美国花生收获机械现状与技术特点分析

花生机械化收获是我国花生产业面临的急需解决的重要问题,而美国花生的机械化程度位居全球首位。为此,系统地论述了美国花生种植的分布、特点及收获机械的研究现状,重点介绍了美国花生收获机械的种类和各个机型的原理、特点进行了介绍,并分析了美国花生收获机械的发展趋势,旨在为我国花生收获机械的发展提供参考。

中美花生收获机械化技术现状与发展分析

收获是花生生产关键环节,用工量占整个生产过程60%以上,机械化收获是一个国家花生生产水平的重要体现。中国和美国同是世界重要的花生生产与出口大国,但因花生生产水平特别是收获机械化水平差距悬殊,从而导致花生出口的国际竞争力不同。美国两段式机械化收获方式及其先进的花生收获机械化技术,使花生生产高产优质高效、国际市场竞争优势明显,而中国多种花生机械化收获方式并存,收获机械化水平相对较低,从而制约了花生生产效益和出口竞争力。基于大量文献的系统分析、中国花生生产实地调研以及美国花生生产和收获机械化的实地考察与综合分析,综述了中国和美国花生生产及其收获机械化发展现状,分别阐述了中国和美国最新花生起收机、捡拾收获机等机器的类型、总体结构型式和主要性能参数等;分析了花生收获机械关键装置的结构原理与特点;综合分析了美国花生收获机械化发展历程以及快速发展的主要动因,中国花生收获机械化发展的主要制约因素;提出了中国花生收获机械化发展动态。对深入了解中国和美国花生收获机械化技术现况及其发展历程,进行中国花生收获机械化发展总结,在借鉴美国成功经验基础上因地制宜地采取措施,加速发展我国花生收获机械化,具有一定的参考价值。

我国花生起收机概念与结构特点分析

随随着我国花生生产机械化技术的迫切需求以及花生收获机械家族的不断壮大,花生起收机种类和功能也日益增多,其传统的"花生收获机"、"花生挖掘机"等概念和功能内涵具有很大局限性且容易概念混淆。因此,基于人工收获花生工艺过程,分析并界定了花生起收机的功能、分类和概念,有助于人们深入理解与合理选用各种类型花生起收机;在此基础上,对我国主要类型花生起收机结构特点进行了系统比较,借鉴美国花生收获机技术并结合我国花生收获实际,提出了花生起收机的研发建议。

花生分段收获挖掘铲力学模型及试验分析

为优化花生收获挖掘铲的结构参数,对花生收获挖掘铲进行受力分析,并建立工作状态的力学模型,研究各个参数的变化对受力状况的影响,找出对工作阻力具有影响的参数和薄弱部位。通过田间试验,对力学模型进行验证,结果表明:影响工作阻力的参数有犁面与地面的夹角、犁面的开度角、前失效角的倾角及土壤重力,犁柱截面C为薄弱部位,力学模型与收获挖掘铲的受力状况基本相符。

2BFD-2C型花生覆膜播种机的设计

针对我国北方垄作花生种植模式的特点,开发设计了2BFD-2C型花生覆膜播种机。该播种机主要由机架、悬挂装置、排肥系统、排种系统、起垄装置、传动系统、喷药系统、覆膜装置及膜上覆土装置等组成,一次完成施肥、播种、起垄、覆膜、膜上覆土、镇压以及喷洒除草剂等作业,机具结构精简化设计,大大降低了制造成本。田间试验结果表明:播种机双穴率达到96%,作业质量符合花生种植的农艺要求,为我国垄作花生种植提供了技术支持。

振动式花生收获机的设计

根据花生收获的农艺要求,设计了一种与小四轮拖拉机配套使用的花生收获机。挖掘铲将花生秧的主根铲断,同时以一定的频率上下摆动,碎掉部分土壤;碎土栅将花生秧果上的部分土壤碎掉并抖落到地上;两升运链在动力作用下做回转运动,并带动升运辊也做回转运动,将花生秧果上的大部分土抖落至地上,达到清土的目的;花生秧果和少部分未去除的土壤随升运链继续向后输送直至尾端,并被抛送到已收区,从而完成整个收获过程。

基于UG的花生收获机挖掘装置有限元静力学分析

为优化花生收获机挖掘装置的性能和质量,提高工作效率,采用UG软件建立挖掘铲和立刀杆的实体模型并利用其高级仿真功能进行了有限元静力学分析。通过简化模拟挖掘装置的工作状态,对其进行受力分析,并根据挖掘装置的材料属性建立有限元模型,计算出不同条件下挖掘装置的变形和应力分布情况,对比得出最优设计参数。

基于两段式收获工艺的花生起收机设计与试验

针对我国新疆地区花生种植的模式,考虑到现有机具适应性差的问题,结合花生收获农艺需求,研制一种可有序铺放的花生起收机,该机具主要由机架、挖掘铲、升运链、振动装置和铺放装置组成。振动装置中振动轮采用3个直径为80 mm的橡胶轮依次排列,排列间距为120 mm,铺放装置中两铺放对辊的间距区间为100~200 mm;机具可一次性完成花生的挖掘输送、振动去土和有序铺放等作业。采用正交试验法对机具关键部件性能进行田间试验,确定试验参数的较优组合。试验结果表明该机在升运链轮转速100 r/min,对辊间距150 mm,机具行走速度为1 km/h的条件下具有较优的性能,其总损失率为2.4%,带土率为13.6%,有序铺放率为80.4%,作业质量满足花生收获农艺需求,为新疆地区花生机械化收获的发展提供一定借鉴。

花生收获挖掘铲设计及优化

为提高平顶山丘陵地区的花生收获质量及效率,设计了一种结构简单、破土及碎土性能良好的花生收获挖掘铲,并对其主要参数进行优化分析。分析结果:vm=0. 64 m/s,δ=120°,l=0. 45 m,h=0. 2 m,b=0. 5 m,θ=15°。研究结论为提高花生收获质量及效率奠定理论基础。