甘蔗收割机设计

摘要随着科学技术的不断发展，农业机械化技术也发展到了一个新的水平；随着农业机械化技术的发展，的甘蔗收割机的发明成为目前各界人士关心的热点问题。

本文介绍了甘蔗收割机的研究背景、甘蔗收获机械的研究现状，分析了甘蔗收获机械的发展对策及前景，叙述了双排甘蔗收割机的实现原理和工作过程，详细讲述了双排甘蔗收割机中提升装置、转向装置以及支撑装置的设计过程。

这次和同组人员一起设计的的切段式甘蔗收割机能够更独特地更好地适应各种状态下的热带甘蔗的收割，包括倒伏和半倒伏的甘蔗。

而且，该收割机在田间作相对自由运动时，不损坏甘蔗杆，也不会将甘蔗拔起。

这种双排甘蔗收割机不会提前收割邻排的甘蔗，而且在田间自由运动时不会被甘蔗阻塞入口。

其中本人设计的提升装置是用来提升和横向向上分离倒伏的甘蔗，并且用来支撑起倒伏的甘蔗大量的向中心线运动即收割机向着支撑起的甘蔗条往前走。

转向装置用于使支撑起的甘蔗杆向中心线横向移动并且在切顶之后，甘蔗进入收割机之前对着收割机的运动方向推进甘蔗。

总之，用机械收割甘蔗已经取得更多更广泛应用，也将代替人工收割。

我也期待着能够在市场上早日看见象我们所设计的这种集专业化、智能化，自动化、敏捷化，高效化、小型化、简单化、环保化为一体的甘蔗收割机。

关键词：甘蔗收割机；提升装置；转向装置AbstractAlong with the constant developing of science and technology, the world’s outfit industry level has got great advance. And along with it, the course of industrialization has been greatly pushed, and so does the technology of farming mechanization. As a result, an invention of special cane harvester with brainpower, which is smart, has high efficiency, can realize simplification and automatization and protect the environment has become the focus of people of all classes.This paper introduces the research backgrounds and present situation of cane harvester and analyzes the development countermeasure in the future. Then it expatiates two-row harvester’s working theorem and procedure in detail. Besides that, the design of lifting, scroll and support mechanism are also the key parts. The chopper-type harvester of the present invention is particularly well suited for harvesting cane which includes semi-erect and lodged cane stalks common to high yield varieties of tropical sugar cane. The harvester includes a front end which allows for relatively free movement of the harvester through the field without damaging cane stalks or polling the roots of the cane out of the ground. The two-row harvester does not require cutting through each adjacent row of the cane prior to harvesting, and allows free movement of the harvester through the field without choking the intake of the cane int免费文档网o the harvester. The gatherer mechanism which I have designed for lifting and transversely separating fallen cane stalks upwardly and for supporting the fallen cane stalks along substantially a gatherer centerline as the harvester moves toward the supported cane stalks. And a turnaround device for moving the supported cane stalks transversely from the gatherer centerline and for thrusting the cane stalks in the direction away from forward movement of the harvester after topping the cane stalks and prior to receiving the cane stalks into the harvester.In a word, harvesting cane with machine has become more and more popular, and it will replace man force in the end. I also look forward to putting this very kind of cane harvester we designed into market as soon as possible.Key words: Cane harvester；Scroll support and lift mechanism；Turnaround mechanism免费文档网前言通过大学四年对基础知识和专业知识的的学习，以及每个短学期的实习，我较系统地学习、了解、掌握了基本理论知识和机械制造专业的专业基础知识。

综合分析题工作原理：甘蔗收割机的三大动力系统(砍蔗剥叶系统、换向输送系统、行走系统)均使用液压传动，而分动箱作为发动机和各执行系统的动力传递的桥梁，其作用主要是将发动机的动力合理地分配到各个执行机构，以满足工作需求，是甘蔗联合收割机的核心工作部件，其工作性能的优劣是影响甘蔗联合收割机整机的关键因素。

