馬鈴薯挖掘機(jī)設(shè)計(jì)

馬鈴薯挖掘機(jī)設(shè)計(jì),馬鈴薯挖掘機(jī),設(shè)計(jì) 長(zhǎng)春理工大學(xué)光電信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 編號(hào) 20141051420 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)馬鈴薯挖掘機(jī)的設(shè)計(jì)The Design of Potato Excavator學(xué) 生 姓 名蒲云婷專 業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué) 號(hào)1051420指 導(dǎo) 教 師吳翠紅分 院機(jī)電工程分院2014年 6 月 摘 要 本論文對(duì)馬鈴薯挖掘機(jī)的研究和應(yīng)用進(jìn)行介紹和分析，設(shè)計(jì)了組合分離式馬鈴薯挖掘機(jī)。對(duì)該機(jī)的主要參數(shù)進(jìn)行了選擇，對(duì)主要零部件的設(shè)計(jì)進(jìn)行了理論計(jì)算和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。馬鈴薯為地下產(chǎn)物，且是塊莖繁殖， 其收獲受季節(jié)和天氣限制。由于馬鈴薯的收獲費(fèi)時(shí)費(fèi)力、勞動(dòng)強(qiáng)度大且季節(jié)性強(qiáng)，因此給農(nóng)民造成極大的困難。為了解決上述問題，本文就國(guó)內(nèi)外馬鈴薯收獲機(jī)現(xiàn)狀、馬鈴薯收獲機(jī)的研究和應(yīng)用進(jìn)行介紹和分析，設(shè)計(jì)了組合分離式馬鈴薯收獲機(jī)。對(duì)該機(jī)的主要參數(shù)進(jìn)行了選擇，對(duì)主要零部件的設(shè)計(jì)進(jìn)行了理論計(jì)算。 關(guān)鍵詞：馬鈴薯 挖掘機(jī) 結(jié)構(gòu)優(yōu)化 ABSTRACT This paper introduces the research and application of potato and analysis, portfolio separate potato excavator is designed.To choose the machines main parameters, the design of main components of the theoretical calculation and structural optimization.Potatoes for underground, and tuber propagation, the harvest season and weather restrictions.As a result of the potato harvest time consuming, labor intensity and strong seasonality, therefore cause great difficulty for the farmers.At home and abroad in order to solve the above problem, in this paper, the present situation of potato harvester, potato harvester introduction and analysis, research and application of the combination of separate potato harvester is designed.To choose the machines main parameters, the design of main components of the theoretical calculation.Key words: potato excavator optimize the structure 目 錄緒 論1第一章 馬鈴薯收獲機(jī)的發(fā)展概括31.1 國(guó)外塊莖挖掘機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀31.2 國(guó)內(nèi)塊莖挖掘機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀3第二章 總體方案的設(shè)計(jì)52.1 整體布局的設(shè)計(jì)52.2 工作原理6第三章 傳動(dòng)比的確定與減速器的選擇73.1 傳動(dòng)比的確定與減速器的選擇73.2 減速器的選擇7第四章 帶輪和鏈輪的設(shè)計(jì)84.1 帶輪的設(shè)計(jì)84.1.1 選擇V帶的型號(hào)84.1.2 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑84.2 鏈輪的設(shè)計(jì)134.2.1 鏈輪的設(shè)計(jì)目的134.2.2 鏈輪的設(shè)計(jì)134.3 鏈輪材料的選擇154.4 鏈輪機(jī)構(gòu)的尺寸計(jì)算15第五章 聯(lián)軸器的選擇及其軸的設(shè)計(jì)175.1 聯(lián)軸器的選擇175.2 聯(lián)軸器上軸的設(shè)計(jì)17第六章 鏈輪軸的設(shè)計(jì)和校核186.1 鏈輪軸的設(shè)計(jì)186.2 鏈輪軸的校核18第七章 分離輸送器的設(shè)計(jì)217.1 分離輸送器的機(jī)構(gòu)及工作過程217.2 桿條參數(shù)的確定227.3 分離輸送器線速度的確定23第八章 挖掘鏟的設(shè)計(jì)248.1 挖掘鏟的構(gòu)成248.2 挖掘鏟的設(shè)計(jì)24第九章 地輪和機(jī)架的設(shè)計(jì)269.1 地輪的設(shè)計(jì)269.2 機(jī)架部分的設(shè)計(jì)26第十章 馬鈴薯收集裝置的設(shè)計(jì)27結(jié) 論28致 謝29參考文獻(xiàn)30緒 論馬鈴薯的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值非常高，市場(chǎng)潛力巨大。在國(guó)外，大約占40%的馬鈴薯加工成食品后進(jìn)入消費(fèi)市場(chǎng)。在國(guó)內(nèi)，一向被國(guó)人視為不能登大雅之堂的馬鈴薯產(chǎn)品也突然間在市場(chǎng)上風(fēng)靡起來(lái)。在北京、上海、廣州及西安等全國(guó)大中城市，以馬鈴薯?xiàng)l、馬鈴薯泥為基本原料的麥當(dāng)勞、肯德基食品已占據(jù)我國(guó)快餐市場(chǎng)的半壁江山，而從各種渠道進(jìn)口的其它油炸薯片或膨化食品等也滾滾而來(lái)。中國(guó)農(nóng)科院副院長(zhǎng)屈東玉博士在日前召開的中國(guó)馬鈴薯學(xué)術(shù)年會(huì)上指出：“馬鈴薯是一種產(chǎn)量高、適應(yīng)性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)價(jià)值大的作物，應(yīng)把馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)列入國(guó)家糧食商品糧基地，享受與水稻、小麥等商品糧基地同樣的財(cái)稅待遇，這將是保證我國(guó)糧食安全的有效手段?！瘪R鈴薯作為經(jīng)濟(jì)作物，種植面積越來(lái)越大，而傳統(tǒng)的馬鈴薯收獲手段費(fèi)時(shí)費(fèi)事，勞動(dòng)強(qiáng)度大且季節(jié)性強(qiáng)，因此給農(nóng)民造成極大的困難。馬鈴薯種植區(qū)大部分在潛山和腰山地區(qū)，落后的人工收獲方式造成馬鈴薯凍害和減產(chǎn)等不必要的損失，農(nóng)民對(duì)馬鈴薯挖掘機(jī)械的要求十分迫切。為了解決上述問題，推廣應(yīng)用小型馬鈴薯挖掘機(jī)勢(shì)在必行。應(yīng)用馬鈴薯挖掘機(jī)可以大大提高收獲效率，降低勞動(dòng)者的勞動(dòng)強(qiáng)度，增產(chǎn)增收，減少收獲損失，為我國(guó)馬鈴薯生產(chǎn)奠定良好的基礎(chǔ)。根據(jù)我國(guó)馬鈴薯挖掘機(jī)械多年研制生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)可以看出， 日本、意大利、美國(guó)等國(guó)外機(jī)具適應(yīng)壟作，很難適應(yīng)我國(guó)平作種植形式。各類型機(jī)械需要進(jìn)行多地域、多收獲季節(jié)的田間試驗(yàn)和多輪改進(jìn)，才能提高適應(yīng)性。馬鈴薯是我國(guó)主要作物之一。發(fā)展馬鈴薯生產(chǎn)，對(duì)調(diào)整優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、加快脫貧致富及地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有非常重要的作用。馬鈴薯為地下產(chǎn)物, 且是塊莖繁殖, 其收獲方式以挖掘機(jī)為主。馬鈴薯挖掘機(jī)可以大大提高收獲效率, 降低勞動(dòng)強(qiáng)度, 減少損失, 為馬鈴薯生產(chǎn)奠定良好的基礎(chǔ)。但是收獲方式的落后極大的制約了馬鈴薯生產(chǎn)發(fā)展。為促進(jìn)馬鈴薯生產(chǎn)地發(fā)展，解決機(jī)械化收獲問題勢(shì)在必行。馬鈴薯挖掘機(jī)械化的關(guān)鍵矛盾是配套動(dòng)力與機(jī)具性能要求之間的矛盾。鑒于動(dòng)力的限制，與14kw一下拖拉機(jī)配套機(jī)具的性能不宜要求功能全，只要完成起薯環(huán)節(jié)，讓薯塊基本露于地面即可，其他工序由人工撿拾完成。從發(fā)展看這類機(jī)械作為與目前農(nóng)村具有的小型拖拉機(jī)相配套的過渡性機(jī)型予以開發(fā)、推廣。隨著近年來(lái)馬鈴薯種植面積的不斷增加，對(duì)馬鈴薯收獲的機(jī)械化水平的需求越來(lái)越大。 馬鈴薯是我國(guó)北方主要糧食作物之一， 在內(nèi)蒙、甘肅、寧夏、河北、山西、黑龍江、河南等省大面積種植，特別是內(nèi)蒙、甘肅、河北北部等地因常年干旱少雨，氣候寒冷，沙質(zhì)土壤多，不利于其它作物的生長(zhǎng)，馬鈴薯使成為這些地區(qū)的主產(chǎn)糧食作物。近幾年來(lái)，馬鈴薯迅速以經(jīng)濟(jì)作物走向市場(chǎng)，大量銷售到北京、天津、上海、廣州等各大城市，美國(guó)百事食品有限公司等國(guó)外企業(yè)也紛紛在我國(guó)以承包大面積種薯地形式而參與到馬鈴薯種植和深加工行業(yè)。隨著馬鈴薯向規(guī)?；N植的發(fā)展，農(nóng)民要求機(jī)械化收獲的愿望日趨強(qiáng)烈。由于各地土壤、氣候、地形及種植習(xí)慣的差異，種植機(jī)械發(fā)展相對(duì)滯后，多采用犁翻人工點(diǎn)播種植，行距不統(tǒng)一。小行距平作與大行距壟作形式共存，平作行距在400-550mm 之間，壟作在600900mm之間。近幾年，隨著早上市鮮薯需求量的增加，收獲季節(jié)提前，馬鈴薯莖葉生長(zhǎng)旺盛，薯皮鮮嫩，機(jī)械收獲更易破皮和纏繞擁土，使農(nóng)藝要求與機(jī)械收獲適應(yīng)性的矛盾更加突出。機(jī)械化收獲馬鈴薯技術(shù)，關(guān)鍵問題是收獲機(jī)械適應(yīng)性差，傷薯率高。因此，研制開發(fā)性能優(yōu)良，適應(yīng)性強(qiáng)，傷薯率低，多型號(hào)，價(jià)格適中，并能同大中馬力拖拉機(jī)配套的收獲機(jī)械是非常必要的。新中國(guó)成立初期, 我國(guó)收獲馬鈴薯采用人工刨或舊犁挖掘的落后方式。直到20世紀(jì)60年代中期,馬鈴薯收獲機(jī)具的研制工作才逐步發(fā)展起來(lái)。研究人員在研究原西德、原蘇聯(lián)、日本、瑞士等國(guó)外機(jī)具的基礎(chǔ)上，研制成功了升運(yùn)鏈?zhǔn)今R鈴薯收獲機(jī)，但是由于受當(dāng)時(shí)歷史條件的限制，沒能實(shí)現(xiàn)大面積推廣和使用。