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整杆式高效智能甘蔗收割机的研究与应用摘要：本文依据当前甘蔗收割设备应用中存在的问题，研究整杆式高效智能甘蔗收割机，通过设置自动化控制关键模块，研发和完善在线自动扶蔗、导入、夹固、切根（刀盘自动升降）、断尾、传送、剥叶（自动调整）、甘蔗收集、暂存等功能,有效提高收割效率。
关键词：甘蔗收割机；整杆式；高效智能我国甘蔗主要分布在北纬24°以南的地区，其中以广东、广西、海南、云南等省区种植面积最大，大部分地区甘蔗收割以传统人工收割为主，劳动强度大，效率低。
甘蔗收割机械化滞后已成为我国甘蔗产业化发展的瓶颈问题，加快甘蔗生产的机械化程度发展已十分迫切。
近年来我国先后引进了数十台国外大型和中型切段式甘蔗联合收割机，使用中存在机器系统配套不合理、农机与农艺技术不匹配等问题。
在国家的支持下，自主研发机型开始已取得较大发展，但甘蔗收割机大体还存在一些关键技术问题没有解决。
针对上述问题，急需针对符合我国农艺要求的甘蔗联合收割机的研究。
1、甘蔗收割机种类目前主要甘蔗收获机应分为切断式甘蔗联合收割机和整杆式甘蔗联合收割机两类。
切段式甘蔗收割机在收割的同时完成切段工作，甘蔗从甘蔗机出来时是成段的，可直接用于榨糖。
切段式甘蔗收割机主要完成以下工序：扶蔗、切梢、收割、切段、清选、装载、蔗叶切碎还田等工序。
此类切段式甘蔗收割机适应坡度小于15°的地块，突出优点就是高效便捷、配套动力大、实现的功能多、基本可以实现生产的自动化以及全面机械化。
弊端有：宿根破头率大、含杂率高，工作可靠性低、甘蔗损耗率高，刀具维护差等问题。
且甘蔗收获必须在12小时内送到糖厂加工，否则将发生糖的损失和变质。
切断式甘蔗收获机受到糖厂加工设备、加工工艺等因素的制约。
整杆式甘蔗收割机生产出的甘蔗则是整根的，收割完成后可以直接进糖厂榨糖加工。
整杆式甘蔗收割机主要完成以下工序：在线自动扶蔗、导入、夹固、切根（刀盘自动升降）、断尾、传送、剥叶（自动调整）、甘蔗收集、暂存等功能,有效提高收割效率。
甘蔗整秆剥叶关键技术与剥叶机理研究牟向伟;黄煜;万理;黄植功;韦春荣;李寒阳【摘要】甘蔗是我国主要的糖料作物，目前我国甘蔗机械化收获技术水平较低导致蔗糖生产成本较高；而剥叶关键技术研究是甘蔗机械化收获技术发展的关键环节之一。
针对上述问题，分析了国内外关于甘蔗整秆剥叶关键技术与剥叶机理的研究现状，指出叶鞘剥离机理是甘蔗整秆剥叶关键技术研究的重点内容。
同时，提出了3个拟解决的关键科学问题：①叶鞘的基本破坏强度和破坏形式以及叶鞘剥离机理；②剥叶元件对叶鞘的破坏作用机理及其运动状态方程与动力学模型；③基于叶鞘剥离机理理论的甘蔗整秆剥叶关键技术。
%Sugarcane is the main sugar crop in China .At present , the sucrose cost in China is higher than that of world average .The main reason is that mechanization level for sugarcane harvesting is too low .Study on key technology of whole stalk sugarcane leaf-stripping is one of the key parts of the development of the sugarcane harvesting mechanical technolo -gy .For above problems , the research status on both domestic and overseas whole