甘蔗联合收割机的动力分配箱主要由后箱体、前盖板、齿轮、轴和轴承等部件构成，（如图所示）它主要是完成切割、剥叶、输送、行走等功能所需动力的分配工作。

求：1.运用有限元分析方法，对箱体进行仿真分析，了解并得到分动箱主要部件的应力分布和变形情况；2.对分动箱进行模态分析，获取箱体的前十阶固有频率和固有振型；（1）分动箱简化几何模型如图具体尺寸：2分动箱的材料属性kg/m）泊松比屈服强度MPa 材料弹性模量（Pa）密度（3Q23511108.7⨯3.02352.0⨯3103载荷和边界条件箱体和前盖板上各轴承座受力情况如下表轴承座位置载荷（N）方向前盖板轴承（中）2100垂直向下180度范围内中心泵轴承座后箱体轴承（中）1800的面载荷前盖板轴承（下）2500垂直向上180度范围内砍蔗剥叶泵轴承座后箱体轴承（下）1900的面载荷前盖板轴承（左）330垂直向下180度范围内转向扶分蔗泵轴承座后箱体轴承（左）260的面载荷前盖板轴承（右）490垂直向下180度范围内行走泵轴承座后箱体轴承（右）390的面载荷分动箱通过箱体后面的12个螺栓孔固结于发动机上。

1.模型建立2.导入模型至ansys3.定义材料参数4.网格化大小设置10mm5.载荷与约束的设定6.求解应力大小与位移变形二.对分动箱进行模态分析，获取箱体的前十阶固有频率和固有振型；1.与一同理导入模态分析模块2.选定材料3.添加固定约束4.设定10阶模态5.求解得到X方向位移变形云图及振幅大小。

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。

丘陵坡地甘蔗机械化收获技术规程一、引言甘蔗是一种重要的经济作物，在全球范围内都有着广泛的种植。

由于甘蔗的种植地点多为丘陵坡地，传统的人工收获方式不仅效率低下，而且存在着劳动强度大、劳动条件差等问题。

因此，开发适合丘陵坡地甘蔗的机械化收获技术，对于提高生产效率、减轻劳动强度具有重要意义。

二、机械化收获技术原理1.机械化收获技术设计原则（1）适应丘陵坡地的地形特点，保证操作稳定和安全。

（2）减小对土壤的影响，减少对生态环境的破坏。

（3）提高工作效率，减轻劳动强度，减少人力资源的浪费。

（4）结合甘蔗生长的特点，尽量减少对植株的伤害。

2.机械化收获技术的工作原理机械化收获技术主要包括甘蔗丛收割机和甘蔗切割机。

甘蔗丛收割机通过刀架和链条进行甘蔗的切割和提升，将切割后的甘蔗送到收集装置中。

甘蔗切割机则是利用刀片对甘蔗进行精确的切割，保证甘蔗的完整性和质量。

三、机械化收获技术操作规程1.确认收获时间根据甘蔗生长的时间和生长状况，确定最佳的收获时间。

通常来说，甘蔗在生长到成熟期后，应当立即进行收获，避免过度生长导致的品质下降。

2.预先准备工作在进行机械化收获之前，需要对收获设备进行检查和维护。

包括检查机械设备的零部件是否齐全，机油是否充足，链条是否松动等。

同时，需要对收获场地进行清理，清除障碍物和杂草。

3.收获操作（1）调整收获机械设备使用者应根据地形特点和甘蔗生长情况，适当调整收获机械设备的高度和速度，确保其能够平稳运行。

（2）操作注意事项在操作过程中，要根据设备运行状态进行及时调整，保持操作平稳。

同时要注意安全，避免发生意外伤害。

（3）质量检查在甘蔗收获完毕后，要对收获的甘蔗进行质量检查，确保没有出现过多的受损或质量下降的情况。

四、机械化收获技术的优势1.提高生产效率机械化收获技术能够大幅度提高甘蔗的收获效率，节约时间和人力成本。

2.减轻劳动强度相比传统的人工收获方式，机械化收获技术能够减轻工人的劳动强度，提高工作条件。

2012年6月农机化研究第6期丘陵甘蔗收获机械整机设计开发关键技术研究傅隆政1，蒙艳玫2，汪楠2(南宁市科学技术局，南宁530028；2．广西大学机械工程学院，南宁530004)摘要：针对丘陵地区甘蔗收获机械整机开发中缺乏复杂系统多学科综合设计优化方法和技术的难题，研究甘蔗收获机械合理的优化体系，分析学科间相互的耦合关系；综合运用各学科知识，研究基于虚拟样机环境的甘蔗收获机械多学科优化建模方法，以及数据、信息的传递和交流。

采用产品数据管理(PD M)系统实现对设计优化各类数据、模型和信息的统一管理，构建甘蔗收获机械多学科智能设计优化平台。

关键词：甘蔗收获机械；多学科设计优化；耦合；设计优化平台；丘陵地区中图分类号：：s225．5+3文献标识码：A文章编号：1003—188X(2012)∞—0062—04O引言甘蔗是热带和亚热带的一种主要经济作物，在我国西部地区的广西、云南、贵州以及广东和福建沿海等地区均有大面积的种植。

