获集条机的设计与研究

发布时间：2020-06-22 13:28

【摘要】：新疆地处祖国西北边陲,独特的水土和光热条件促成了优质打瓜的生长,使其成为我国最大的打瓜种植区,打瓜籽产量居全国首位。目前在打瓜的收获过程中主要是以人工为主对打瓜进行集条或集堆,集条就是将散布于田间的打瓜聚拢成行,以便于后期的打瓜捡拾和脱籽,特别是打瓜收获时节也正是棉花、玉米等大宗农作物农忙之际,用工矛盾突出,严重制约了打瓜种植面积的扩大。打瓜机械化收获的首要工作就是打瓜集条作业。本文针对现有打瓜收获集条机对打瓜的收集聚拢效果不佳、高的打瓜破损率和机具易发生故障等问题,借助计算机辅助设计软件对该机具进行建模、仿真和优化改进,最终设计出一种低破损率、低故障率、功能更加完善的打瓜集条机械,以完成打瓜的集条作业。本文开展以下研究:1、通过查阅文献,分析国内外打瓜集条机的结构特点,针对现有打瓜收获集条机的优点和不足进行系统研究,结合塔城地区打瓜种植模式及农艺要求并进行打瓜物料特性试验,若使打瓜在收获作业时的破损率降到5%,则螺旋叶片对打瓜的挤压力不得超过280N,最终确定了打瓜收获集条机的设计方案,并对该机具的工作原理、工作过程进行阐述。2、确定打瓜收获集条机关键部件的设计及工作参数,并阐述了关键零部件的设计和选型依据,完成了螺旋输送装置、传动机构的设计;并对螺旋输送装置完成力学建模,分析其速度和叶片挤压力对打瓜的作用效果以及打瓜在输送过程中的运动轨迹;并对液压控制系统做出了理论分析与设计,完成液压各元件的计算及选型。3、运用Solidworks2014软件对打瓜收获集条机进行三维建模与调配,通过实地调研和ADAMS仿真分析,得出螺旋输送装置的旋转速度不超过250r/min时,打瓜的破碎率较低同时打瓜的收获效率也比较高,二者达到较为平衡状态;对机架进行ANSYS模态分析和静力学分析,机架模态频率在22.3~72.8Hz之间,外界激振频率不易与机架发生共振。运用ADAMS软件对螺旋输送装置和传动系统进行动力学仿真,验证了整机设计的合理性。
【学位授予单位】：石河子大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S225
【图文】：

打瓜,面积分,种植面积

由于国际市场对打瓜籽的需求不断扩大，我国打瓜的种植面积也在逐年增多。全国全年打瓜种植面积约200余万亩，总产量达到40万吨，而新疆的打瓜种植面积占到全国打瓜种植总面积的75%左右（见图1-1）。打瓜在新疆地区是一种重要的经济作物并在新疆地区的农业结构中占有重要的地位[2]。新疆阿勒泰、昌吉、塔城等地区是打瓜的主要种植区域，其中塔城地区又是新疆最大的打瓜种植基地，由于其独特的干旱半干旱大陆型气候，十分利于打瓜生长，所产打瓜籽个大仁厚，深受国内外人民喜爱[3]（见图1-2）。全疆的打瓜种植面积在2008年已达到20~23.3万hm2，到2009年，据塔城地区的不完全统计，其种植面积已达13.3hm2以上，约占全新疆打瓜种植面积的2/5，种植面积占据了塔额盆地耕地面积的近1/3

打瓜,新疆,产量

Fig.1-1Proportion of seeding-watermelon cultivated area throughout the country图1-2 新疆各地区打瓜籽产量Fig.1-2 Production of seeding-watermelonseeds of each region in Xinjiang在打瓜的生长周期中，已逐渐被机械化作业取缔的农艺耕作方式有耕地、平整、播种、疏松、取籽和植保等，但在打瓜的收获阶段中以人工为主对打瓜进行采摘、集条集堆和输送环节的工作量却占到了打瓜从选种到最终收获瓜籽全部劳动量的40%。首先人工采摘打瓜，然后将打瓜聚集成堆或者用集条机完成列条列堆作业，最后由人工或机器将打瓜喂入脱籽机完成取籽工作，此过程人力成本高且劳动强度大，严重影响了瓜农种植打瓜的积极性。传统的脱籽机每天只能脱籽2公顷却同时需要8人配合捡拾喂入，费劳

【参考文献】