stalk sugarcane leaf -stripping was ana-lyzed .Study on the leaf sheath-stripping mechanism is the main content of research on key technology of whole stalk sug -arcane leaf-stripping .Three key issues are presented as followings:( 1 ) the fundamental failure strength , fracture forms of leaf sheath and its mechanism;( 2 ) the fracture mechanism of leaf sheath under the action of leaf-stripping elements and its motion state equation and the dynamic model and ( 3 ) key technology of whole stalk sugarcane leaf-stripping based on the theory of leaf sheath-stripping mechanism .【期刊名称】《农机化研究》【年(卷),期】2013(000)011【总页数】5页(P13-17)【关键词】甘蔗;整秆;剥叶;关键技术;机理【作者】牟向伟;黄煜;万理;黄植功;韦春荣;李寒阳【作者单位】广西师范大学电子工程学院，广西桂林 541004;广西师范大学电子工程学院，广西桂林 541004;广西师范大学电子工程学院，广西桂林 541004;广西师范大学电子工程学院，广西桂林 541004;广西师范大学电子工程学院，广西桂林 541004;广西师范大学电子工程学院，广西桂林 541004【正文语种】中文【中图分类】S225.5+30 引言甘蔗是我国主要的糖料作物，蔗糖产量占我国食糖总产量的90%以上，在我国农业经济中占有重要地位。
适用于云南山区小型整杆式甘蔗剥叶机的设计摘要：文章通过对各种甘蔗剥叶方法进行比较和分析, 提出适合云南省高山蔗区的一种小型整杆式甘蔗剥叶机，核心部件是剥叶刀。
工作时甘蔗在输送轮、压紧轮的摩擦力的驱动下向前运动，当甘蔗进入剥叶区时，剥叶刀通过弹簧径向自动调整紧贴甘蔗表面，随着输送的继续，剥叶刀刃口在蔗茎圆周表面划过，将甘蔗叶剥下，消除蔗茎两侧打击不到的剥叶盲区。
文章重点叙述小型整杆式甘蔗剥叶机的设计方案和工作原理。
关键词：甘蔗剥叶机；剥叶刀；设计在云南省蔗糖生产已成为主要的支柱产业之一，是农民收入的主要经济来源。
甘蔗送往糖厂以前必须将蔗叶处理干净, 若处理不干净,叶子会粘附糖汁而被浪费掉, 降低蔗糖产量影响糖厂效益；还会降低甘蔗等级和价格，直接影响农民的收入甚至糖厂拒收。
目前，在云南省蔗农收获甘蔗基本上沿用古老的手工作业方式，其收获的工序一般包括: 去稍、砍根、剥蔗叶、捆扎。
其中剥蔗叶劳动时间最长，剥叶所占用的时间为整个收获作业时间的65% 左右，人工剥叶每小时只能60～80根，劳动强度大，生产成本高，工作效率较低。
再加上云南省制糖企业的生产管理水平相对比较落后，甘蔗从收割到榨糖一般要存放一星期左右，所以焚烧式和分段后剥叶的处理方法在云南省均不适用。
由于甘蔗的收割季节性强、加上近年来外出务工人员增多，收获时节劳动力不足等因素严重制约了云南甘蔗种植规模和制糖业的发展。
当前国内研制的各种甘蔗剥叶机, 因存在剥叶质量不理想、价格昂贵等原因未得到广泛的推广。
因此，必须针对目前云南省甘蔗生产的实际情况研制出一种体积小、田间转弯灵活、价格低廉、剥叶效果好的具有云南特色的小型甘蔗剥叶机，在云南省蔗区有着广阔的销售市场。