20世紀(jì)70年代中期，由于手扶拖拉機(jī)的大量推廣應(yīng)用, 國(guó)內(nèi)又掀起了為手扶拖拉機(jī)配套的馬鈴薯收獲機(jī)的研制高潮, 成功研制了鼠籠式馬鈴薯收獲機(jī), 但受當(dāng)時(shí)的配套動(dòng)力限制, 未能生產(chǎn)和推廣。1979年，12國(guó)農(nóng)機(jī)展覽會(huì)后，國(guó)家將全部馬鈴薯收獲機(jī)樣機(jī)都投放在黑龍江省農(nóng)業(yè)機(jī)械工程科學(xué)研究院，從而為馬鈴薯收獲機(jī)的研究工作創(chuàng)造了良好的條件。到 20 世紀(jì) 90 年代中期, 由于國(guó)產(chǎn)小四輪拖拉機(jī)的大量推廣和應(yīng)用, 研制馬鈴薯收獲機(jī)已被列入重要日程。而此后, 其市場(chǎng)需求旺盛, 先后有小型升運(yùn)鏈?zhǔn)今R鈴薯收獲機(jī)和振動(dòng)式馬鈴薯收獲機(jī)投放市場(chǎng),并占據(jù)了很大的市場(chǎng)份額。 第一章 馬鈴薯收獲機(jī)的發(fā)展概括1.1 國(guó)外塊莖挖掘機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀國(guó)外塊莖挖掘機(jī)械化收獲起步早、發(fā)展快、技術(shù)水平高。20世記初，歐美國(guó)家出現(xiàn)畜力牽引挖掘機(jī)來(lái)代替手鋤挖掘塊莖、隨后改由拖拉機(jī)牽引或懸掛。20年代末出現(xiàn)了升運(yùn)鏈?zhǔn)胶蛼仈S輪式塊莖挖掘機(jī)。在20世紀(jì)40年代初，前蘇聯(lián)、美國(guó)就開始研制、推廣應(yīng)用塊莖挖掘機(jī)械，50年代末即己實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化。7080年代，德、英、法、意大利、瑞士、波蘭、匈牙利、日本和韓國(guó)亦相繼實(shí)現(xiàn)了塊莖作物生產(chǎn)機(jī)械化。70年代主要是研制大功率自走式根塊作物聯(lián)合挖掘機(jī)，且以收獲壟作種植為主。這些機(jī)型是大功率拖拉機(jī)變型，如荷蘭在拖拉機(jī)基礎(chǔ)上按照甜菜聯(lián)合挖掘機(jī)的原理制成的雙行馬鈴薯聯(lián)合挖掘機(jī)，為了加強(qiáng)篩選效果，分離器有四個(gè)液壓泵帶動(dòng)。美國(guó)在1948年以前用挖掘機(jī)來(lái)收獲塊莖，然后人工撿拾，直到1967年，開始使用聯(lián)合挖掘機(jī)， 20世紀(jì)90年代，美國(guó)已基本實(shí)現(xiàn)了塊莖挖掘機(jī)械化。前蘇聯(lián)是生產(chǎn)塊莖作物挖掘機(jī)最早的國(guó)家，生產(chǎn)了許多半懸掛式機(jī)型，如KKY2型、KOK2型、KKP2型等塊莖作物聯(lián)合挖掘機(jī)，機(jī)器體積較龐大笨重，到20世紀(jì)90年代初，塊莖挖掘機(jī)共有16種機(jī)型，其中10種是聯(lián)合挖掘機(jī)，90年代中期，開始生產(chǎn)自走式聯(lián)合挖掘機(jī)，其勞動(dòng)生產(chǎn)率比其它行挖掘機(jī)提高12倍。近年來(lái)，歐美的馬鈴薯挖掘機(jī)型仍然是以大功率機(jī)組為主。這些機(jī)型只能在大面積土地上使用，不適用于中小地塊。有些國(guó)家和地區(qū)生產(chǎn)一些小型挖掘機(jī)械，如意大利的SP100機(jī)型為小型壟作挖掘機(jī)械。在亞洲生產(chǎn)馬鈴薯挖掘機(jī)械的國(guó)家較少。日本在1955年以前使用畜力挖掘犁，1955年196年生產(chǎn)懸掛式拋擲式和升運(yùn)鏈?zhǔn)酵诰驒C(jī)，70年代開始引進(jìn)英國(guó)、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的聯(lián)合挖掘機(jī)，并研制適合日本國(guó)情的聯(lián)合挖掘機(jī)，對(duì)于根菜（蘿卜、家山藥青芋、胡蘿卜等）機(jī)械收獲的研究從1960年開始，近幾年韓國(guó)、日本生產(chǎn)了一些小型馬鈴薯挖掘機(jī)，如韓國(guó)高山機(jī)械工業(yè)公司生產(chǎn)的小型單行和雙行土豆、地瓜挖掘機(jī)械。發(fā)展中國(guó)家基本上采用挖掘犁和挖掘機(jī)進(jìn)行收獲作業(yè),發(fā)達(dá)國(guó)家的塊莖作物收獲已基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化聯(lián)合作業(yè)。如德國(guó)、美國(guó)的聯(lián)合挖掘機(jī)在自動(dòng)化控制塊莖分離以及減少塊莖作物損傷等方面都有獨(dú)到之處。東洋農(nóng)機(jī)公司、日本三A公司久保田公司等都生產(chǎn)適合小地塊作業(yè)的中小型自走式塊莖作物挖掘機(jī)9。1.2 國(guó)內(nèi)多功能塊莖挖掘機(jī)的現(xiàn)狀分析近年來(lái),國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上也出現(xiàn)了一些此類機(jī)械，如大蒜挖掘機(jī)就有對(duì)行松土鏟式和不對(duì)行平鏟式輸送方式也有多種。但大多數(shù)機(jī)型在適應(yīng)性和質(zhì)量可靠性方面仍然不同程度地存在著一些問題,主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面,一是損傷作物的問題,因?yàn)橄蟠笏?、生姜此類作?收獲時(shí)皮質(zhì)鮮嫩易損,而損傷后會(huì)嚴(yán)重影響其價(jià)格;二是適應(yīng)性差,因各地農(nóng)藝不同,行距及株距存在著差異,機(jī)具難以滿足這種要求。由于進(jìn)口農(nóng)機(jī)具價(jià)格較高,農(nóng)民難以接受,根莖挖掘機(jī)械還是要走國(guó)產(chǎn)化道路,而且還要根據(jù)中國(guó)國(guó)情,不能盲目照搬。主機(jī)利用現(xiàn)有的機(jī)型,如田園管理機(jī)、手扶拖拉機(jī)及四輪拖拉機(jī),對(duì)國(guó)外的機(jī)型原理加以消化吸收,研制出適合中國(guó)國(guó)情的機(jī)具。國(guó)內(nèi)根莖作物的機(jī)械化收獲還有較長(zhǎng)的路要走,不僅需要科研部門及企業(yè)的大力研制及投入,還牽涉到農(nóng)民的認(rèn)識(shí)和接受問題。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家（如日本、美國(guó)、法國(guó)、意大利等國(guó)）地下作物的收獲已實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，對(duì)于長(zhǎng)根作物（蘿卜、山藥等）和斷根作物（洋蔥、大蒜等）都有不同的挖掘機(jī)械，工藝十分的先進(jìn)，但機(jī)械價(jià)位較高，全部引進(jìn)國(guó)內(nèi)無(wú)法接受，例如，意大利產(chǎn)的DSC-120和日本寶田公司產(chǎn)的DCL-130型土豆挖掘機(jī)，大多用于沙壤土作業(yè)，這些設(shè)備不太適應(yīng)我國(guó)地下作物種植的農(nóng)藝要求和土壤狀況。根據(jù)以上分析，在國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)農(nóng)村市場(chǎng)的實(shí)際情況，分析國(guó)內(nèi)塊莖類作物的農(nóng)藝要求和土壤的物理特性而研制出的多功能塊莖類挖掘機(jī)。綜觀國(guó)內(nèi)外多功能塊莖挖掘機(jī)的發(fā)展特點(diǎn)及外部環(huán)境，專家預(yù)測(cè)未來(lái)多功能塊莖收割機(jī)的主要發(fā)展趨勢(shì)是：1） 開發(fā)節(jié)能、高效、可靠、環(huán)保型產(chǎn)品的多功能塊莖收割機(jī)。2） 安全性及通用性是產(chǎn)品發(fā)展的重要目標(biāo)。3）大型化與小型化仍是產(chǎn)品系列化的兩極方向。4） 技術(shù)進(jìn)步、操作方便和售后服務(wù)將成為企業(yè)生存的三大關(guān)鍵因素。 33第二章 總體方案的設(shè)計(jì) 2.1 整體布局的設(shè)計(jì)其傳動(dòng)圖如圖2.1：1、萬(wàn)向聯(lián)軸2、鏈輪 3、減速器4、動(dòng)力輸出軸 5、輸送鏈驅(qū)動(dòng)軸 6、振動(dòng)篩軸圖2.1傳動(dòng)圖其總體結(jié)構(gòu)圖如圖2.2：1、V帶輪 2、V帶 3、機(jī)架 4、抖動(dòng)輪 5、減速器 6、聯(lián)器7、懸掛架 8、挖掘鏟 9、鏈輪 10、傳動(dòng)鏈 11、地輪圖2.2 總體結(jié)構(gòu)圖 2.2 工作原理本機(jī)主要由V帶、減速器、抖動(dòng)輪、機(jī)架、挖掘鏟、傳動(dòng)鏈、地輪構(gòu)成。拖拉機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力通過減速器和帶輪將所需要的動(dòng)力傳送到鏈輪上，鏈輪帶動(dòng)鏈條從而帶動(dòng)分離裝置運(yùn)動(dòng)，將從挖掘鏟部挖出的土豆網(wǎng)機(jī)器后方運(yùn)送，同時(shí)由于有抖動(dòng)輪的作用，使得塊莖在輸送的過程中實(shí)現(xiàn)的塊莖于土的分離，而達(dá)到了分離的目的。最后塊莖從機(jī)器的尾部從新落入土地的表面。 第三章 傳動(dòng)比的確定與減速器的選擇3.1 傳動(dòng)比的組成該多功能塊莖挖掘機(jī)的配套動(dòng)力為25-35馬力的拖拉機(jī)，其輸出軸的轉(zhuǎn)速為540r/min，通過一級(jí)減速器和帶傳動(dòng)，設(shè)其總的傳動(dòng)比減速器的傳動(dòng)比。帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為了能滿足分離器上的線速度為1.3m/s的要求，因?yàn)?所以 （3.1） （3.2）所以鏈輪半徑 （3.3）3.2 減速器的選擇由于其傳動(dòng)比為2，所以可以從市場(chǎng)上選擇傳動(dòng)比為2的減速器，其型號(hào)為ZDY,ZDZ100型圓柱齒輪減速器。其結(jié)構(gòu)如圖3.1： 圖3.1 減速機(jī)結(jié)構(gòu)圖 第四章 帶輪和鏈輪的設(shè)計(jì)4.1 帶輪的設(shè)計(jì)因?yàn)楣ぷ鳈C(jī)是多功能塊莖挖掘機(jī)，故屬于載荷變動(dòng)較大的機(jī)械，原動(dòng)機(jī)是交流電動(dòng)機(jī)（普通轉(zhuǎn)矩鼠籠式），工作時(shí)間小于10小時(shí)/天，啟動(dòng)形式為軟啟動(dòng)。挖掘機(jī)的工作功率為1.5KW。故： （4.1）：工作情況系數(shù) 取=1.2。4.1.1 選擇V帶的型號(hào)根據(jù)計(jì)算功率和小帶輪轉(zhuǎn)速，故選擇A型帶。4.1.2 確定帶輪基準(zhǔn)直徑（1）初選主動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑D1 根據(jù)所選V帶型號(hào)參考，選取，選。（2）驗(yàn)算帶的速度V （4.2） （3）計(jì)算從動(dòng)輪直徑D2 （4.3） 取D2為107mm（4）確定傳動(dòng)的中心距和帶長(zhǎng)初定中心距，由 （4.4）即：即：，所以可取 根據(jù)公式計(jì)算基準(zhǔn)帶長(zhǎng)： （4.5）選取帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度，查表得：根據(jù)公式計(jì)算實(shí)際中心距： （4.6）考慮安裝調(diào)整和補(bǔ)償初拉力的需要，中心距的變動(dòng)范圍為： （5）驗(yàn)算主動(dòng)輪的包角根據(jù)公式及對(duì)包角的要求，應(yīng)保證： （6）確定V帶的根數(shù)由公式知 （4.7）取Z=4根。