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黑龍江八一農(nóng)墾大學畢業(yè)設計
馬鈴薯收獲機的設計
摘要： 馬鈴薯為地下產(chǎn)物，且是塊莖繁殖， 其收獲受季節(jié)和天氣限制。由于馬鈴薯的收獲費時費力、勞動強度大且季節(jié)性強，因此給農(nóng)民造成極大的困難。為了解決上述問題，本文就國內(nèi)外馬鈴薯收獲機現(xiàn)狀、馬鈴薯收獲機的研究和應用進行介紹和分析，設計了組合分離式馬鈴薯收獲機。對該機的主要參數(shù)進行了選擇，對主要零部件的設計進行了理論計算。
關鍵詞：馬鈴薯，設計，挖掘鏟
The design of potato harvester
Abstract： Potato is an under ground plant. Its harvest is limited by the crown of the year and weather. Since the potato harvesting process has some difficult problems for farmers such as being strenuous and time consuming, great in labor intensity and urgent in seasonal demand, the paper analyses the present situation of potato harvest, and a combined separation potato digger has been developed through selection of principal parameters and theoretical calculation for the design of essential parts.
Kewords: potato, design, digging shovel
目 錄
摘 要 I
ABSTRACT II
目錄 III
1.緒論 1
1.1馬鈴薯收獲機發(fā)展概況 2
1.2 我國馬鈴薯收獲機發(fā)展趨勢 3
1.3馬鈴薯收獲機械的類型及技術要求 4
1.4馬鈴薯收獲機發(fā)展的主要制約因素 5
1.5馬鈴薯收獲機械的發(fā)展建議 5
2. 機具結構特點、工作原理及性能參數(shù) 6
2.1總體結構 6
2.2主要工作原理 6
2.3 主要性能參數(shù) 6
3. 主要部件的設計 7
3.1挖掘部件的設計 7
3.2分離部件的設計 13
4結論 21
參考文獻 22
致 謝 23
前言
馬鈴薯的營養(yǎng)價值非常高，市場潛力巨大。在國外，大約占40%的馬鈴薯加工成食品后進入消費市場。在國內(nèi)，一向被國人視為不能登大雅之堂的馬鈴薯產(chǎn)品也突然間在市場上風靡起來。在北京、上海、廣州及西安等全國大中城市，以馬鈴薯條、馬鈴薯泥為基本原料的麥當勞、肯德基食品已占據(jù)我國快餐市場的半壁江山，而從各種渠道進口的其它油炸薯片或膨化食品等也滾滾而來。中國農(nóng)科院副院長屈東玉博士在日前召開的中國馬鈴薯學術年會上指出：“馬鈴薯是一種產(chǎn)量高、適應性強、經(jīng)濟價值大的作物，應把馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)列入國家糧食商品糧基地，享受與水稻、小麥等商品糧基地同樣的財稅待遇，這將是保證我國糧食安全的有效手段?！?
馬鈴薯作為經(jīng)濟作物，種植面積越來越大，而傳統(tǒng)的馬鈴薯收獲手段費時費事，勞動強度大且季節(jié)性強，因此給農(nóng)民造成極大的困難。馬鈴薯種植區(qū)大部分在潛山和腰山地區(qū)，落后的人工收獲方式造成馬鈴薯凍害和減產(chǎn)等不必要的損失，農(nóng)民對馬鈴薯收獲機械的要求十分迫切。為了解決上述問題，推廣應用小型馬鈴薯收獲機勢在必行。應用馬鈴薯收獲機可以大大提高收獲效率，降低勞動者的勞動強度，增產(chǎn)增收，減少收獲損失，為我國馬鈴薯生產(chǎn)奠定良好的基礎。根據(jù)我國馬鈴薯收獲機械多年研制生產(chǎn)經(jīng)驗可以看出， 日本、意大利、美國等國外機具適應壟作，很難適應我國平作種植形式。各類型機械需要進行多地域、多收獲季節(jié)的田間試驗和多輪改進，才能提高適應性。
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1 緒論
馬鈴薯是我國主要作物之一。發(fā)展馬鈴薯生產(chǎn)，對調(diào)整優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結構、加快脫貧致富及地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展具有非常重要的作用。馬鈴薯為地下產(chǎn)物, 且是塊莖繁殖, 其收獲方式以挖掘機為主。馬鈴薯收獲機可以大大提高收獲效率, 降低勞動強度, 減少損失, 為馬鈴薯生產(chǎn)奠定良好的基礎。但是收獲方式的落后極大的制約了馬鈴薯生產(chǎn)發(fā)展。為促進馬鈴薯生產(chǎn)地發(fā)展，解決機械化收獲問題勢在必行。馬鈴薯收獲機械化的關鍵矛盾是配套動力與機具性能要求之間的矛盾。鑒于動力的限制，與14kw一下拖拉機配套機具的性能不宜要求功能全，只要完成起薯環(huán)節(jié)，讓署塊基本露于地面即可，其他工序由人工撿拾完成。從發(fā)展看這類機械作為與目前農(nóng)村具有的小型拖拉機相配套的過渡性機型予以開發(fā)、推廣。隨著近年來馬鈴薯種植面積的不斷增加，對馬鈴薯收獲的機械化水平的需求越來越大.