1国内甘蔗剥叶机的研究现状目前，我国研制较多的是整杆式甘蔗收获机, 其剥叶机构采用离心式剥叶法。
其核心部分由输送装置、剥叶装置、动力装置组成。
如图1所示，其工作原理是利用高速旋转的剥叶元件反复打击和扯拽将蔗叶与蔗茎脱离。
整秆式甘蔗收割机收割效果研究张华伟;吴建明;张胜忠;赖振光;范业赓;李燕娇;周忠凤;陈荣发;吴宗猛;吴延勇;邓宇驰【期刊名称】《广西糖业》【年(卷),期】2024(44)2【摘要】广西蔗区生产上普遍使用中大型切断式收割机收割甘蔗,存在含杂率和损失率高、影响宿根蔗的生长和产量等问题,导致蔗区机械收割水平低,机收推进缓慢。
本研究利用中小型整秆式收割机开展甘蔗收割试验,分析其收割效果及对甘蔗品质和翌年宿根蔗生长的影响,结果发现,中小型整秆式收割机的甘蔗收割效率较高,单位时间内的收割效果相当于40个工人的砍收量,含杂率仅2.71%,损失率仅2.98%,留茬高度和破蔸率总体上优于人工砍收,未对甘蔗糖分、宿根蔗发株和生长造成不利影响,有较好的应用前景。
建议进一步加大中小型整秆式收割机研发和推广应用的支持力度,加强对收割效率、机械运行稳定性、倒伏甘蔗的收割、适合机收甘蔗品种和农机农艺融合技术等研究,并开展机械收割标准化基地建设与示范,多途径促进蔗区机收水平提升,为甘蔗生产上进一步优化升级和推广应用中小型整秆式收割机提供参考依据。
【总页数】4页(P93-96)【作者】张华伟;吴建明;张胜忠;赖振光;范业赓;李燕娇;周忠凤;陈荣发;吴宗猛;吴延勇;邓宇驰【作者单位】广西科创农业科技集团有限责任公司;广西农业科学院甘蔗研究所/广西甘蔗遗传改良重点实验室/农业农村部广西甘蔗生物技术与遗传改良重点实验室【正文语种】中文【中图分类】S225.53【相关文献】1.提高整秆式甘蔗收割机喂入速度的仿真试验及改进效果2.整秆式甘蔗收割机集堆装置重力自卸机构设计与仿真3.小型整秆式甘蔗收割机改进设计与试验4.小型整秆式甘蔗收割机切割系统的改进与试验5.整秆式甘蔗收割机剥叶过程仿真分析与试验因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
本刊特稿小型轮式甘蔗收割机断尾机理的实验研究项菲菲项忠珂（江西科技学院机械工程学院，江西南昌330098）摘要:甘蔗的尾部多嫩叶且少糖，在进糖厂之前要求切断，人工切断会效率低且人工成本很高。
小型甘蔗收割机要实现甘蔗的全自动化收割必须完成扶蔗、砍蔗、剥叶、断尾和打捆等环节。
因此，断尾机构的性能对收割机整机的自动化效果有很大的影响。
通过对甘蔗尾部嫩叶的处理方式实验寻找对断尾有利的因素，为断尾机构设计提供参考。
关键词:小型甘蔗收割机;断尾机理；蔗尾嫩叶剥开0引言我国甘蔗生产机械化水平低下，以广西为例，基本上是基金项目：江西科技学院自然科学项目（ZR15YB08）。
作者简介:项菲菲（1988-）,女,汉族,硕士,讲师,研究方向:计算机仿真技术及应用。
项忠珂（1984-）,男，汉族，硕士，讲师，研究方向：汽车安全技术。
依靠人、畜等原始劳动力种植和收割甘蔗,机械化率很低,即使是有机械作业的农场,也仅仅是在甘蔗生产的翻地、播种、砍断、剥叶等少数环节上实行机械化。
机械化程度不高造成的蔗糖生产成本上升制约了蔗糖产业的发展。
本文研究的断尾机理实验主要是研究甘蔗尾部嫩叶的处理方式,通过实验,寻找对断尾有利的因素,为断尾机构设计提磐考。
1实验目的及材料蔗尾嫩叶的不同处理方式对断尾的成功率和断尾效果有很大影响的同时，对断尾机构的设计和布局也有直接的影响。
通过对比实验，以实现断尾的所需的能量大小为指标，选择一种有利的蔗尾嫩叶处理方式。
实验所用的甘蔗均为种植在南宁扶绥县的台糖160为使实验具有普遍性和有效性，在砍伐甘蔗时选择不同的地块，甘蔗由5人随机要一个人管理。