式中： 在包角=180度，特定長(zhǎng)度，工作平穩(wěn)情況下，單根普通帶的許用功率值；考慮包角不同時(shí)的影響系數(shù)，簡(jiǎn)稱包角系數(shù)；考慮帶的長(zhǎng)度不同的影響系數(shù)，簡(jiǎn)稱長(zhǎng)度系數(shù)；計(jì)入傳動(dòng)比的影響時(shí)，單根V帶所能傳遞的功率的增量；查得：=0.45 =0.98 =0.91 =0.024（7）確定帶的初拉力單根V帶的初拉力由公式確定： （4.8）（8） 求帶傳動(dòng)作用在軸上的壓力由公式 （4.9）式中： Z帶的根數(shù)； 單跟帶的初拉力； 主動(dòng)輪上的包角。（9）V帶計(jì)算結(jié)果表4.1 V帶設(shè)計(jì)計(jì)算列表設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目結(jié)果說(shuō)明工作情況系數(shù)k計(jì)算功率P選取V帶型號(hào)小帶輪直徑D大帶輪直徑D驗(yàn)算V帶的速度V初定中心距a初算V帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度L選V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度L定V帶公稱長(zhǎng)度L定中心距a包角包角系數(shù)k1.21.8A80mm107mm1.1304m/s3501068.21153mm1120mm392.4mm1750.98可選比表中大的值參考實(shí)際機(jī)械結(jié)構(gòu)確定120，合適 (10) 帶輪的形式帶輪的結(jié)構(gòu)由帶輪直徑大小而定，因小帶輪基準(zhǔn)直徑D（2.53）d，所以采用實(shí)心式。同樣大帶輪的基準(zhǔn)直徑D（2.53）d，所以大帶輪也用實(shí)心式。（11）帶輪尺寸的計(jì)算小帶輪的軸孔直徑，小帶輪與減速器相連，故取=40mm。因?yàn)椋?所以 小帶輪的寬度： （4.10） 小帶輪的直徑： （4.11） 大帶輪的軸孔直徑，大帶輪與鏈輪主動(dòng)軸直徑一致。設(shè)大帶輪軸孔直徑。大帶輪的寬度：大帶輪的直徑： 小帶輪的結(jié)構(gòu)如圖4.1： 圖4.1 小帶輪大帶輪的結(jié)構(gòu)如圖4.2： 圖4.2 大帶輪4.2 鏈輪的設(shè)計(jì)4.2.1 鏈輪的設(shè)計(jì)目的設(shè)計(jì)該鏈輪的主要目的是為了能帶動(dòng)分離機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。通過鏈輪使得鏈的線速度為1.6m/s。為了達(dá)到這一目的，所設(shè)計(jì)的鏈輪傳動(dòng)比應(yīng)為1，即兩鏈輪的直徑應(yīng)當(dāng)相等。由前面的計(jì)算已經(jīng)得出鏈輪的直徑r=62mm。4.2.2 鏈輪的設(shè)計(jì)（1）選擇鏈輪的齒數(shù)由已知得鏈輪的傳動(dòng)速度為1.3m/s，傳動(dòng)比為1。通過查表所以取(2) 初定傳動(dòng)中心距 根據(jù)公式 （15） 初取(3) 確定鏈長(zhǎng) （4.12） 節(jié)(4) 確定鏈條節(jié)距p （4.13） 由表查得；由圖按小鏈輪轉(zhuǎn)速估計(jì)，鏈工作在功率曲線凸峰左側(cè)，可能出現(xiàn)鏈板疲勞破壞。由表查得；選單列鏈，由表查得根據(jù)于，由圖選用鏈號(hào)為10A，并且也證實(shí)了原估計(jì)鏈工作在額定功率曲線凸峰左側(cè)是正確的。由表查得鏈節(jié)距p為15.875mm。(5) 驗(yàn)算鏈速V （4.14） 與原假設(shè)相符。(6) 計(jì)算實(shí)際中心距 （4.15） (7) 作用在軸上的壓力Q 圓周力 （4.16） 故：(8) 潤(rùn)滑方式 根據(jù)和，選擇滴油潤(rùn)滑。4.3 鏈輪材料的選擇鏈輪的材料應(yīng)當(dāng)能夠滿足強(qiáng)度和耐磨性的要求。在低速、輕載、平穩(wěn)傳動(dòng)中，鏈輪可采用中碳鋼制造；中速、中載時(shí)，采用中碳鋼淬火處理，其硬度40HRC45HRC;高速、重載、連續(xù)工作時(shí)的傳動(dòng)，采用低碳鋼、低碳合金鋼表面滲碳淬火（如用15、20Cr、12CrNi3等鋼淬硬至55HRC60HRC）或中碳鋼、中碳合金鋼表面淬火。本多功能塊莖挖掘機(jī)為中速、中載，所以采用中碳鋼淬火處理，其硬度40HRC45HRC。4.4 鏈輪機(jī)構(gòu)的尺寸計(jì)算1)分度圓直徑 （4.17）2) 齒頂園直徑 （4.18）3 )齒根園直徑 （4.19）4) 最大齒根距離 （4.20）5) 齒側(cè)凸緣直徑 （25）所以取 鏈輪結(jié)構(gòu)如圖4.3：圖4.3 鏈輪第五章 聯(lián)軸器的選擇及其軸的設(shè)計(jì)5.1聯(lián)軸器的選擇該多功能塊莖挖掘機(jī)的設(shè)計(jì)寬度為712mm。兩側(cè)的機(jī)架壁厚度各位10mm。所以整個(gè)機(jī)架的內(nèi)部空間為692mm。所選的減速器的輸出軸的外伸長(zhǎng)度為110mm。為了使機(jī)器能夠運(yùn)轉(zhuǎn)，必須將V帶輪放在整個(gè)機(jī)架的外面，因?yàn)闇p速器外伸軸長(zhǎng)度不夠，所以必須選擇一個(gè)聯(lián)軸器。通過查減速器的參數(shù)表，可知其輸出軸的直徑為48mm,所以選擇聯(lián)軸器時(shí)其孔徑也應(yīng)當(dāng)為48mm。通過查閱手冊(cè)，可以選擇LH4型聯(lián)軸器。其長(zhǎng)度為112mm20。5.2聯(lián)軸器上軸的設(shè)計(jì)聯(lián)軸器上軸的作用是為了將減速器和帶輪通過聯(lián)軸器相連接的。其設(shè)計(jì)過程如下：1）軸4部分：此部分軸是裝聯(lián)軸器的。聯(lián)軸器的長(zhǎng)度為112mm。所以在設(shè)計(jì)時(shí)可以把該部分長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為110mm。2）軸3部分此部分上裝滾動(dòng)軸承。因?yàn)闄C(jī)架內(nèi)壁到機(jī)架中心線的距離為346mm，減速器中線到輸出軸端的距離為214mm，聯(lián)軸器長(zhǎng)112mm。所以聯(lián)軸器到機(jī)架內(nèi)壁的長(zhǎng)度為346-214-112=20mm。所選的軸承為角接觸球軸承。其寬度為24.75mm。所以設(shè)計(jì)時(shí)該軸段長(zhǎng)度為42mm。3）軸2部分：該部分裝同時(shí)有軸承端蓋。為了讓V帶輪輸出機(jī)架為20mm，所以該段長(zhǎng)度可設(shè)計(jì)為44mm。4）軸1部分：該部分上裝V帶輪，V帶輪寬為65mm，所以設(shè)計(jì)該段長(zhǎng)為63mm。其結(jié)構(gòu)如圖5.1：圖5.1 聯(lián)軸器上的軸第六章 鏈輪軸的設(shè)計(jì)和校核6.1鏈輪軸的設(shè)計(jì)鏈輪軸的作用是將大帶輪上的動(dòng)力傳送到兩個(gè)主動(dòng)鏈輪上，從而帶動(dòng)分離輸送器運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而達(dá)到分離輸送的目的。該軸的設(shè)計(jì)步驟如下：1）軸2和軸4部分：這兩部分都是裝鏈輪的。因?yàn)殒溳喌暮穸葹?5mm，所以設(shè)計(jì)該部分軸長(zhǎng)度為70mm。2）軸1和軸5部分：這兩部分都是裝軸承的，所選軸承為角接觸球軸承，其寬度為24.75mm。設(shè)計(jì)兩輪側(cè)面距機(jī)架內(nèi)壁距離為20mm，所以設(shè)計(jì)該部分軸長(zhǎng)為50mm。3）軸6部分：該部分上裝軸承端蓋，設(shè)計(jì)其長(zhǎng)度為33mm。4）軸7部分：該部分上裝大帶輪，所以其設(shè)計(jì)長(zhǎng)度也為70mm。5）軸3部分：該部分通過計(jì)算可得其長(zhǎng)度為488mm。其結(jié)構(gòu)如圖6.1： 圖6.1鏈輪軸6.2鏈輪軸的校核先作出軸的受力簡(jiǎn)圖，取集中載荷作用于帶輪、鏈輪和軸承中點(diǎn)。圖6.2 軸的受力圖1)帶輪上作用力的大小壓軸力 則 (6.1) 2) 鏈輪上作用力的大小壓軸力 則 (6.2) (6.3)求垂直面上軸承的支反力畫主要截面彎矩圖 (6.4) 3)求水平面上軸承的支反力，畫主要截面彎矩圖 (6.5) 主要截面彎矩圖見下圖所示：圖6.3 平面彎矩圖4)截面D處垂直面，水平面合成彎矩 (6.6)圖6.4 合成力矩圖第七章 分離輸送器的設(shè)計(jì)7.1分離輸送器的機(jī)構(gòu)及工作過程1） 機(jī)構(gòu)形式的確定桿條式分離輸送器是一種分離器，其上以等距平行地配置桿條，由撓性元件相連。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，帶面傾斜時(shí)也能工作，因此是一種應(yīng)用比較廣泛的分離工作部件。但是此類分離輸送器因工作面種類的不同而不同，而工作面是由許多桿組成連續(xù)移動(dòng)的一個(gè)柵，工作面的種類對(duì)移動(dòng)土壤的壓碎程度和過篩強(qiáng)度起著決定作用，同時(shí)還影響到分離輸送器的耐用性。在馬鈴薯、塊根等作物的挖掘機(jī)上，常見的分離輸送器有鉤桿式、鏈桿式和帶桿式等。其中鉤桿式和鏈桿式的制造工藝比較簡(jiǎn)單，成本較低，而且其鏈桿于土壤的接觸面積較小，過篩強(qiáng)度最大，分離效果明顯。因此，從零件的購(gòu)買方便，裝卸簡(jiǎn)單等因素考慮，本機(jī)器的分離輸送器采用鏈桿式分離輸送器來(lái)完成分離輸送的目的。鏈桿式分離輸送器是由園桿組成，桿的兩端焊接在鏈條上。形成具有篩選塊莖而分離土壤的柵。鏈桿式分離輸送器通過依靠固定在主動(dòng)軸上和從動(dòng)軸上的鏈輪來(lái)帶動(dòng)，桿條形成一條環(huán)形的鏈帶。2) 分離輸送器的工作過程鏈桿式分離輸送器是一種分離器兼輸送器，其工作過程是，當(dāng)被掘起的土壤、塊莖等向上輸送時(shí)，在輸送鏈的作用下，土壤被疏松，土壤通過桿之間的間隙篩出來(lái)，塊莖則被輸送器輸送到機(jī)器的尾部，從而將塊莖重新放回地表。達(dá)到挖掘塊莖的目的。作業(yè)時(shí)，位于前部的挖掘鏟進(jìn)入土層內(nèi)將塊莖整個(gè)掘起，掘起的土塊在挖掘鏟的作用下發(fā)生劈裂破碎，然后輸送到分離輸送器上。分離輸送器桿條在向后運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，還受到抖動(dòng)器的作用而上下抖動(dòng)，使大部分土壤變松并落回地里。塊莖則被輸送器運(yùn)送到機(jī)器的尾部。其結(jié)構(gòu)如圖7.1：1、主動(dòng)輪 2、分離輸送器 3、抖動(dòng)輪 4、從動(dòng)輪圖7.1 分離輸送器圖7.2桿條參數(shù)的確定在歐洲的許多國(guó)家里，桿間距離通常為25-28mm。而在美國(guó)，甚至為40-48mm。亞洲的日、韓等國(guó)為30-40mm。這個(gè)間隙主要于塊莖作物的品種和塊莖的尺寸由很大關(guān)系。一般情況下塊莖作物的塊莖為扁圓、橢圓、圓、長(zhǎng)筒等形狀，為了研究方便我們可以統(tǒng)一采用長(zhǎng)、寬、厚三個(gè)特征尺寸來(lái)描述塊莖的物理機(jī)械特性，其中厚度尺寸是關(guān)鍵的一個(gè)尺寸。式中： 要使分離輸送器達(dá)到篩分土壤，保留塊莖的目的，桿條間隙的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足c的條件，即保證塊莖最小特征尺寸大于桿條間隙，從而使塊莖不至于在桿條間隙間隨土壤一起漏下。根據(jù)資料和實(shí)際的測(cè)量，我國(guó)塊莖的厚度尺寸大多在30-80mm之間，因此若取桿間距L為45mm，桿條直徑為10mm，代入式中，可得桿條的間隙為35mm。桿條是由直徑為10mm的圓鋼，按一定間距固定在兩條帶子上組成。