【摘要】：三七屬于五加科人參屬植物,系我國(guó)西南地區(qū)特有的名貴中藥材,具有巨大的藥用與經(jīng)濟(jì)價(jià)值。近年來(lái)隨著市場(chǎng)需求量不斷增加,三七種植面積增長(zhǎng)勢(shì)頭迅猛,但三七收獲仍采用人工采挖,其效率低下,勞動(dòng)強(qiáng)度很大,相關(guān)人員針對(duì)三七的種植模式與農(nóng)藝要求研發(fā)了一系列三七收獲機(jī)械,取得了一些成果,但三七機(jī)械化收獲的某些關(guān)鍵技術(shù)與裝備仍需進(jìn)一步改進(jìn)研究。本文針對(duì)三七種植的農(nóng)藝要求,在課題組前期研究的基礎(chǔ)上對(duì)三七的挖掘系統(tǒng)、升運(yùn)系統(tǒng)以及根土分離系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。研制開(kāi)發(fā)一種集三七采挖—輸送—脫土于一體的三七收獲試驗(yàn)平臺(tái),并進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)與田間試驗(yàn)。本論文依托云南省重點(diǎn)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)項(xiàng)目“三七生產(chǎn)機(jī)械化關(guān)鍵裝備研究開(kāi)發(fā)"進(jìn)行課題研究,具體研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:(1)以云南省文山州種植三七為主要研究對(duì)象,同時(shí)對(duì)云南省石林、彌勒等多個(gè)三七種植地區(qū)進(jìn)行實(shí)地調(diào)研,了解最新的農(nóng)藝要求。對(duì)三七塊根的力學(xué)特性與土壤的物理機(jī)械性能進(jìn)行深入研究,確定三七收獲試驗(yàn)平臺(tái)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)。(2)針對(duì)目前三七收獲機(jī)中存在的問(wèn)題,提出各個(gè)關(guān)鍵裝置的解決方案。設(shè)計(jì)出一種新型組合式挖掘鏟,在不降低三七收獲率的前提下,可降低機(jī)前壅土程度;改進(jìn)升運(yùn)鏈,選用抖動(dòng)輪,提高升運(yùn)裝置的可靠性;研制根土分離裝置,利用碾壓的方式對(duì)三七根土復(fù)合體進(jìn)行擠壓、剪切作用,實(shí)現(xiàn)根土快速分離。(3)采用EDEM軟件對(duì)三七挖掘過(guò)程進(jìn)行離散元仿真分析,通過(guò)與普通挖掘鏟的挖掘阻力的對(duì)比,證明組合式挖掘鏟在工作速度0.5m/s、0.7m/s、0.9m/s,挖掘深度100mm、150mm、200mm下其阻力皆優(yōu)于傳統(tǒng)挖掘鏟。并采用組合式挖掘鏟工作時(shí)其周?chē)寥李w粒軌跡佐證出三七運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),驗(yàn)證在減阻的前提下仍可保證較高的收獲率。(4)將三七塊根與附著在三七上的土壤看作一個(gè)天然的根土復(fù)合體,建立三七根土復(fù)合體的仿真計(jì)算模型,采用ANSYS/EXPLICIT顯示動(dòng)力學(xué)仿真軟件對(duì)其進(jìn)行碾壓過(guò)程的仿真,仿真結(jié)果表明三七根土復(fù)合體在受到碾輥與帶孔托板的擠壓與剪切破壞的過(guò)程中,隨著碾輥的旋轉(zhuǎn),土壤在碾輥旋轉(zhuǎn)的正方向與反方向同時(shí)變形破壞,其中以與碾輥直接接觸部分的土壤破碎最為明顯。碾輥接觸的土壤被擠壓破碎,土壤在與碾輥直接接觸的部位應(yīng)力值最大,發(fā)生斷裂與破碎現(xiàn)象。(5)制作樣機(jī)進(jìn)行三七收獲率的田間試驗(yàn),建立了以三七收獲率為響應(yīng)值的回歸模型,分析得出了各因素對(duì)收獲率的影響的主次順序?yàn)?入土隙角、鏟面傾角、作業(yè)速度。通過(guò)模型中交互作用有顯著影響的因素,進(jìn)行響應(yīng)面分析,得出了鏟面傾角與入土隙角對(duì)收獲率的變化規(guī)律。應(yīng)用所建模型優(yōu)化得到最佳作業(yè)參數(shù):鏟面傾角20°、入土隙角12°、作業(yè)速度0.75m/s。田間驗(yàn)證試驗(yàn)收獲率達(dá)到98.38%,與模型優(yōu)化結(jié)果相近,滿足作業(yè)要求。同時(shí)樣機(jī)三七傷根率平均值為3.6%,作業(yè)效率達(dá)到0.3 hm2/h,主要技術(shù)指標(biāo)均已達(dá)到合格要求。(6)以田間收獲后的三七根土復(fù)合體進(jìn)行二次碾壓根土分離試驗(yàn),采用兩組正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),分別探討第一級(jí)碾壓與第二級(jí)碾壓在以三七去土率為響應(yīng)者的最優(yōu)組合。試驗(yàn)得出兩個(gè)碾輥的表面形狀都為方凸塊,碾輥與帶孔托板的碾壓間隙都為23mm,第一個(gè)碾輥的轉(zhuǎn)速為200r/min,第二個(gè)碾輥的轉(zhuǎn)速為100r/min時(shí)為整個(gè)根土分離裝置的最優(yōu)工作方案。其中第一級(jí)碾壓與第二級(jí)碾壓正交試驗(yàn)中各因素的主次順序都為:碾壓間隙→碾輥表面形狀→碾輥轉(zhuǎn)速。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S225