但是,在环境监磁有机肥制作上机械化不足，在2019年非洲猪瘟入侵大冶市时，由于环境监控上存在空白，致使不能做到有效预防，大冶市部銖场损失惨重。
急需基于空间电场技术的畜禽空气净化机械、新型畜禽舍除尘除臭机械;在有机肥的制作上，由于设备资金投入较大，受场地的限制,大部分养殖场还是传统的使用沼气池发酵，未进行有机肥加工制作,需配备泄物高效^理机械。
小型甘蔗收获机剥叶断尾机构改进与试验研究赖㊀晓ꎬ杨㊀鹏ꎬ王伟权ꎬ杨㊀峰ꎬ张泽强ꎬ庞月生(广西大学机械工程学院ꎬ南宁㊀５３０００４)摘㊀要:分析了当前小型整秆式甘蔗收获机剥叶断尾机构的基本结构与存在的问题ꎬ继而通过原理分析做出增加耙叶辊的设计改进ꎬ并通过样机试验来验证设计ꎮ结果表明:增加耙叶辊后的机构断尾率提高到８２.９６％ꎬ达到了目标水平ꎬ改进的设计对断尾功能的改善是有效的ꎮ获得最优的甘蔗断尾率指标为:耙叶辊转速为７００ｒ/ｍｉｎꎬ剥叶辊转速为１０００ｒ/ｍｉｎꎬ耙叶辊与甘蔗交错作用深度的最佳水平为６０ｍｍꎬ剥叶辊与甘蔗交错作用深度为４０ｍｍꎮ关键词:甘蔗收获机ꎻ剥叶断尾ꎻ耙叶辊ꎻ耙叶齿中图分类号:Ｓ２２５.５＋３㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:Ａ文章编号:１００３－１８８Ｘ(２０２０)１２－０１６６－０５０㊀引言小型甘蔗收获机的研发对提高我国食糖的国际竞争力具有重要意义[１－３]ꎮ小型甘蔗收获机的剥净率是考量收获机性能优劣的重要指标ꎬ而蔗尾部位的叶片较多且与蔗杆生长连接紧密ꎬ如不断除蔗尾则难以提高剥净率ꎮ国内外许多专家学者对此展开了研究:麻芳兰等设计了三角形剥叶轮布局的剥叶机构ꎻ牟向伟等设计了带弹性齿的剥叶滚筒ꎻ刘芳建探索了逆向剥叶的方式ꎻ谢卢鑫等则通过试验研究了带碎叶轮的剥叶断尾系统[４－７]ꎮ这些研究有力地推动了小型甘蔗收获机的剥叶断尾功能改善ꎬ但目前其剥叶断尾机构的断尾率仍需提高ꎮ１㊀剥叶断尾机构的结构与存在的问题１.１㊀剥叶断尾机构的基本结构小型甘蔗联合收割机较成熟的剥叶断尾机构主要包括１对周布橡胶圆柱的输入辊㊁１对均布高分子剥叶刷的剥叶辊和１对同样周布橡胶圆柱的输出辊ꎬ均呈上下对称分布ꎬ上下剥叶辊的剥叶刷与甘蔗有一定的交错深度ꎬ如图１所示ꎮ１.２㊀剥叶断尾机构存在的问题目前ꎬ小型整秆式甘蔗收获机剥叶断尾机构对甘收稿日期:２０１９－０６－１７基金项目:国家自然科学基金项目(５１４６５００６)ꎻ广西自然科学基金项目(２０１６ＧＸＮＳＦＢＡ３８０２４３)ꎻ广西大学生创新计划项目(２０１８１０５９３１２７)ꎻ广西制造系统与先进制造技术重点试验室项目(桂科能０７１０９００８＿０２１＿Ｋ)作者简介:赖㊀晓(１９７９－)ꎬ女ꎬ广西北流人ꎬ讲师ꎬ硕士生导师ꎬ(Ｅ－ｍａｉｌ)ｄａｗｎｌｘ１９７９＠１２６.ｃｏｍꎮ蔗中部蔗叶的剥净率低于２％ꎬ伤蔗率低于１０％ꎬ但蔗尾部分的剥叶效果不甚理想ꎬ没有达到至少８０％断尾率的功能要求[８－１０]ꎮ对剥叶后的甘蔗进行观察可以看到:成熟的甘蔗蔗尾常有５~６片蔗叶层层紧密包裹ꎬ剥叶断尾机构难以把蔗尾打断ꎬ且蔗尾即使断掉也无法与蔗秆分离ꎮ剥叶断尾机构剥叶后的甘蔗如图２所示ꎮ１.输入辊㊀２.剥叶辊㊀３.输出辊图１㊀甘蔗收割机剥叶断尾机构Ｆｉｇ.１㊀Ｌｅａｆ－ｃｌｅａｎｉｎｇａｎｄｔａｉｌ－ｂｒｅａｋｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍ图２㊀剥叶断尾机构剥叶后的甘蔗Ｆｉｇ.２㊀Ｓｕｇａｒｃａｎｅａｆｔｅｒｃｌｅａｎｉｎｇｌｅａｖｅｓ２㊀剥叶断尾机构的工作机理分析甘蔗收获机剥叶断尾机构的工作机理如图３所示ꎮ图３㊀剥叶断尾机构工作机理简图Ｆｉｇ.