在輸送篩上工作面的桿條下，設(shè)置有隨動(dòng)型的抖動(dòng)輪，抖動(dòng)輪直接與輸送篩的升運(yùn)鏈工作面的桿條相接，由升運(yùn)鏈桿條帶動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)的圓周速度與輸送篩的工作速度相同，橢圓形抖動(dòng)器的長(zhǎng)半徑和短半徑之差使輸送篩工作面的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生瞬時(shí)的周期性變化，從而抖動(dòng)輸送篩上的掘起物。其結(jié)構(gòu)如圖7.2：圖7.2 桿條間歇圖7.3分離輸送器線速度的確定多功能塊莖挖掘機(jī)抖動(dòng)分離輸送器的線速度和抖動(dòng)器的性能是影響分離率和塊莖損傷率的主要因素。而抖動(dòng)器的抖動(dòng)和拋起性能，除了受其本身的幾何形狀影響外，主要取決于其速度。也就是說(shuō)，線速度是分離輸送器設(shè)計(jì)的主要參數(shù)。通過對(duì)分離輸送器和抖動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，來(lái)闡述分離輸送器與抖動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系，并分析抖動(dòng)器的抖動(dòng)和拋起性能，為分離輸送器線速度的確定提供理論依據(jù)。在選定輸送器的線速度時(shí)，必須考慮它的類型、長(zhǎng)度、運(yùn)動(dòng)特性（加速度）及由這些因素造成的塊莖的損傷問題。輸送器的壽命、尺寸及機(jī)器的重量都與它的速度有關(guān)。分離輸送器的線速度和作用在其上的加速度越高，它的尺寸就可以越小，但它對(duì)塊莖的損傷也就會(huì)越大，耐用性會(huì)降低。輸送器的長(zhǎng)度關(guān)系到塊莖分離和整機(jī)的尺寸，因此它必須適當(dāng)。分離輸送器在工作時(shí)，其線速度應(yīng)略大于機(jī)器的前進(jìn)速度，以保證掘起物往后傳送的正常進(jìn)行。試驗(yàn)表明：當(dāng)線速度高于2m/s，土壤含水量大于等于20%時(shí)，分離能力下降。若機(jī)器的前進(jìn)速度為，分離傳送器的線速度為，則有：等于分離傳送器的線速度比上機(jī)器的前進(jìn)速度， 的取值一般為0.82.5機(jī)器工作時(shí)的速度為1.2m/s，分離輸送器的速度為1.3/s，所以算出的為1.08。在0.8到2.5的范圍之內(nèi)，所以該參數(shù)的確定符合要求。第八章 挖掘鏟的設(shè)計(jì)8.1挖掘鏟的構(gòu)成挖掘鏟由獨(dú)立鏟片、鏟片固定板和角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成。鏟尖角度設(shè)計(jì)為鈍角，這樣可以減小鏟前的入土深度，從而降低無(wú)效挖掘深度的動(dòng)力消耗。挖掘鏟鏟尖的形狀采用“w”型，前進(jìn)阻力較小，入土性能好。8.2挖掘鏟的設(shè)計(jì)挖掘鏟的鏟片是多片鏟的變形，鏟片與鏟片之間留有間隙，這便帶來(lái)很多優(yōu)點(diǎn)。1）一方面是減少鏟尖與土壤的接觸面積，達(dá)到減少阻力的目的。2）另一方面是減輕了機(jī)器前部的重量，防止鏟尖下陷。多片鏟在工作時(shí)發(fā)生局部磨損時(shí)，更換方便維修成本低。一般單株塊莖在土壤中的最大分布寬度為400mm，塊莖分布的深度一般為在地表一下120-200mm之間。為了保證鏟刃的自動(dòng)清理功能，鏟刃的傾斜角度可由受力確定，使土壤在鏟刃上的滑切力能克服摩擦力，即： 式中：為作用于鏟刃上的阻力。 為鏟刃上的正壓力。 為鏟刃上的滑切力。 為鏟刃與土壤之間的摩擦力，且，為摩擦角。 代入得：一般土壤對(duì)鋼的摩擦角為，取，所以。若鏟片數(shù)量為5個(gè)，單個(gè)鏟片寬度為100mm，長(zhǎng)度為250mm，鏟刃傾斜角度，鏟面傾角為，鏟間間隙為25mm。為了保證挖掘鏟挖進(jìn)的土壤和塊莖不會(huì)從兩側(cè)滑落，因此需要在挖掘鏟的兩側(cè)加設(shè)擋板，擋板為平行四邊形，焊接在機(jī)架上。其結(jié)構(gòu)如圖圖8.1挖掘鏟第九章 挖掘鏟的構(gòu)成9.1地輪的設(shè)計(jì)地輪的作用主要是在機(jī)器行走過程中的平衡支撐作用。為了克服挖掘機(jī)收獲時(shí)挖掘鏟前部較大的阻力，設(shè)計(jì)的地輪應(yīng)當(dāng)有較好的通過性，且能夠保證在凹凸不平的地表情況下準(zhǔn)確控制挖掘深度。地輪材料可以選擇鑄鐵，結(jié)構(gòu)采用腹板式。在機(jī)架上設(shè)置不同的安裝位置，可根據(jù)種植情況調(diào)節(jié)深度。9.2機(jī)架部分的設(shè)計(jì)挖掘機(jī)組的入土性能、挖掘深度穩(wěn)定性能、機(jī)組牽引性能、運(yùn)輸通過性能及對(duì)地表的適應(yīng)性能等主要工作性能都收多功能塊莖挖掘機(jī)懸掛裝置的影響。本設(shè)計(jì)采用三點(diǎn)懸掛式機(jī)構(gòu)，由拖拉機(jī)后置三點(diǎn)懸掛和挖掘機(jī)懸掛架機(jī)構(gòu)成一個(gè)空間機(jī)構(gòu)，它可以看作在縱垂直面和水平面的四個(gè)四連桿機(jī)構(gòu)。這兩個(gè)四連桿機(jī)構(gòu)具有各自的瞬心，挖掘工作時(shí)，在各種作用力及相對(duì)瞬心的力矩作用下，將產(chǎn)生繞這兩個(gè)瞬心的轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)轉(zhuǎn)動(dòng)，以保持平衡。其結(jié)構(gòu)如圖9.1：圖9.1 機(jī)架第十章 馬鈴薯收集裝置的設(shè)計(jì) 由于本馬鈴薯收獲機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，其主要功能以挖掘馬鈴薯為主，收集裝置可以簡(jiǎn)單化。不過要設(shè)計(jì)其收集裝置的話，可用較為大的蛇皮袋子套于機(jī)器后方，要保證蛇皮袋子口完全把機(jī)器后方包住，這樣是使馬鈴薯在輸送過程中不至于散落在地下而是全部落于袋中。此換袋子過程須人工控制，當(dāng)袋子裝滿馬鈴薯后，人工換袋，繼續(xù)進(jìn)行馬鈴薯收獲工作。因考慮到此設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，假如設(shè)計(jì)自動(dòng)收集裝置的話有點(diǎn)困難而且需要改動(dòng)較大，因此就運(yùn)用簡(jiǎn)單的袋裝設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)馬鈴薯的收集。準(zhǔn)備的蛇皮袋子須是較為大的袋子，袋口要遠(yuǎn)大于機(jī)器后方寬度，材料也需抗摩擦力強(qiáng)度要求較大。這就是關(guān)于收集裝置的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)。 結(jié)論 本次設(shè)計(jì)對(duì)馬鈴薯挖掘機(jī)的應(yīng)用進(jìn)行介紹和分析，根據(jù)目前國(guó)內(nèi)外對(duì)塊莖挖掘機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀做了深入分析。首先進(jìn)行了總體方案的設(shè)計(jì)，接著是傳動(dòng)比的確定與減速器的選擇；帶輪和鏈輪的設(shè)計(jì)；聯(lián)軸器的選擇及其軸的設(shè)計(jì)；鏈輪軸的設(shè)計(jì)和校核；分離輸送器的設(shè)計(jì)；挖掘鏟的設(shè)計(jì)；地輪和機(jī)架的設(shè)計(jì)，最后進(jìn)行了馬鈴薯收集裝置的設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)的機(jī)器性能滿足要求，能較好的與農(nóng)村現(xiàn)有動(dòng)力配套使用，能較好的把握挖掘機(jī)收獲過程中的要求。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程有了一個(gè)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，掌握了基本的設(shè)計(jì)過程，真正地將所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，提高了獨(dú)立思考解決問題的能力。由于所掌握的知識(shí)的限制和經(jīng)驗(yàn)的不足，在設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，難免有不妥之處。在今后的學(xué)習(xí)工作中我會(huì)繼續(xù)努力，彌補(bǔ)自己在專業(yè)知識(shí)上的缺欠。此次設(shè)計(jì)，我認(rèn)為最重要的就是使我明白了，無(wú)論做什么事情，要想做好，必須態(tài)度端正；要善于學(xué)習(xí)，時(shí)刻學(xué)習(xí)；做事要嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真，細(xì)致、不怕吃苦，還要有創(chuàng)新精神。 致 謝在四年的大學(xué)生活期間，感謝所有關(guān)心和幫助過我的老師和同學(xué)們！本課題是在導(dǎo)師吳翠紅的悉心指導(dǎo)下完成的。四年的學(xué)習(xí)中吳老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、實(shí)事求是的工作作風(fēng)，精益求精的工作精神令我受益匪淺。在生活中吳老師積極樂觀的生活態(tài)度，做任何事情充沛的精力和執(zhí)著的態(tài)度，這都將對(duì)我以后的工作和學(xué)習(xí)有很大的幫助。至此在論文定稿之日，謹(jǐn)向恩師致以衷心的感謝，感謝導(dǎo)師在各方面的幫助，感謝導(dǎo)師的信任和支持。在論文進(jìn)行的過程中，還得到了寢室同學(xué)以及各位同窗好友無(wú)私的幫助和熱情的鼓勵(lì)，在此一并表示衷心的感謝!感謝長(zhǎng)春理工大學(xué)光電信息學(xué)院的各位老師在我四年的學(xué)習(xí)生活期間，對(duì)我思想、生活、學(xué)習(xí)上的指導(dǎo)和關(guān)心，使我不斷的成長(zhǎng)。最后，特別感謝的是我的父母，他們是我這四年最主要的動(dòng)力，是他們時(shí)刻的關(guān)理解和支持才使我能夠順利完成學(xué)業(yè)！參 考 文 獻(xiàn)1 趙滿全,竇衛(wèi)國(guó),趙士杰等.4SW系列馬鈴薯挖掘機(jī)的研制J.農(nóng)村牧區(qū)機(jī)械化,1999,(4).2 蔣炳奎譯.根菜挖掘機(jī)械M.1979,12.3 中國(guó)科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所重慶分所編輯.國(guó)外挖掘機(jī)械(第二集)M.1977,1l.4 單愛軍,劉俊杰,崔冰冰.馬鈴薯挖掘機(jī)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)J.農(nóng)機(jī)化研究.2006,（4）:1920.5 韓建新,都麗萍.2000年中國(guó)國(guó)際農(nóng)牧業(yè)及食品工業(yè)展覽會(huì)國(guó)外兵團(tuán)巡禮J.農(nóng)業(yè)機(jī)械.2000,(5).6 蘇H.季堅(jiān)柯等著.蔬菜挖掘機(jī)械M.北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社出版.1982,5.7 蘇著.袁佳平,汪裕安等譯.農(nóng)業(yè)機(jī)械的設(shè)計(jì)和計(jì)算M.北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社.1983.9.8 蘇著.沈林生,高良潤(rùn)等譯.經(jīng)濟(jì)作物挖掘機(jī)械理論、構(gòu)造和計(jì)算M.上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社.1966.1.9 張東興,郭君海.