【參考文獻(xiàn)】

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4 盧汝梅;黃志其;李兵;韋建華;鐘振國(guó);;三七化學(xué)成分[J];中國(guó)實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志;2016年07期

5 陳學(xué)深;馬旭;陳國(guó)銳;齊龍;武濤;曾令超;;深根莖類中藥材根土分離裝置的研究[J];機(jī)械設(shè)計(jì);2015年07期

6 宋江;邱勝藍(lán);王新忠;;4B-1200型平貝母藥材收獲機(jī)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2015年08期

7 滕超;王衛(wèi);謝魯鈞;王偉;閆東洋;;一種控制直剪蠕變?cè)囼?yàn)剪應(yīng)力的簡(jiǎn)易裝置[J];巖土力學(xué);2014年10期

8 楊然兵;范玉濱;尚書(shū)旗;;動(dòng)力圓盤(pán)式花生挖掘裝置的設(shè)計(jì)與效果試驗(yàn)[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2014年10期

9 武濤;馬旭;齊龍;陳學(xué)深;陳國(guó)銳;;玉米根茬根土分離裝置[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2014年06期

10 楊望;賈豐云;楊堅(jiān);;木薯塊根挖掘作業(yè)過(guò)程的數(shù)值模擬[J];工程力學(xué);2013年06期

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2 鄧佳玉;基于離散元法的深松鏟耕作阻力的仿真與試驗(yàn)研究[D];黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué);2015年

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4 于進(jìn)川;懸掛式三七挖掘收獲機(jī)的研制與試驗(yàn)[D];昆明理工大學(xué);2015年

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6 張周強(qiáng);木薯收獲機(jī)挖掘鏟的設(shè)計(jì)分析研究[D];廣西工學(xué)院;2012年

7 楊新義;玉米根茬根土分離裝置的設(shè)計(jì)與研究[D];吉林大學(xué);2011年

8 錢(qián)立彬;基于離散元法的開(kāi)溝器的數(shù)字化設(shè)計(jì)方法研究[D];吉林大學(xué);2008年

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本文編號(hào)：2389640