３㊀Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｗｏｒｋｉｎｇｔｈｅｏｒｙｓｋｅｔｃｈ甘蔗收获机剥叶断尾机构主要通过剥叶辊上的剥叶刷高速旋转产生的离心力Ｆ对甘蔗茎秆进行打击和刮擦ꎬ从而剥落蔗叶ꎮ其中ꎬ甘蔗尾梢部是甘蔗中最为脆弱的部分(俗称 鸡蛋黄 )ꎬ用较小的打击力便可以将其折断ꎮ在剥叶过程中ꎬ针对甘蔗茎秆中部与尾梢部的弹性模量和硬度之间的差异ꎬ在输入辊和输出辊夹持力Ｎ１㊁Ｎ２和剥叶刷的打击力Ｆ作用下ꎬ甘蔗的茎秆受到按一定频率持续不断的打击ꎻ当打击力落在甘蔗最脆弱的尾稍时ꎬ蔗尾折断ꎬ从而达到断尾的目的根据材料力学ꎬ在剥叶刷的打击下甘蔗受到的最大弯曲正应力为σｍａｘ＝ＭＷｚ(１)式中㊀Ｍ 蔗茎截面的弯矩(Ｎ ｍ)ꎻ㊀ＷＺ 蔗茎的抗弯截面系数(ｍｍ)３ꎮ蔗茎截面近似圆形ꎬ在没有蔗叶包裹时其抗弯截面系数为Ｗｚ＝πｄ３３２(２)其中ꎬｄ为甘蔗尾茎打断处直径(ｍ)ꎮ如果尾部茎秆包裹着５~６片蔗叶ꎬ则其抗弯截面系数增大为Ｗｚ＝π(ｄ＋２Ｔ)３３２(３)其中ꎬＴ为甘蔗尾茎打断处包裹叶片厚度(ｍｍ)ꎮ甘蔗尾稍处的直径一般为１２~１３ｍｍꎬ包裹上５~６片叶子后厚度增加约０.５ｍｍꎬ将数值代入式(２)和式(３)ꎬ可得无蔗叶状态下蔗茎抗弯截面系数为１６９.６５ｍｍ３ꎬ而包裹叶片的蔗茎抗弯截面系数增大到２１５.６９ｍｍ３ꎬ从而显著降低了蔗尾所受的弯曲正应力ꎮ此外ꎬ蔗叶柔韧的纤维组织还起到了一定的减震缓冲作用ꎬ使得蔗尾更不易被剥叶断尾机构打断ꎮ所以ꎬ要提高甘蔗收获机剥叶断尾的效果ꎬ必须要先将甘蔗尾稍的蔗叶耙开ꎬ但没必要把尾稍蔗叶粉碎ꎮ其原因是当它被输入辊夹持经受剥叶辊打击时可以起到一定的对蔗尾的拉扯作用ꎬ更有利于断尾ꎮ３ 甘蔗收获机剥叶断尾机构的改进设计根据前述 耙叶 剥叶 断尾 的设计理念ꎬ要更好地实现断尾功能ꎬ宜在剥叶辊前增设１对耙叶辊以实现撕开尾部蔗叶的目的ꎮ耙叶辊的设计类似于剥叶辊ꎬ在旋转的辊筒外圆周上布置相应的橡胶功能元件ꎬ而耙齿的结构对耙开蔗叶的功能实现具有关键作用ꎬ因此耙叶齿的设计尤为重要ꎮ根据蔗尾叶片多层紧密包裹缠绕的形态ꎬ耙叶齿的设计采用了钩齿状橡胶楔形齿ꎬ耙齿顶如钩状端凸起ꎬ耙叶齿两侧面有类似搓衣板的凸起筋条ꎬ如图４所示ꎮ设计思路是:耙叶辊高速运转时ꎬ耙齿顶端的钩状凸起在冲击力作用下便能强劲地从紧密包裹缠绕的蔗叶中钩进去ꎬ然后齿侧的凸起筋条对蔗叶进行层层刮擦㊁撕扯ꎬ从而把蔗叶一层一层耙开ꎮ将４组耙叶齿均布安装到耙叶辊上ꎬ每组１１个齿ꎬ安装好的耙叶辊如图５所示ꎮ图４㊀耙叶齿模型图Ｆｉｇ.４㊀Ｌｅａｆ－ｒａｋｉｎｇｔｅｅｔｈｍｏｄｅｌ图５㊀耙叶辊模型图Ｆｉｇ.５㊀Ｌｅａｆ－ｒａｋｉｎｇｒｏｌｌｅｒｍｏｄｅｌ４㊀样机试验分析４.１㊀试验材料试验用甘蔗为新鲜带完整蔗尾的粤糖２０号ꎬ蔗秆直径平均在１７~２３ｍｍ之间ꎬ无明显损伤ꎮ４.２㊀试验方法通过Ｌ２７(３１３)正交试验方法ꎬ以甘蔗在蔗尾部位打断的数量比即断尾率作为指标ꎮ断尾率至少达到８０％以上为达标ꎬ断尾率越高越好ꎮ试验因素水平如表１所示ꎮ表１㊀断尾试验设计表Ｔａｂｌｅ１㊀Ｔｈｅｔａｉｌ－ｂｒｅａｋｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｄｅｓｉｇｎ水平耙叶辊转速Ｍ/ｒ ｍｉｎ－１剥叶辊转速Ｎ/ｒ ｍｉｎ－１剥叶辊与甘蔗交错作用深度Ｓ/ｍｍ耙叶辊与甘蔗交错作用深度Ｔ/ｍｍ１６００８００２０４０２７００９００３０５０３８００１０００４０６０４.３㊀试验样机与仪器试验在广西大学机械学院甘蔗收获机实验室进行ꎮ根据试验需求ꎬ课题组自行设计制造了如图６所示的小型甘蔗收获机剥叶断尾机构台架ꎮ台架主要由安装支架㊁１对夹持输入辊㊁３个剥叶断尾辊㊁１对夹持输出辊及动力传动部件等组成ꎮ输入辊㊁输出辊和剥叶辊分别由３个２５Ｗ电机驱动ꎬ各自以１台型号ＭＦ－７.５Ｋ－３８０数字变频器单独进行变速ꎮ图６㊀断尾试验样机Ｆｉｇ.