馬鈴薯田間管理與挖掘機(jī)械化技術(shù)J.農(nóng)機(jī)科技推廣.2006,1:1920.10 申屠留芳,孫興釗.中粘壤土塊莖類作物挖掘機(jī)的研究與開發(fā)J.農(nóng)機(jī)化研究,2003,10(4):21-23.11 南京農(nóng)業(yè)大學(xué).農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)M.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社,1998,:24-40.12 程興田.挖掘機(jī)械的現(xiàn)狀與發(fā)展前景M.農(nóng)機(jī)與食品機(jī)械,1998:50.13 馬成林.挖掘機(jī)研究的發(fā)展與現(xiàn)狀J.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),1997,11（2）.14 胡志超,彭寶良.多功能根莖類作物聯(lián)合挖掘機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)J.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2008,8(8):58-61.15 韓杰,呂金慶,高靖華等.振動(dòng)式挖掘部件的設(shè)計(jì)J.農(nóng)機(jī)化研究,2005,(3):18.16 梁保學(xué),佘喜旺.SL-900型薯類挖掘機(jī)的研究設(shè)計(jì)J.農(nóng)技推廣與安全,2003(2):9-10.17 中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院.農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(下冊(cè))K.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1990:18-19.18 曉青.馬鈴薯挖掘機(jī)的設(shè)計(jì)J.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2001,（4）:37.19 蘇日娜.馬鈴薯挖掘機(jī)械作業(yè)性能測(cè)試方法探討J.農(nóng)機(jī)試驗(yàn)與推廣, 1999(4): 10-12.20 楊大平,劉保華.帶振動(dòng)篩板脫粒機(jī)的研究J.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2003,29(2):13-14.21Patton W.J.Mechanical Power TransmissionM.New Jerey:Printice-Hall,1980.22Mechanical Drive.Machine Design.52(14)J,1980.23Ye zhonghe,lan Zouhui.Mechanisms and Machine TheoryMHigher Education Press,2007.5. 馬鈴薯挖掘機(jī)在現(xiàn)實(shí)生活中的運(yùn)用摘要:馬鈴薯營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富，除了含有大量的水分和淀粉外，還含有多種易被人體消化吸收的蛋白質(zhì)，以及人體需要的維生素和礦物質(zhì)，如磷、鈣、鐵等。馬鈴薯的產(chǎn)量高，據(jù)專家測(cè)算，馬鈴薯的理論產(chǎn)量可達(dá)到240t/hm2。大量種植馬鈴薯，對(duì)于農(nóng)民增收，促進(jìn)西部經(jīng)濟(jì)發(fā)展和實(shí)現(xiàn)西部大開發(fā)戰(zhàn)略部署有重要意義。2005年全世界種植馬鈴薯的國(guó)家和地區(qū)已達(dá)151個(gè)，全球馬鈴薯種植面積約2000萬(wàn)公頃，總產(chǎn)量3.1億噸。我國(guó)馬鈴薯種植面積已達(dá)500萬(wàn)公頃，占世界的25%，總產(chǎn)量7500萬(wàn)噸，占世界的19%，面積產(chǎn)量已躍居世界第一位，主要分布在內(nèi)蒙古、貴州、甘肅、黑龍江、云南、四川等地。我國(guó)馬鈴薯的收獲過程基本上還是傳統(tǒng)的人工割秧、鎬頭刨薯、人工撿拾。在收獲季節(jié)，大部分地區(qū)為老年和婦女勞力進(jìn)行收獲作業(yè)，人工收獲不僅生產(chǎn)效率低，而且損傷、丟失嚴(yán)重，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)成本高。因此，廣大馬鈴薯種植區(qū)的農(nóng)民和農(nóng)業(yè)主管部門，迫切要求解決馬鈴薯生產(chǎn)過程中的機(jī)械化收獲問題。設(shè)計(jì)出專業(yè)、系統(tǒng)、優(yōu)良的馬鈴薯挖掘機(jī)非常必要。一、緒論：馬鈴薯是我國(guó)北方主要糧食作物之一， 在內(nèi)蒙、甘肅、寧夏、河北、山西、黑龍江、河南等省大面積種植，特別是內(nèi)蒙、甘肅、河北北部等地因常年干旱少雨，氣候寒冷，沙質(zhì)土壤多，不利于其它作物的生長(zhǎng)，馬鈴薯使成為這些地區(qū)的主產(chǎn)糧食作物。近幾年來(lái)，馬鈴薯迅速以經(jīng)濟(jì)作物走向市場(chǎng)，大量銷售到北京、天津、上海、廣州等各大城市，美國(guó)百事食品有限公司等國(guó)外企業(yè)也紛紛在我國(guó)以承包大面積種薯地形式而參與到馬鈴薯種植和深加工行業(yè)。隨著馬鈴薯向規(guī)?；N植的發(fā)展，農(nóng)民要求機(jī)械化收獲的愿望日趨強(qiáng)烈。近幾年，隨著早上市鮮薯需求量的增加，收獲季節(jié)提前，馬鈴薯莖葉生長(zhǎng)旺盛，薯皮鮮嫩，機(jī)械收獲更易破皮和纏繞擁土，使農(nóng)藝要求與機(jī)械收獲適應(yīng)性的矛盾更加突出。機(jī)械化收獲馬鈴薯技術(shù)，關(guān)鍵問題是收獲機(jī)械適應(yīng)性差，傷薯率高。因此，研制開發(fā)性能優(yōu)良，適應(yīng)性強(qiáng)，傷薯率低，多型號(hào)，價(jià)格適中，并能同大中馬力拖拉機(jī)配套的收獲機(jī)械是非常必要的。二、 馬鈴薯收獲機(jī)發(fā)展概況（一）國(guó)外馬鈴薯收獲機(jī)研究應(yīng)用現(xiàn)狀 歐美發(fā)達(dá)國(guó)家馬鈴薯收獲技術(shù)與裝備的研究開發(fā)起步早、投入大、發(fā)展快，早實(shí)現(xiàn)了專用化、標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。(1)美國(guó)在1948年17以前用收獲機(jī)來(lái)收獲馬鈴薯，然后人工撿拾。直到1967年，開始使用聯(lián)合收獲機(jī)。20世紀(jì)80年代初期，聯(lián)合收獲機(jī)和分段收獲的面積占馬鈴薯種植面積的85%，其中聯(lián)合收獲已達(dá)到50%以上。20世紀(jì)到90年代，美國(guó)已基本實(shí)現(xiàn)了馬鈴薯收獲機(jī)械化。(2) 原蘇聯(lián)是生產(chǎn)收獲機(jī)最早的國(guó)家。1960年，馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)保有量是3萬(wàn)臺(tái)；1976年，保有量為6萬(wàn)臺(tái)；到20世紀(jì)90年代初，馬鈴薯收獲機(jī)共有16種機(jī)型，其中10種是聯(lián)合收獲機(jī)；90年代中期，開始生產(chǎn)自走式聯(lián)合收獲機(jī)(3) 德國(guó)20世紀(jì)在40年代主要生產(chǎn)和使用拋擲式收獲機(jī)；50年代主要生產(chǎn)和使用升運(yùn)鏈?zhǔn)绞斋@機(jī)和撿拾裝載機(jī)，進(jìn)行分段收獲；到1970年保有量達(dá)到6205臺(tái)；70年代開始生產(chǎn)聯(lián)合收獲機(jī)，機(jī)型有20多種，均是原聯(lián)合收獲機(jī)的變型，其保有量達(dá)到6萬(wàn)臺(tái)；90年代，開始生收獲-撿拾裝載機(jī)和具有自動(dòng)分選裝置的聯(lián)合收.(4)日本在1955年以前使用畜力挖掘犁，1955年1965年生產(chǎn)懸掛式的拋擲式和升運(yùn)鏈?zhǔn)绞斋@機(jī)。70年代開始引進(jìn)英國(guó)、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的聯(lián)合收獲機(jī)，并研制適合日本國(guó)情的聯(lián)合收獲機(jī)。東洋公司生產(chǎn)的自走式馬鈴薯收獲機(jī)裝有帶液壓輸送器的薯箱和二級(jí)分裝裝置,在旱地和水澆地中都可使用。 總之，在國(guó)外幾個(gè)主要生產(chǎn)馬鈴薯的發(fā)達(dá)國(guó)家，都形成了用聯(lián)合收獲機(jī)直接收獲，或用挖掘-撿拾裝載機(jī)加固定分選裝置來(lái)進(jìn)行分段收獲的兩種全面實(shí)現(xiàn)收獲機(jī)械化的配套系統(tǒng)，基本上實(shí)現(xiàn)了馬鈴薯收獲機(jī)械化。（二）國(guó)內(nèi)馬鈴薯收獲機(jī)研究應(yīng)用現(xiàn)狀 我國(guó)在20世紀(jì)60年代1820開始研制馬鈴薯收獲機(jī)，當(dāng)時(shí)主要研學(xué)原蘇聯(lián)技術(shù)基礎(chǔ)上做了大量工作，但機(jī)器十分龐大，流程過長(zhǎng)，直接收獲的馬鈴薯破損率高，并沒能形成產(chǎn)品在生產(chǎn)中得以應(yīng)用。至今為止，我 國(guó) 馬鈴薯的收獲過程基本上還是傳統(tǒng)的人工收獲方式為主.人工刨薯不僅效率低，而且損傷、丟失嚴(yán)重，勞動(dòng)強(qiáng)度大，作業(yè)質(zhì)量差，生產(chǎn)成本高，滿足不了馬鈴薯生產(chǎn)的需要。 哈爾濱市大順農(nóng)機(jī)公司開發(fā)出與小四輪拖拉機(jī)配套的4SG系列懸掛式薯類收獲機(jī)，內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)與山西忻州地區(qū)農(nóng)機(jī)推廣站開發(fā)出4SM-40、80型單行馬鈴薯挖掘機(jī)，如圖1-10所示?？梢淮瓮瓿神R鈴薯挖掘、分離、和鋪放作業(yè)。但這幾種機(jī)型由于設(shè)計(jì)方面的原因，作業(yè)時(shí)在起薯鏟上部容易發(fā)生堵塞，馬鈴薯碰撞損傷嚴(yán)重。 北京聚原龍公司仿造LL公司生產(chǎn)的牽引式兩行后輸出收獲機(jī)，由于材料及制作工藝問題，作業(yè)時(shí)機(jī)器經(jīng)常發(fā)生故障。 “十五”期間，現(xiàn)代農(nóng)裝北方（北京）農(nóng)業(yè)機(jī)械有限公司主持了國(guó)家科技攻關(guān)計(jì)劃馬鈴薯生產(chǎn)全程機(jī)械化關(guān)鍵技術(shù)裝備研究開發(fā)課題，研究開發(fā)了MAE-1520型和MAE-1650型馬鈴薯挖掘機(jī)，如圖1-11所示。目前在內(nèi)蒙、陜西、黑龍江等省區(qū)推廣試用。公司還自主開發(fā)了1710馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)，如圖1-12所示。機(jī)具結(jié)構(gòu)主要由牽引懸掛部件、機(jī)架、挖掘部件、輸送分離部件、兩級(jí)除莖排雜機(jī)構(gòu)、輸送裝車部件、傳動(dòng)部件等七部分組成，可一次完成切溝、挖掘、輸送分離、莖蔓清除，集中裝車等作業(yè)。目前該機(jī)型還處于研制試用階段。 “十一五”期間，現(xiàn)代農(nóng)裝北方（北京）農(nóng)業(yè)機(jī)械有限公司參與國(guó)家科技攻關(guān)計(jì)劃?rùn)C(jī)械化挖掘收獲技術(shù)研發(fā)與示范課題，從事馬鈴薯聯(lián)合收獲及分段收獲模式下的馬鈴薯收獲機(jī)研制與示范子課題，重點(diǎn)研究馬鈴薯機(jī)械化聯(lián)合收獲技術(shù)中的自動(dòng)隨行導(dǎo)向、限深挖掘技術(shù)，有效減小挖掘阻力，降低功率消耗；研究馬鈴薯輸送分離過程中的碰撞損傷問題，探明塊莖損傷機(jī)理，有效解決收獲中損傷大、分選不凈等問題；對(duì)挖掘、輸送分選等裝置的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，開發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的馬鈴薯機(jī)械化聯(lián)合收獲技術(shù)裝備。