切割參數(shù)對蔗莖合格率影響的試驗研究.pdf

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1、EquipmentManufacturingTechnologyNo．8，2014切割參數(shù)對蔗莖合格率影響的試驗研究韋榮發(fā)，麻芳蘭(廣西大學(xué)機械工程學(xué)院，廣西南寧530004)摘要：為提高甘蔗的切割質(zhì)量和降低甘蔗損失，在自制的小型整桿式甘蔗收割機上進行雙因素試驗，研究壓蔗輥轉(zhuǎn)速和刀盤轉(zhuǎn)速對甘蔗切割質(zhì)量的影響。試驗結(jié)果表明，刀盤轉(zhuǎn)速和壓蔗輥轉(zhuǎn)速對甘蔗切割質(zhì)量具有顯著影響?；诰C合平衡法，確定最優(yōu)組合為刀盤轉(zhuǎn)速為750rpm，壓蔗輥轉(zhuǎn)速為180rpm。在該組合下，切斷后蔗莖頭部完好率為57．9％，蔗莖頭部輕微撕裂率為24．6％，蔗莖頭部

2、中度撕裂率為10．5％，蔗莖頭部粉碎率為6．9％。為小型甘蔗收割機的機械設(shè)計提供參考依據(jù)。關(guān)鍵詞：甘蔗收割機；切割質(zhì)量；轉(zhuǎn)速；試驗研究中圖分類號：$225．53文獻標識碼：A文章編號：1672—545X(2014)08—0004—03我國是繼印度和巴西之后的世界第三產(chǎn)糖大割過程中甘蔗往往不是一刀切斷的，有的要經(jīng)過兩國，甘蔗在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位。然而長期到三刀才能被切斷閻，在高速旋轉(zhuǎn)的雙刀盤切割作用以來，我國的甘蔗收獲仍然沿用古老的人工勞作方下，甘蔗蔗莖頭部則易出現(xiàn)粉碎現(xiàn)象針對整桿式甘式，導(dǎo)致生成效率極低，嚴重制約了農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的

3、發(fā)蔗收割機作業(yè)時蔗莖撕裂、破損等缺陷，通過田間試展。在國際競爭日愈激烈的巨大壓力下，迫切要求甘驗的方法研究分析產(chǎn)生蔗莖頭部破損的因素，并確蔗生產(chǎn)走低成本、高效率的規(guī)?；l(fā)展道路。受我國定影響因素的最佳組合。甘蔗種植地形、種植模式和糖廠制糖工藝等因素的制約，國外大型切斷式甘蔗收割機并不適合我國國1結(jié)構(gòu)及工作原理情，這決定了整桿式甘蔗收割機是我國目前研制的重要機型。收割機工作時蔗莖合格率低等問題限小型整桿式甘蔗收割機簡圖如圖1所示。收割制了該機型的發(fā)展。機工作時，機器前方的甘蔗植株被壓蔗輥壓至一定國內(nèi)外專家對甘蔗收割機進行了大量的理論和

4、角度后，由雙圓盤切割器切斷甘蔗根部，切斷后的甘試驗研究，為甘蔗收割機的設(shè)計提供了依據(jù)。Kroes蔗倒伏在刀盤上，在收割機前進和刀盤高速旋轉(zhuǎn)的和Harris[3]等研究了切割器轉(zhuǎn)速、機器前進速度和壓共同作用下，甘蔗依次被輸送至喂人系統(tǒng)和剝?nèi)~系蔗角度對破頭率和蔗莖合格率的影響，結(jié)果表明，當統(tǒng)，最后經(jīng)輸出裝置輸出。壓蔗角過低時，蔗莖頭部會出現(xiàn)嚴重破損，甘蔗的損失率高達14％。劉慶庭[41等在自制的單圓盤根切器試驗臺上，利用高速攝像機拍攝了蔗莖在光刃刀片切割時的破壞過程。上述研究均取得了很大進展，但主要關(guān)注刀盤轉(zhuǎn)速和壓蔗輥的壓蔗角度對蔗莖頭

5、部破損狀況的影響，而鮮有同時研究壓蔗輥轉(zhuǎn)速和刀盤轉(zhuǎn)速對蔗莖合格率的影響。切割參數(shù)包括刀盤轉(zhuǎn)速和壓蔗輥轉(zhuǎn)速，工作時，壓蔗輥的作用使甘蔗根部產(chǎn)生彎曲應(yīng)力，在甘蔗被切斷前，由于土壤的支撐作用，甘蔗會繞蔗根在一定角度內(nèi)轉(zhuǎn)動，當甘蔗根部產(chǎn)1．甘蔗2．扶分蔗輥3．切梢器4．壓蔗輥5．輔助喂人輥6．套筒7．刀盤8根膠拔片9．螺旋提升機構(gòu)生的應(yīng)力過大時就會出現(xiàn)撕裂現(xiàn)象。與此同時，在收圖1收割機簡圖收稿日期：2014—05—19基金項目：廣西制造系統(tǒng)與先進制造技術(shù)重點實驗室項目(編號：13—051—09S02)。作者簡介：韋榮發(fā)(1988一)，男，廣

6、西河池人，碩士研究生，研究方向為機械自動化。麻芳蘭(1976一)，女，廣西橫縣人，副教授，碩士生導(dǎo)師，博士，智能設(shè)計、CAD／CAE／CAM、虛擬樣機技術(shù)等。4《裝備制造技術(shù))2o14年第8期133325．819．412．919．42田間試驗14348．932523．212．5l53525．5l1．8l1．831-4164l30lO27．517．517425015．9l3．613．62．1試驗設(shè)備與材料l84357．924．68．87試驗在自行研制的小型整桿式甘蔗收割機(圖1194425lO22．512．5204531．621．11

7、414所示)上進行，該機型配套動力為91kw，輪距為215ll6．72516．722．21200mm。測試儀器包括轉(zhuǎn)速表、卷尺(精度0．122521321．72．239．1235335-38．823．520．6nlll1)、皮尺等。試驗材料選用廣西欽州某農(nóng)場品種為245417．620．620．629．42555l6．738．927．85．6粵糖159的甘蔗，甘蔗密度為5～7株／m，甘蔗直徑在2O～30nlm之間，蔗壟長度為50m左右，選擇晴朗的2．3．1切割參數(shù)對蔗莖頭部完好率的影響天氣進行試驗。由圖3(a)可知，當?shù)侗P轉(zhuǎn)速一定時，

8、蔗莖頭部的2．2試驗方法完好率隨壓蔗輥轉(zhuǎn)速的增加而增大，但當壓蔗輥轉(zhuǎn)為研究壓蔗輥轉(zhuǎn)速和刀盤轉(zhuǎn)速對切割質(zhì)量的影速增至180rpm時，蔗莖頭部完好率逐漸下降。當壓響，故以壓蔗輥轉(zhuǎn)速和刀盤轉(zhuǎn)速作為考察因素，各因蔗輥轉(zhuǎn)速為210rpm時，蔗莖