６㊀Ｌｅａｆ－ｃｌｅａｎｉｎｇａｎｄｔａｉｌ－ｂｒｅａｋｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｐｏｒｏｔｙｐｅ４.４㊀试验结果正交试验结果如下表２所示ꎮ２７次试验平均断尾率为８２.９６％ꎬ达到了断尾目标要求ꎬ断尾的情况如图７所示ꎮ图７㊀打断的蔗尾Ｆｉｇ.７㊀Ｓｕｇａｒｃａｎｅｔａｉｌｓｂｒｏｋｅｎｏｆｆ表２㊀正交试验表Ｔａｂｌｅ２㊀Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｔａｂｌｅ序号ＭＮＭˑＮＭˑＮＳＭˑＳＭˑＳＴＭˑＴＭˑＴ含杂率/％断尾率１１１１１１１１１１１１１１２.２０８０.５０２１１１１２２２２２２２２２０.３８８１.００３１１１１３３３３３３３３３０.８９７１.００４１２２２１１１２２２３３３０.２３００.８０５１２２２２２２３３３１１１０.９９３０.７０６１２２２３３３１１１２２２２.５８７０.５０７１３３３１１１３３３２２２３.０２６０.８０８１３３３２２２１１１３３３４.２７１０.６０９１３３３３３３２２２１１１２.２１８０.９０续表２序号ＭＮＭˑＮＭˑＮＳＭˑＳＭˑＳＴＭˑＴＭˑＴ含杂率/％断尾率１０２１２３１２３１２３１２３３.３０８０.７０１１２１２３２３１２３１２３１２.２１８０.９０１２２１２３３１２３１２３１２１.４６９１.００１３２２３１１２３２３１３１２０.４７５１.００１４２２３１２３１３１２１２３２.２２２１.００１５２２３１３１２１２３２３１１.０８９１.００１６２３１２１２３３１２２３１０.８０１１.００１７２３１２２３１１２３３１２１.２２４０.９０１８２３１２３１２２３１１２３１.１０４１.００１９３１３２１３２１３２１３２５.０９８０.４０２０３１３２２１３２１３２１３０.４３００.８０２１３１３２３２１３２１３２１１.０４４０.９０２２３２１３１３２２１３３２１１.８８１０.５０２３３２１３２１３３２１１３２０.３７２０.９０２４３２１３３２１１３２２１３５.３２１０.７０２５３３２１１３２３２１２１３１.５０３１.００２６３３２１２１３１３２３２１１.８６４０.９０２７３３２１３２１２１３１３２０.２２２１.００４.４ 结果分析根据正交试验结果对４个影响因素进行极差分析ꎬ结果如图８所示ꎮ图８㊀各因素断尾率极差图Ｆｉｇ.８㊀Ｒａｇｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｂｒｅａｋｉｎｇｔａｉｌ以断尾率为试验指标的方差分析表如表３所示ꎮ表３㊀方差分析表Ｔａｂｌｅ３㊀Ａｎｏｖａｔａｂｌｅ因素偏差平方和自由度Ｆ比Ｓｉｇ.α＝０.０５显著性Ｍ０.１８３２１６.４６７０.００４∗续表３因素偏差平方和自由度Ｆ比Ｓｉｇ.α＝０.０５显著性Ｎ０.０６７２６.０６７０.０３６∗Ｓ０.１０３２９.２６７０.０１５∗Ｔ０.２７６２２４.８６７０.００１∗ＭˑＮ０.１４６４６.５６７０.０２２∗ＭˑＳ０.０３７４１.６６７０.２７４ＭˑＴ０.０９０４４.０６７０.０６２∗误差０.０３３６０.００６㊀㊀结合试验结果与方差分析表ꎬ综合分析可以得出如下结论:１)在α＝０.０５显著性水平下ꎬ对断尾率指标有显著影响的因素有:耙叶辊转速㊁剥叶辊转速㊁剥叶辊与甘蔗交错作用深度㊁耙叶辊与甘蔗交错作用深度ꎬ以及耙叶辊转速与剥叶辊转速的交互作用和耙叶辊转速与耙叶辊跟甘蔗交错作用深度的交互作用ꎬ而剥叶辊与甘蔗交错作用深度与耙叶辊转速的交互作用对断尾的影响不明显ꎮ２)对２７次试验的断尾率进行综合平均ꎬ可得改进后剥叶断尾机构的断尾率平均值为８２.