1.1 馬鈴薯收獲機發(fā)展概況
馬鈴薯是我國北方主要糧食作物之一， 在內(nèi)蒙、甘肅、寧夏、河北、山西、黑龍江、河南等省大面積種植，特別是內(nèi)蒙、甘肅、河北北部等地因常年干旱少雨，氣候寒冷，沙質(zhì)土壤多，不利于其它作物的生長，馬鈴薯使成為這些地區(qū)的主產(chǎn)糧食作物。近幾年來，馬鈴薯迅速以經(jīng)濟作物走向市場，大量銷售到北京、天津、上海、廣州等各大城市，美國百事食品有限公司等國外企業(yè)也紛紛在我國以承包大面積種薯地形式而參與到馬鈴薯種植和深加工行業(yè)。隨著馬鈴薯向規(guī)?；N植的發(fā)展，農(nóng)民要求機械化收獲的愿望日趨強烈。由于各地土壤、氣候、地形及種植習慣的差異，種植機械發(fā)展相對滯后，多采用犁翻人工點播種植，行距不統(tǒng)一。小行距平作與大行距壟作形式共存，平作行距在400-550mm 之間，壟作在600—900mm之間。近幾年，隨著早上市鮮薯需求量的增加，收獲季節(jié)提前，馬鈴薯莖葉生長旺盛，薯皮鮮嫩，機械收獲更易破皮和纏繞擁土，使農(nóng)藝要求與機械收獲適應性的矛盾更加突出。機械化收獲馬鈴薯技術，關鍵問題是收獲機械適應性差，傷薯率高。因此，研制開發(fā)性能優(yōu)良，適應性強，傷薯率低，多型號，價格適中，并能同大中馬力拖拉機配套的收獲機械是非常必要的。
1.1.1 國內(nèi)馬鈴薯收獲機發(fā)展概況
新中國成立初期, 我國收獲馬鈴薯采用人工刨或舊犁挖掘的落后方式。直到20世紀60年代中期,馬鈴薯收獲機具的研制工作才逐步發(fā)展起來。研究人員在研究原西德、原蘇聯(lián)、日本、瑞士等國外機具的基礎上，研制成功了升運鏈式馬鈴薯收獲機，但是由于受當時歷史條件的限制，沒能實現(xiàn)大面積推廣和使用。
20世紀70年代中期，由于手扶拖拉機的大量推廣應用, 國內(nèi)又掀起了為手扶拖拉機配套的馬鈴薯收獲機的研制高潮, 成功研制了鼠籠式馬鈴薯收獲機, 但受當時的配套動力限制, 未能生產(chǎn)和推廣。1979年，12國農(nóng)機展覽會后，國家將全部馬鈴薯收獲機樣機都投放在黑龍江省農(nóng)業(yè)機械工程科學研究院，從而為馬鈴薯收獲機的研究工作創(chuàng)造了良好的條件。
到 20 世紀 90 年代中期, 由于國產(chǎn)小四輪拖拉機的大量推廣和應用, 研制馬鈴薯收獲機已被列入重要日程。而此后, 其市場需求旺盛, 先后有小型升運鏈式馬鈴薯收獲機和振動式馬鈴薯收獲機投放市場,并占據(jù)了很大的市場份額。
1.1.2 國外馬鈴薯收獲機發(fā)展概況
從農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展過程來看，馬鈴薯收獲機發(fā)展較遲緩，只是近50年才發(fā)展到較高水平。國外馬鈴薯機械化收獲起步早、發(fā)展快、技術水平高。在2O世紀4O年代初前蘇聯(lián)、美國就開始研制推廣應用馬鈴薯收獲機了，5O年代末期全面實現(xiàn)了生產(chǎn)機械化。7O～8O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)機械化。國外馬鈴薯收獲機械的技術水平相當高，不但生產(chǎn)率高而且高新技術已融于機具之中。如采用振動、液壓技術進行挖掘；采用傳感技術控制土壤喂人量、馬鈴薯傳運量以及分級裝載；采用氣壓、氣流、光電技術進行碎土和分離及利用微機進行監(jiān)控操作等。
原蘇聯(lián)是生產(chǎn)收獲機最早的國家。1960年，馬鈴薯聯(lián)合收獲機保有量是3萬臺，1976年，保有量是6萬臺，1979年，馬鈴薯收獲機械工業(yè)化程度達到77%（其中國營農(nóng)場為84%，集體農(nóng)莊為73%）；到20世紀90年代除，馬鈴薯收獲機共有16種機型，其中10種是聯(lián)合收獲機，其中勞動生產(chǎn)率比其他2行收獲機提高1-2倍。
美國在1948年以前用收獲機來收獲馬鈴薯，然后人工撿拾。直到1967年，開始使用聯(lián)合收獲機，勞動生產(chǎn)率達到100kg/（h·人）。20世紀80年代初期，聯(lián)合收獲機和分段收獲的面積占馬鈴薯種植面積的85%，其中聯(lián)合收獲已經(jīng)達到50%以上、20世紀到90年代，美國已經(jīng)基本實現(xiàn)了馬鈴薯收獲機械化。
德國20世紀在40年代主要生產(chǎn)和使用拋擲式收獲機；50年代主要生產(chǎn)和使用升運鏈式收獲機和撿拾裝載機，進行分段收獲；到1970年保有量達到6205臺；70年代開始生產(chǎn)聯(lián)合收獲機，機型有20多種，均是原聯(lián)合收獲機的變型，其保有量達到6萬臺；90年代開始生產(chǎn)收獲-撿拾裝載機和具有自動分選裝置的聯(lián)合收獲機。
日本在1955年以前使用畜力挖掘機，1955年到1965年生產(chǎn)懸掛式的拋擲式和升運鏈式收獲機。70年代開始引進英國、美國等發(fā)達國家的聯(lián)合收獲機，并研制適合日本國情的聯(lián)合收獲機。
目前，國外馬鈴薯收獲機械大多采用升運鏈條式聯(lián)合作業(yè)，技術上已達到相當高的水平。由于國外馬鈴薯采用機械化壟作種植形式，適應這種特點而設計的