（三） 國(guó)內(nèi)多功能塊莖挖掘機(jī)的現(xiàn)狀分析近年來(lái),國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上也出現(xiàn)了一些此類機(jī)械，如大蒜挖掘機(jī)就有對(duì)行松土鏟式和不對(duì)行平鏟式輸送方式也有多種。但大多數(shù)機(jī)型在適應(yīng)性和質(zhì)量可靠性方面仍然不同程度地存在著一些問題,主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面,一是損傷作物的問題,因?yàn)橄蟠笏?、生姜此類作?收獲時(shí)皮質(zhì)鮮嫩易損,而損傷后會(huì)嚴(yán)重影響其價(jià)格;二是適應(yīng)性差,因各地農(nóng)藝不同,行距及株距存在著差異,機(jī)具難以滿足這種要求。由于進(jìn)口農(nóng)機(jī)具價(jià)格較高,農(nóng)民難以接受,根莖挖掘機(jī)械還是要走國(guó)產(chǎn)化道路,而且還要根據(jù)中國(guó)國(guó)情,不能盲目照搬。主機(jī)利用現(xiàn)有的機(jī)型,如田園管理機(jī)、手扶拖拉機(jī)及四輪拖拉機(jī),對(duì)國(guó)外的機(jī)型原理加以消化吸收,研制出適合中國(guó)國(guó)情的機(jī)具。國(guó)內(nèi)根莖作物的機(jī)械化收獲還有較長(zhǎng)的路要走,不僅需要科研部門及企業(yè)的大力研制及投入,還牽涉到農(nóng)民的認(rèn)識(shí)和接受問題。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家（如日本、美國(guó)、法國(guó)、意大利等國(guó)）地下作物的收獲已實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，對(duì)于長(zhǎng)根作物（蘿卜、山藥等）和斷根作物（洋蔥、大蒜等）都有不同的挖掘機(jī)械，工藝十分的先進(jìn)，但機(jī)械價(jià)位較高，全部引進(jìn)國(guó)內(nèi)無(wú)法接受，例如，意大利產(chǎn)的DSC-120和日本寶田公司產(chǎn)的DCL-130型土豆挖掘機(jī)，大多用于沙壤土作業(yè)，這些設(shè)備不太適應(yīng)我國(guó)地下作物種植的農(nóng)藝要求和土壤狀況。根據(jù)以上分析，在國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)農(nóng)村市場(chǎng)的實(shí)際情況，分析國(guó)內(nèi)塊莖類作物的農(nóng)藝要求和土壤的物理特性而研制出的多功能塊莖類挖掘機(jī)。綜觀國(guó)內(nèi)外多功能塊莖挖掘機(jī)的發(fā)展特點(diǎn)及外部環(huán)境，專家預(yù)測(cè)未來(lái)多功能塊莖收割機(jī)的主要發(fā)展趨勢(shì)是：1） 開發(fā)節(jié)能、高效、可靠、環(huán)保型產(chǎn)品的多功能塊莖收割機(jī)。2） 安全性及通用性是產(chǎn)品發(fā)展的重要目標(biāo)。3）大型化與小型化仍是產(chǎn)品系列化的兩極方向。4） 技術(shù)進(jìn)步、操作方便和售后服務(wù)將成為企業(yè)生存的三大關(guān)鍵因素。（四） 塊莖作物收獲的主要方法在原始農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，因種植作物不同，其收獲方法及使用的工具也不相同11。收獲塊根和塊莖作物時(shí)，除了用手直接拔取外，主要是使用尖頭木棍(木耒)或骨鏟、鹿角鋤等工具挖取。根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模，馬鈴薯的收獲可采用不同工具，包括鏟形耙、犁或商業(yè)馬鈴薯挖掘機(jī)（可從土中將馬鈴薯挖出并通過擺動(dòng)或吹氣將土薯分離）。重要的一點(diǎn)是，在收獲期間應(yīng)避免出現(xiàn)碰傷或其它損傷，因?yàn)檫@會(huì)給貯藏期疾病提供入口?，F(xiàn)在人們基本采用單一型聯(lián)合挖掘機(jī)，與拖拉機(jī)配套使用12。（五） 多功能塊莖挖掘機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)1）向適應(yīng)性，通用性發(fā)展如采取在一臺(tái)塊莖挖掘機(jī)上換裝不同型號(hào)的清選、分離裝置，摘果裝置13。采用可互換的滾筒式分離機(jī)構(gòu)和圓盤割刀式分離機(jī)構(gòu),可用于花生、大蒜、洋蔥等多種根莖類作物的聯(lián)合收獲,實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。采用通用性好的果秧分離機(jī)構(gòu)，適用于不同種類根莖類作物的秧蔓與果實(shí)的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸將兩者分離，以適應(yīng)多種作物和多種形式塊莖作物的收獲要求。2）向智能化方向發(fā)展我國(guó)的農(nóng)機(jī)產(chǎn)品要想達(dá)到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的精耕細(xì)作，并追趕國(guó)際水平，就必須在智能化上下功夫14，給農(nóng)機(jī)產(chǎn)品配備精準(zhǔn)的多功能的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)已經(jīng)成為農(nóng)機(jī)發(fā)展的潮流，經(jīng)濟(jì)作物的耕作機(jī)械應(yīng)重點(diǎn)開發(fā)根作物的收獲，以解決種植面積不斷擴(kuò)大的花生，大蒜，胡蘿卜，土豆等塊莖類果實(shí)的挖掘類挖掘機(jī)械輸送和分離問題。3）向多功能聯(lián)合型機(jī)械發(fā)展增加農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用方向，避免機(jī)械的單一性，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用,可用于花生、大蒜等多種根莖類作物的聯(lián)合收獲等作業(yè)聯(lián)合在一起，并可增加其收割功能，以提高機(jī)具利用率15。4）向精量化農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展開發(fā)安裝有精量收獲的傳感器以達(dá)到提高收獲率的目的。5）簡(jiǎn)化操作簡(jiǎn)化操作減少輔助工作時(shí)間， 提高工作速度這是提高收獲作業(yè)生產(chǎn)率的又一途徑，如在可能的前提下盡量增大集果箱的容積，減少裝卸的次數(shù)，其底部采用可打開的形式，以加快其收獲完畢后清掃的時(shí)間。（六） 馬鈴薯收獲機(jī)的技術(shù)要求國(guó)內(nèi)馬鈴薯收獲機(jī)械技術(shù)發(fā)展還處于起步階段，但各類型機(jī)均應(yīng)具備以下技術(shù)要求：1)挖凈率：要求挖深在150200ram之間，每行挖掘?qū)挾仍?50500ram之間，挖凈率應(yīng)不低于98。2)明薯率：收獲機(jī)必須具有良好的分離機(jī)構(gòu)，能將薯塊與土壤分離，使分離后的薯塊集堆或集條以便于人工撿拾明薯率應(yīng)達(dá)95。3)破損率：收獲時(shí)應(yīng)盡量減少馬鈴薯破皮、切傷等損失，破損率應(yīng)小于5 。4)生產(chǎn)率：機(jī)械收獲的目的在于減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)率，適時(shí)收獲。因此，收獲機(jī)作業(yè)時(shí)應(yīng)具有一定的作業(yè)速度。5)其它要求：馬鈴薯收獲機(jī)在盡可能減少自身動(dòng)力消耗的情況下，其配套動(dòng)力應(yīng)具有一定的儲(chǔ)備。分離機(jī)構(gòu)應(yīng)具有排石、去秧功能，以適應(yīng)土壤、地形等方面的變化，以及收獲后田地應(yīng)平整，不能影響以后農(nóng)田作業(yè)要求。三、馬鈴薯收獲機(jī)的分類 馬鈴薯收獲的工藝過程包括：切莖、挖掘分離、撿拾分級(jí)和裝運(yùn)序。按照完成的工藝過程，馬鈴薯收獲機(jī)大致可以分成：馬鈴薯挖掘機(jī)和馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)兩種馬鈴薯挖掘機(jī)有機(jī)動(dòng)和畜力兩種，可完成挖掘和初步分離，用人工撿拾和分級(jí)裝運(yùn)。馬鈴薯挖掘機(jī)按挖掘形式分有拋擲輪式，升運(yùn)鏈?zhǔn)胶驼駝?dòng)式三種。 (1)拋擲輪式馬鈴薯挖掘機(jī)：挖掘機(jī)掘起的土垡在拋擲輪拔齒的作用下，被拋到機(jī)器一側(cè)，并散落在地表，為了避免拋的分散而不便撿拾，挖掘機(jī)在工作時(shí)帶有檔簾，這種挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，不易堵塞工作部件，適合在土壤潮濕粘重，多石和雜草茂盛的地上作業(yè)，缺點(diǎn)是埋薯多，拔齒對(duì)薯塊的損傷較大，現(xiàn)在已逐步淘汰。（2）升運(yùn)鏈?zhǔn)今R鈴薯挖掘機(jī)：其分離部件為桿 條式升運(yùn)器。工作時(shí)挖掘鏟將薯塊同土壤一起鏟起，送到桿條式升運(yùn)器，在一邊抖動(dòng)一邊輸送的過程中，把大部分泥土從桿條間篩下，薯塊在機(jī)器后部鋪放成條，為了便于撿拾和裝運(yùn)，升運(yùn)篩后部固定一個(gè)可調(diào)的集條擋板，有的還裝有橫向集條輸送器。升運(yùn)鏈?zhǔn)酵诰驒C(jī)適宜在沙土和壤土地上作業(yè)。其特點(diǎn)是：工作穩(wěn)定可靠，但機(jī)具較重。(3)振動(dòng)式馬鈴薯挖掘機(jī)，是通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)?xùn)艞l分離篩進(jìn)行薯塊與土壤的分離，由于工作部件振動(dòng)，可在一定條件下產(chǎn)生較大的瞬時(shí)力，從而增強(qiáng)了碎土性能，強(qiáng)化了分選效果。 馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)可同時(shí)完成切莖、挖掘、分離、撿拾分級(jí)和裝運(yùn)等工序，部分工序輔以人工。按動(dòng)力配套型式分為自走式和牽引式兩種。自走式的代表機(jī)型有美國(guó)Loganfarm Equipment O.LTD生產(chǎn)的W9032、W9034、W9038等4行收獲機(jī)，其特點(diǎn)是行走輪上安裝有計(jì)算機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)，可根據(jù)GPS地理信息系統(tǒng)進(jìn)行定位；另外還有德國(guó)Grimme公司生產(chǎn)的兩行自走式馬鈴薯收獲機(jī)，主要特點(diǎn)是機(jī)器自身設(shè)計(jì)有收集裝置，無(wú)需人工撿拾，節(jié)省了勞動(dòng)力。機(jī)器有分選臺(tái)，馬鈴薯塊莖在收獲同時(shí)被分級(jí)，減少后續(xù)作業(yè)流程。牽引式馬鈴薯收獲機(jī)按輸出方式分為側(cè)輸出和后輸出兩種。