９６％ꎮ这表明ꎬ改进后的机构断尾功能得到明显提高ꎬ断尾目标已达到预期断尾率８０％以上的要求ꎮ３)耙叶辊转速㊁耙叶辊与甘蔗交错作用深度ꎬ以及耙叶辊转速与剥叶辊转速的交互作用㊁耙叶辊转速与耙叶辊跟甘蔗交错作用深度的交互作用是显著影响断尾率的因素ꎬ表明设计带钩状耙叶齿的耙叶辊对尾部蔗叶进行耙开ꎬ对提高断尾功能确实具有关键性作用ꎮ４)平均含杂率１.７８１％ꎬ仍然保持低于２％的低含杂率ꎬ完全满足含杂率的要求ꎮ５)综合分析表明ꎬ在以断尾率为指标情况下的较优组合为Ｍ２Ｎ３Ｓ３Ｔ３ꎮ５㊀结论１)剥叶断尾机构改进后的断尾率综合水平为８２.９６％ꎮ台架正交试验显示对断尾率影响显著的因素有:耙叶辊转速㊁剥叶辊转速㊁剥叶辊与甘蔗交错作用深度㊁耙叶辊与甘蔗交错作用深度ꎬ以及耙叶辊转速与剥叶辊转速的交互作用㊁耙叶辊转速与耙叶辊跟甘蔗交错作用深度的交互作用ꎮ这说明ꎬ新设计的剥叶断尾机构提高了断尾功能ꎬ使得断尾率达到预期８０％以上的要求ꎮ２)甘蔗收获机剥叶断尾机构的耙叶辊转速和耙叶刷与甘蔗间交错深度对甘蔗断尾率有显著影响ꎬ说明耙叶辊的设计对蔗尾蔗叶先进行耙开以协助断尾ꎬ对改善断尾功能是有关键作用的ꎮ３)为了得到最好的剥叶断尾效果ꎬ各个因素水平设置为:耙叶辊转速７００ｒ/ｍｉｎꎬ剥叶辊转速１０００ｒ/ｍｉｎꎬ剥叶辊与甘蔗交错作用深度是４０ｍｍꎬ耙叶辊与甘蔗交错作用深度的最佳水平为６０ｍｍꎮ参考文献:[１]㊀刘晓雪ꎬ段萱. 十三五 以来国内外食糖市场形势分析与未来展望[Ｊ].农业展望ꎬ２０１８(９):８－１６. [２]㊀柏章才ꎬ张文彬ꎬ卢秉福.中国制糖产业转型升级主要影响因素分析[Ｊ].中国糖料ꎬ２０１８(５):６２－６５. [３]㊀ＣＰＮｏｒｒｉｓꎬＲＪＤａｖｉｓꎬＤＪＱｕｉｃｋꎬｅｔａｌ.Ａｎａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅａｐ￣ｐｒｏａｃｈｔｏｃａｎｅｈａｒｖｅｓｔｅｒｄｅｓｉｇｎ:ａｎｉｎｉｔｉａｌｒｅｖｉｅｗｏｆｔｈｅＭａｓｓＦｅｒｇｕｓｏｎ４０５[Ｊ].Ｐｒｏｃ.Ａｕｓｔ.Ｓｏｃ.ＳｕｇａｒＣａｎｅＴｅｃｈｎｏｌꎬ１９９８(２):１０－１６.[４]㊀麻芳兰ꎬ蒋红梅ꎬ李尚平ꎬ等.整秆式甘蔗收获机剥叶断尾机构设计与试验ꎬ[Ｊ].农业机械学报ꎬ２０１２ꎬ４３(６):７３－７８.[５]㊀吴剑锋.整秆式甘蔗收割机断尾机构的虚拟仿真分析与设计[Ｄ].杭州:浙江大学ꎬ２０１４.[６]㊀罗菊川ꎬ区颖刚ꎬ刘庆庭.甘蔗断尾现状及断尾机构分析[Ｊ].江苏农业科学ꎬ２０１６ꎬ４４(６):４１２－４１５. [７]㊀刘芳建ꎬ狄明利ꎬ米义ꎬ等.各级转速受控式甘蔗剥叶装置的设计与试验[Ｊ].农机化研究ꎬ２０１４ꎬ３６(１１):１６８－１７. [８]㊀ＳｔｕａｒｔＧꎬＭＣｃａｒＴｈｙ.Ｔｈｅｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｏｆｓｅｎｓｏｒｙｃｏｎｔｒｏｌｆｏｒｓｕｇａｒｃａｎｅｈａｒｖｅｓｔｅｒｓ[Ｄ].ＳｏｕｔｈｅｒｎＱｕｅｅｎｓｌａｎｄ:ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｏｕｔｈｅｒｎＱｕｅｅｎｓｌａｎｄꎬ２００３.[９]㊀李婉ꎬ李尚平ꎬ刘东美.小型整秆甘蔗收获机械喂入机构仿真分析与试验研究[Ｊ].农机化研究ꎬ２０１０ꎬ３２(７):１５２－１５５.[１０]㊀沈中华ꎬ李尚平ꎬ麻芳兰ꎬ等.基于ＦＬＥＸＳＩＭ和ＡＤＡＭＳ的小型甘蔗收获机喂入能力的仿真及试验[Ｊ].农业机械学报ꎬ２０１４ꎬ４１(９):９０－９４.ＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔａｎｄＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｎｔｈｅＬｅａｆ－ｃｌｅａｎｉｎｇａｎｄＴａｉｌ－ｂｒｅａｋｉｎｇＭｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｈｅＳｍａｌｌＴｙｐｅＳｕｇａｒｃａｎｅＨａｒｖｅｓｔｅｒＬａｉＸｉａｏꎬＹａｎｇＰｅｎｇꎬＷａｎｇＷｅｉｑｕａｎꎬＹａｎｇＦｅｎｇꎬＺｈａｎｇＺｅｑｉａｎｇꎬＰａｎｇＹｕｅｓｈｅｎｇ(ＧｕａｎｇｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＮａｎｎｉｎｇ５３０００４ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｔｈｅｌｅａｆ－ｃｌｅａｎｉｎｇａｎｄｔａｉｌ－ｂｒｅａｋｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｈｅｓｍａｌｌｔｙｐｅｓｕｇａｒｃａｎｅｈａｒｖｅｓｔｅｒꎬｔｈｉｓｐａｐｅｒｆｉｒｓｔａｎａｌｙｓｉｓｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｅｘｉｓｔｉｎｇｉｎｃｕｒｒｅｎｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｉｎｔｈｅｏｒｙꎬｔｈｅｎｂｒｉｎｇｏｕｔｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄｄｅｓｉｇｎ－ｒａｋｉｎｇｒｏｌｌｅｒｓａｃｃｏｒｄｉｎｇｌｙꎬａｎｄｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｐｒｏｔｏｔｙｐｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｔｏｖａｌｉｄａｔｅｔｈｅｄｅｓｉｇｎａｔｌａｓｔ.Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄｄｅｓｉｇｎｉｓｖａｌｕａｂｌｅａｓｔｈｅｔａｉｌ－ｂｒｅａｋｉｎｇｒａｔｅｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄｔｏ８３.７％ｗｉｔｈｒａｋｉｎｇｒｏｌｌｅｒｓ.Ｔｏｏｂｔａｉｎｔｈｅｂｅｓｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅꎬｔｈｅｒｏｌｌｉｎｇｓｐｅｅｄｏｆｔｈｅｒａｋｉｎｇｒｏｌｌｅｒｓｉｓ７００ｒ/ｍｉｎꎬｔｈｅｒｏｌｌｉｎｇｓｐｅｅｄｏｆｔｈｅｌｅａｆ－ｃｌｅａｎｉｎｇｒｏｌｌｅｒｓｉｓ９００ｒ/ｍｉｎꎬｔｈｅｄｅｐｔｈｏｆｔｈｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｒａｋｅｂｌａｄｅｒｏｌｌｅｒａｎｄｔｈｅｓｕｇａｒｃａｎｅｉｓ４０ｍｍꎬａｎｄｔｈｅｄｅｐｔｈｏｆｔｈｅｉｎ￣ｔｅｒａｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓｔｒｉｐｐｉｎｇｒｏｌｌｅｒａｎｄｔｈｅｓｕｇａｒｃａｎｅｉｓａｌｓｏ４０ｍｍ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｓｕｇａｒｃａｎｅｈａｒｖｅｓｔｅｒꎻｌｅａｆ－ｃｌｅａｎｉｎｇａｎｄｔａｉｌ－ｂｒｅａｋｉｎｇꎻｒａｋｉｎｇｒｏｌｌｅｒｓꎻｒａｋｉｎｇｔｅｅｔｈ２０２０年１２月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀农机化研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第１２期。
