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枣树是从中国产出的、鼠李科枣属植物,它是新疆维吾尔自治区重要林果作物之一。目前新疆红枣基本采用人工采收,存在劳动强度大,收获效率低等问题,收获成本达到平均每千克0.8元,新疆红枣的收获期与其它需要人工收获的农作物重合,导致短时间难以雇佣到足够劳动力,红枣不能及时收获,损失明显。本文主要结合新疆枣树的种植模式和新疆红枣的物理特性,提出的设计方案,选择合适的方案设计制作一种气吸式红枣捡拾机,并对其进行田间试验研究。主要研究内容及研究结果如下:
(1)对影响落地红枣气力收获的因素进行研究。主要对新疆枣园的种植情况进行实地考察,对收获期红枣的三轴尺寸、密度、含水率进行测量,完成了落地红枣的悬浮特性和摩擦特性试验。通过试验得到气吸红枣需要至少24m/s的风速条件;红枣与钢板的摩擦角最大值约为40°。
(2)旋风分离式红枣捡拾试验台的设计试验及模拟仿真。依据射流原理和旋风分离原理设计红枣捡拾试验台,使用流体分析软件对试验台内流体进行模拟,得到与设计方案相同的空气流动状态;制作实物并进行验证试验。
(3)提出三种设计方案并选择较合理的一种设计气吸式红枣捡拾机。气吸式红枣捡拾机主要由捡拾装置、除杂装置、卸料器、离心风机、柴油机、筛板、行走装置等部分组成。通过对气力收获红枣的机械结构及原理进行研究,使用重力沉降的方式作为沉降装置的设计思路,通过计算等方式得出各关键部件的结构尺寸,使用Solidworks2015软件绘制三维模型并优化各部分之间的布局,选型合适的风机、柴油机、驱动桥及卸料器,完成对整机的设计。
(4)根据气吸式红枣捡拾机的三维模型制作样机并进行田间气力收获红枣试验。以进枣口风速为变量,以红枣收获的拾净率、含杂率、破损率、作业效率为试验指标进行单因素试验。试验结果表明:气吸管风速适当提高能够提升样机的拾净率、含杂率和收获效率;气吸管风速变化对红枣机械损伤情况没有显著影响。根据田间试验得到气吸式红枣捡拾机作业性能结果为:平均拾净率97.18%、平均含杂率2.48%、平均破损率2.46%、作业效率229.20m2/h。样机工作状态稳定,能够较长时间进行田间红枣收获作业。
(1)对影响落地红枣气力收获的因素进行研究。主要对新疆枣园的种植情况进行实地考察,对收获期红枣的三轴尺寸、密度、含水率进行测量,完成了落地红枣的悬浮特性和摩擦特性试验。通过试验得到气吸红枣需要至少24m/s的风速条件;红枣与钢板的摩擦角最大值约为40°。
(2)旋风分离式红枣捡拾试验台的设计试验及模拟仿真。依据射流原理和旋风分离原理设计红枣捡拾试验台,使用流体分析软件对试验台内流体进行模拟,得到与设计方案相同的空气流动状态;制作实物并进行验证试验。
(3)提出三种设计方案并选择较合理的一种设计气吸式红枣捡拾机。气吸式红枣捡拾机主要由捡拾装置、除杂装置、卸料器、离心风机、柴油机、筛板、行走装置等部分组成。通过对气力收获红枣的机械结构及原理进行研究,使用重力沉降的方式作为沉降装置的设计思路,通过计算等方式得出各关键部件的结构尺寸,使用Solidworks2015软件绘制三维模型并优化各部分之间的布局,选型合适的风机、柴油机、驱动桥及卸料器,完成对整机的设计。
(4)根据气吸式红枣捡拾机的三维模型制作样机并进行田间气力收获红枣试验。以进枣口风速为变量,以红枣收获的拾净率、含杂率、破损率、作业效率为试验指标进行单因素试验。试验结果表明:气吸管风速适当提高能够提升样机的拾净率、含杂率和收获效率;气吸管风速变化对红枣机械损伤情况没有显著影响。根据田间试验得到气吸式红枣捡拾机作业性能结果为:平均拾净率97.18%、平均含杂率2.48%、平均破损率2.46%、作业效率229.20m2/h。样机工作状态稳定,能够较长时间进行田间红枣收获作业。