基于離散元的馬鈴薯撿拾裝置試驗研究.pdf

1、馬鈴薯是我國四大糧食作物之一，糧菜兼用，種植區(qū)域廣泛，種植面積逐漸提高。但是我國馬鈴薯生產(chǎn)收獲機(jī)械化水平不高，主要還處在機(jī)械挖掘、人工撿拾的分段收獲階段，收獲環(huán)節(jié)勞動強(qiáng)度大、作業(yè)成本高嚴(yán)重制約了馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展。本文通過前期調(diào)研，依據(jù)馬鈴薯挖掘機(jī)作業(yè)后馬鈴薯地表分布狀況，設(shè)計了一種主動轉(zhuǎn)盤式馬鈴薯撿拾裝置，并研制了撿拾機(jī)構(gòu)試驗臺在數(shù)字化土槽開展了探索性試驗。運(yùn)用離散元分析軟件進(jìn)行仿真試驗，得出馬鈴薯撿拾裝置最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)，為馬鈴薯撿拾機(jī)的開

2、發(fā)提供理論依據(jù)。
　　主要研究內(nèi)容及結(jié)論:
　　(1)馬鈴薯撿拾裝置整體方案設(shè)計根據(jù)馬鈴薯挖掘后地表分布狀況，結(jié)合生產(chǎn)實際，通過多方案比較，最終確定馬鈴薯撿拾裝置的整體方案。
　　(2)關(guān)鍵部件設(shè)計及計算對撿拾裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計和尺寸設(shè)計，對撿拾鏟的尺寸進(jìn)行標(biāo)定;確定采用圓盤式撿拾方式，在轉(zhuǎn)盤外圈加裝8個中段折彎的彈齒鏟，每個撿拾鏟的鏟長為300mm，撿拾的寬度范圍在600mm;確定了該機(jī)器的限深調(diào)節(jié)裝置為兩個對頂絲杠，

3、在作業(yè)之前通過調(diào)節(jié)絲杠來控制撿拾鏟的入土深度。對撿拾裝置各關(guān)鍵部件進(jìn)行力學(xué)分析計算，完成強(qiáng)度校核。確定了整機(jī)各級傳動比。
　　(3)三維建模及虛擬裝配運(yùn)用Pro/E軟件對各個零件進(jìn)行三維造型，并完成了整機(jī)的虛擬裝配，結(jié)果顯示結(jié)構(gòu)合理，裝配無干涉;
　　(4)土槽試驗研制了馬鈴薯撿拾機(jī)構(gòu)試驗臺，在數(shù)字化土槽上進(jìn)行探索試驗，結(jié)果表明，主動轉(zhuǎn)盤式撿拾裝置能夠?qū)崿F(xiàn)馬鈴薯撿拾，撿拾效果受撿拾鏟鏟型、機(jī)具前進(jìn)速度與轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速的速度比影響較

4、大，且在轉(zhuǎn)速25r/min，前進(jìn)速度在0.35m/s時撿拾率最高。
　　(5)仿真試驗參數(shù)標(biāo)定運(yùn)用萬能試驗機(jī)對馬鈴薯進(jìn)行力學(xué)性能測試，得到馬鈴薯的彈性模量和泊松比;進(jìn)行馬鈴薯摩擦損傷試驗確定馬鈴薯與鋼的最大靜摩擦力，確定摩擦系數(shù);查閱相關(guān)資料對土壤模型和邊界模型進(jìn)行參數(shù)確定。
　　(6)離散元仿真分析利用離散元分析軟件EDEM對撿拾裝置進(jìn)行撿拾率的仿真，得到影響撿拾率的主次因素為轉(zhuǎn)速、前進(jìn)速度、盤徑;利用Design-Exp