側(cè)輸出代表機(jī)型有美國(guó)4行牽引式馬鈴薯聯(lián)合獲機(jī)和德國(guó)Grimme公司生產(chǎn)的GZ DLI型馬鈴薯收獲機(jī)，GZ DLI型馬鈴薯機(jī)獲機(jī)具有小型、聯(lián)合等特點(diǎn)，自身有升運(yùn)裝置，可將馬鈴薯收集在同步行走的運(yùn)輸車內(nèi)；Double L公司及LookWood公司的LL-815型聯(lián)合收獲機(jī)，該機(jī)在自動(dòng)化控制、薯塊分離以及減少薯塊損傷等方面都有獨(dú)到之處，但沒有升運(yùn)裝置，仍需人工撿拾。后輸出代表機(jī)型有德國(guó)Grimme公司生產(chǎn)RL-1700型馬鈴薯收獲機(jī)，與LL-815型收獲機(jī)相似，同樣需人工撿拾。四、馬鈴薯收獲機(jī)存在的問題（1）機(jī)具的適用性能不夠完善。目前的國(guó)內(nèi)馬鈴薯收獲機(jī)械研制大多是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，以小型、配套動(dòng)力小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便為主，普遍存在可靠性差, 作業(yè)質(zhì)量不穩(wěn)定，作業(yè)時(shí)在起薯鏟部容易發(fā)生壅土阻塞；分離效果不好，明薯率較低；馬鈴薯搓皮碰撞較重，尤其是薯皮蹭破損傷。 （2）機(jī)具功能少。馬鈴薯收獲機(jī)不但要完成挖掘，還要完成分離、篩選、裝車，直至運(yùn)到收購(gòu)處，以減少人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高收獲的自動(dòng)化程度。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有馬鈴薯收獲機(jī)大都能完成挖掘和初步分離，但需用人工撿拾和分選。國(guó)外馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)技術(shù)成熟，但價(jià)格昂貴，體積龐大，不適合我國(guó)小規(guī)模生產(chǎn)方式。(3) 生產(chǎn)規(guī)模與種植形式問題。目前, 農(nóng)村小規(guī)模生產(chǎn)方式制約了大中型馬鈴薯收獲機(jī)的發(fā)展, 使馬鈴薯收獲機(jī)出現(xiàn)了先小型, 后小中型并舉的現(xiàn)象。馬鈴薯種植沒有統(tǒng)一規(guī)范。由于氣候、土質(zhì)和種植習(xí)慣等原因,在種植方式上有壟作、平作；在作物定植上,行距、株距不一。不但機(jī)型需要多樣化,以適合不同種植形式，而且在使用中存在機(jī)組進(jìn)地行走難和對(duì)壟作業(yè)難等問題，影響作業(yè)質(zhì)量和效果。 五、總結(jié)隨著人們生活水平的提高，農(nóng)作物的收取越來(lái)越機(jī)械化，其中為代表的馬鈴薯挖掘機(jī)，在農(nóng)作物中扮演者重要的角色，再能收取的前提下我們又要精益求精，通過對(duì)國(guó)內(nèi)外馬鈴薯農(nóng)作物的分析，以及對(duì)多種收割機(jī)的研究，針對(duì)不同需求，挖掘機(jī)的種類也不同，但是最基本的要求：挖凈率、明薯率、破損率、生產(chǎn)率、馬鈴薯收獲機(jī)在盡可能減少自身動(dòng)力消耗的情況下，其配套動(dòng)力應(yīng)具有一定的儲(chǔ)備。分離機(jī)構(gòu)應(yīng)具有排石、去秧功能，以適應(yīng)土壤、地形等方面的變化，以及收獲后田地應(yīng)平整，不能影響以后農(nóng)田作業(yè)要求；在此前提下馬鈴薯挖掘機(jī)按挖掘形式分有拋擲輪式，升運(yùn)鏈?zhǔn)胶驼駝?dòng)式三種，但是馬鈴薯挖掘機(jī)還是存在著：1）機(jī)具的適用性能不夠完善 2）機(jī)具功能少3）生產(chǎn)規(guī)模與種植形式問題等問題；相信隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)的的進(jìn)一步發(fā)展和提高，馬鈴薯挖掘機(jī)不僅可以節(jié)省更多的時(shí)間，也可以更高質(zhì)量的收取，挖掘機(jī)會(huì)更精益求精，更完善！ The potato excavator application in real lifeAbstract: The rich nutritional value of potatoes, in addition to containing a lot of water and starch, but also contains a variety of easily digested protein, and vitamins and minerals the body needs, such as phosphorus, calcium, and iron. Potato production is high, according to expert estimates, the theoretical yield of potatoes can be reached 240t/hm2. Massive planting potatoes for farmers income and promote economic development in the western western development and the achievement of strategic significance. Potato cultivation worldwide in 2005 reached 151 countries and territories worldwide potato cultivation area of about 20 million hectares, total 310 million tons.Chinas potato acreage has reached five million hectares, accounting for 25% of the world total 75 million tons, accounting for 19% of the world production has leapt to the area in the world, mainly in Inner Mongolia, Xinjiang, Guizhou, Gansu, Heilongjiang Yunnan, Sichuan and other places. Our potato harvesting process is basically the traditional manual cutting seedlings, pickaxe planing potato, artificial pick. In the harvest season, most of the areas and harvest operations for older women labor, manual harvesting is not only low production efficiency, and damage, serious loss, high labor intensity, high production costs. Therefore, the majority of farmers and agriculture departments in charge of potato growing areas urgently required to solve the potato harvest mechanization of the production process problems. Design a professional system, excellent potato digger is necessary. Keywords: potato; excavator; I. Introduction: Potatoes are one of the main food crops in northern China, Inner Mongolia, Gansu, Ningxia, Hebei, Shanxi, Heilongjiang, Henan and other provinces large-scale cultivation, especially in Inner Mongolia, Gansu, northern Hebei and other places due to perennial drought, cold weather, sandy soil and more, is not conducive to the growth of other crops, potatoes makes it the main producing crops in these areas. In recent years, the potato crops to market quickly with a large number of sales to the major cities of Beijing, Tianjin, Shanghai, and Guangzhou, the United States and other foreign companies Pepsi Foods Ltd. have also contracted in the country with a large area of seed potatoes to form and participate in potato cultivation and processing industries. With the large-scale cultivation of the potato to the development of farmers required increasingly strong desire to mechanized harvesting. In recent years, with the increasing demand for fresh potatoes in the morning the city, ahead of the harvest season, potato leaf growth vigorous, fresh potato skin, broken skin and wound mechanical harvesting easier owned land, so agronomic suitability requirements and mechanical harvesting more contradictions outstanding. Mechanized potato harvesting technology, the key issue is poor adaptability harvester, potato injury rate. Therefore, research and development performance, adaptability, potato injury rate, more models, affordable, and can be large and medium horsepower tractors with mechanical harvesting is necessary. II. potato harvester Development Overview European and American countries started research and development of potato early harvest technology and equipment, investment, rapid development, early realization of specialization, standardization and serialization. (1) the United States in 1948 17 prior to harvest potatoes with a harvesting machine, then manually pick. Until 1967, started using combine harvester. The early 1980s, Combine Harvester and segmentation harvested potato planting area accounts for 85% of the area, of which combine harvester has reached more than 50%. 