我国蔗糖产量位居世界第3位。

然而，由于甘蔗收获时无适用的甘蔗收获机械，农民基本上仍然沿用手工作业方式，劳动强度大，收获成本高，严重地制约了甘蔗糖业的发展。

从20世纪70年代开始，国内许多研究院所和企业投入了大量人力物力，研究开发适用于丘陵地区的甘蔗收获机械。

研发的方式基本都是采用物理样机的传统研发模式：一是仿照国外大型切断式甘蔗联合收割机改进而成；二是自主研发整秆式小型甘蔗联合收获机¨。

2J。

但由于技术上的因素，国内研发的各种机型均存在综合使用性能不好、适应性差和可靠性低等许多问题，因此目前国内市场适合生产实际应用的成熟、稳定机型基本上还没有¨。

2J。

40多年传统物理样机的研发模式未能成功，表明采用传统的物理样机的研究模式进行甘蔗收获机械的研发时间长、花费多、难度大。

因此，必须采用先进的产品开发模式，寻找支持丘陵甘蔗收获机械快速研发、提高一次开发成功率的设计方法和开发技术。

整秆式甘蔗联合收割机整机物流设计与仿真傅隆正1，蒙艳玫2，董振2，李贝2(1．南宁市科学技术局，南宁530028；2．广西大学机械工程学院，南宁530004)摘要：阐述了整秆式甘蔗联合收割机物流通道的总体设计方法，给出了物流通道的主要设计参数，结合机械系统虚拟样机，分析软件A dm as对整秆式联合收割机甘蔗输送过程进行仿真分析，并进行试验验证。

结果表明：采用腹挂中置式的物流通道结构能使甘蔗顺利进入通道，且可以充分利用收割机底盘的空间，对甘蔗收割机的小型化有较好的作用；综合考虑剥叶机构、后续甘蔗切段机构以及集蔗器的尺寸对输蔗过程进行分析，证明输蔗通道的倾角在15o左右比较合适。

关键词：整秆式甘蔗联合收割机；物流通道；仿真分析中图分类号：$225．5+3文献标识码：A文章编号：1003—188X(2012)02-0019—050引言甘蔗联合收获机主要有切断式和整秆式两种类型。

大型切断式甘蔗联合收割机具有功率大、作业效率高、功能齐全和自动化程度高等特点，是全程机械化生产中成熟与稳定的收获机具。

世界上发达的产糖国家(如古巴、巴西、澳大利亚和美国等)甘蔗种植在广阔平坦的地域，便于机械化作业，同时糖厂制糖工艺先进，因此大型切断式甘蔗联合收割机在这些地区得到了广泛应用。

如巴西已有80％的甘蔗生产实现了机械化收割，古巴也达到了72％…。

在这些产糖发达国家，大型切段式甘蔗联合收割机已成为甘蔗收获机械技术发展的主要方向。

国外广泛使用的切断式大型甘蔗收获机械在国内并不适用，主要原因如下：一是我国60％一70％的甘蔗种植在丘陵坡地，蔗地小而分散，甘蔗生产集约化程度较低，而国外按广阔平坦路面设计的大机型转弯困难，且丘陵地面起伏较大，也容易造成割茬不齐和甘蔗破头率高等“水土不服”现象；二是国外大型甘蔗收获机械售价昂贵，每台约100万一150万人民币；三是切断式收割导致蔗秆断口较多，糖厂无法及时入榨，甘蔗糖分损失较大，而且切断式收割没有将蔗叶与蔗秆彻底分离，导致含杂率较高。

凯斯4000型甘蔗收割机介绍凯斯（Case IH）在非洲、印度、东南亚和中国推出新型Austoft 4000甘蔗收割机。

此多功能机器适合中小地块的特殊要求，作为创新解决方案设立了甘蔗产业的行业标准。

Austoft 4000是小型收割机，整体尺寸小于传统的收割机型号，可在1.1米（‘4英尺’）小行距的甘蔗地顺利进行收割。

Austoft 4000是凯斯创新精神的代表。

该机器尺寸较窄，在1.1米行内进行收割时不会对邻行的根带造成碾压。

该机器的另外一大优势是宽度降低，轮胎不会压过甘蔗残株，也不会损害再生作物。

Austoft 4000重约7公吨，通过170马力引擎驱动，工作效率高，每小时最高可收割60公吨（收割速率）。

为实现性能最大化，Austoft 4000具有多功能性，可在1.1米（‘4英尺’）和1.5米（‘5英尺’）种植园上进行收割。

因此，Austoft 4000不仅适用于商业种植刚起步的地区，还适用于已经部分或全部实现商业种植的国家。

该机器特别适合于那些拥有轻质土壤、以1.1行距种植，同时希望获得商业种植效益并极大提升作物产量的农民使用。

轻型Austoft 4000提供了优秀的可操纵性，具有性能良好的底切割机，可减少甘蔗损失。

Austoft 4000的底切割机使机器能沿地面进行收割，从而收回人工作业时通常遗留的甘蔗底部部分。

机载粉碎机融合了创新的方坯技术，不仅可清理甘蔗废料，还可将甘蔗块卸载到手推车上，无需额外的甘蔗装载设备，节省了劳力。

凯斯Austoft 4000可用于有效地清理甘蔗杆顶，以便轻易捆扎用于喂养牲口。

同样，捆扎机可快速收回收割机留下的甘蔗废料，并运至热电厂/生物能源电厂进行发电。

此外，Austoft 4000粉碎后排出的甘蔗渣是覆盖土地的很好材料，可增加轻质土中的有机物并有助于保持水分。

利用机器的方坯技术以及整体性能，随后进行的整地作业比传统设备或人工方式更快。

收割与播种之间的时间缩短，为农民提升了产量，提高了甘蔗的生产率和质量，并节省了作业所用的设备、燃料和劳力。

摘要作为农业机械的一种，甘蔗自动剥皮切断机通过人工将甘蔗放入甘蔗自动剥皮切断机中，由自动送料滚轮对甘蔗进行自动送料，当甘蔗进入到了剥皮轮的位置后，由于剥皮轮是通过电机带动V带传动使剥皮轮旋转从而来实现对甘蔗的自动剥皮，然后随着送进滚筒的继续动作，剥好皮的甘蔗进入到切断工序的位置，由气缸驱动切断刀具对甘蔗进行自动切断，切断好的甘蔗自动落入到了该甘蔗自动剥皮切断机内部的箱体里面，从而完成对甘蔗的自动剥皮和切断。

本次设计的题目是甘蔗自动剥皮切断机的设计，目前，国内甘蔗自动剥皮切断机的研发也在向朝着运行高速化、功能复合化、控制智能化的方向发展，廉价，简单，方便成了甘蔗自动剥皮切断机发展的主题。

关键词：机械产品；甘蔗自动剥皮切断机；制造；主题AbstractThis graduation design is the optimization design of driving roller conveyor, first on the driving roller type conveyer is summarized; then analyzed the selection principle and calculating method of driving roller conveyor; then calculated based on these design criteria and abase is designed; then checked on the main parts selected conveyor. Is the drive roller conveyor consists of four main parts: driving device, tension device, middle rack, and the moving part. Finally, a simple description of the installation and maintenance of transport. At present, the drive roller conveyor is moving towards long distance, high speed, low friction direction, air cushion conveyor in recent years is one of the. the motion trajectory when the diagonal curve is slanting line do the walking motion, robot. The miniature walking robot is mainly driven by DC servo motor, so as to drive the leg action driven synchronous belt wheel by a crank and rocker mechanism.In the design, driving roller type conveyer manufacture and application, at present our country compared with foreign advanced level there are still large gaps, domestic in the design and manufacture of driving .This design is the optimization design of driving roller conveyor.Keywords：Driving roller ;Crankshaft ;Processing craft ;Significance目录第一章绪论 (1)1.1课题的来源与研究的目的和意义 (1)1.2本课题研究的内容 (4)1.3研究的意义 (4)第二章甘蔗自动剥皮切断机总体结构的设计 (5)2.1切断部分设计方案的选择 (6)2.2切断部分的工作原理 (6)第三章机械传动部分的设计计算 (7)3.1电机的选型计算 (8)3.2带传动的设计计算 (10)3.3直线导轨的设计计算 (11)3.4气缸的选型计算 (12)第四章甘蔗自动剥皮切断机中主要零件的三维建模 (13)4.1剥皮轮的三维建模 (15)4.2 V带轮的三维建模 (17)4.3气缸的三维建模 (18)4.4甘蔗自动剥皮切断机的三维建模 (19)第五章甘蔗自动剥皮切断机中主要零件的强度分析与校核 . 20 5.1滚动轴承强度的校核计算................. 错误！未定义书签。