20th century to the 1990s, the United States has basically achieved the potato harvest mechanization. (2) the former Soviet Union is the first national production harvester. In 1960, potato harvester ownership is 30,000 units; 1976, ownership of 60,000 units; By the early 1990s, a total of 16 kinds of potato harvesting machine models, of which 10 species are combined harvester; 90s medium-term, began producing self-propelled combine harvester (3) Germany in the 1940s of the 20th century the main production and use of throwing harvester; 50s main production and use of elevators and pick loaders Harvester chain, segmented harvest; to 1970 population reached 6205 units; 70 Combine Harvester, began production, there are 20 kinds of models, combine harvester are the original variant, the population reached 60,000 units; 1990s, students began to harvest - picking up automatic loader and sorter with combined income . (4) the use of animal digging plow in Japan before 1955, 1955 to 1965, the production of throw-style hanging chain and elevator harvester. 1970s began to introduce Combine Harvester UK, USA and other developed countries, Japans national conditions and the development of suitable Combine Harvester. Potato boxes and secondary packaging equipment Toyo produced self-propelled potato harvester fitted with hydraulic conveyor in dryland and irrigated land in can be used. In short, in several major producing countries abroad potatoes are harvested directly with the formation of a combine harvester, or digging - pick two loaders plus fixed sorting device to harvest the full realization of sub-harvest mechanization of auxiliary systems basically realized the potato harvest mechanization. （A） Application Status domestic potato harvester research Country in the 1960s 18 to 20 started to develop potato harvester, which was mainly technical research study on the basis of the former Soviet Union have done a lot of work, but the machine is very large, the process is too long, potato harvest rate of direct damage, no energy formation of products can be applied in production. So far, the process of harvesting the potato harvest is basically the way the traditional manual-based artificial planing potato is not only inefficient, but also damage, serious loss, high labor intensity, poor work quality, high production costs, can not meet the needs of potato production . Harbin Dashun agricultural companies to develop a small four-wheel tractor with a series of hanging 4SG potato harvester, Xinzhou, Shanxi, Inner Mongolia Agricultural University to develop a regional agricultural extension station 4SM-40, 80-type single row potato digger, as shown in Figure 1 Figure -10. Potatoes can be completed excavation, separation, and job placement. But several models due to design issues, while the upper part of the job from potato shovel prone to clogging, potato collision serious injury. Beijing Poly LL mimic the original Dragon Company produced two lines of output after tractor-harvester, due to material and production process issues, often malfunction when operating the machine. Tenth Five-Year period, the modern agricultural equipment north (Beijing) Agricultural Machinery Co., Ltd. hosted a national research programs full mechanization of potato production in key technology and equipment research and development issues, research and development of the MAE-1520-and MAE-1650 potato digging machine, shown in Figure 1-11. Currently in Inner Mongolia, Xinjiang, Shaanxi, Heilongjiang and other provinces to promote trial. The company also developed the 1710 potato harvester, shown in Figure 1-12. Machines structure is dominated by traction suspension components, chassis, mining parts, transmission parts separate, two-level addition to the seven rows of miscellaneous body parts of stems, loading conveyor parts, transmission parts and other components, can be completed Gully, mining, transport separation, stems Man cleared concentrated loading and other operations. Currently the model is still in the research and trial stages. During the Eleventh Five-Year, Modern Agricultural Equipment North (Beijing) Agricultural Machinery Co., Ltd. to participate in national research programs mechanized mining harvest technology development and demonstration project, engaged in potato harvester developed potato harvester and segmented harvest mode and demonstration sub-topics, focusing on joint mechanized potato harvesting techniques automatic accompanying guide, limit deep mining technology to effectively reduce the digging resistance, lower power consumption; separation process Potato transport collision damage problem, proven damage mechanism tubers effectively solve large harvest in damage, not the net sorting problems; against mining, transportation and other sorting device structure, motion parameters to optimize the design, developed with independent intellectual property rights of potato harvesting mechanization joint technical equipment. (B) Domestic Situation Analysis versatile tuber excavator In recent years, the domestic market has also appeared in some of these machines, as there are on-line ripper garlic excavator shovel and spade flat conveyor line does not have a variety of ways. But most of the models in terms of reliability and quality of adaptability to varying degrees, there are still some problems, mainly reflected in two aspects, one is the issue of crop damage, because like garlic, ginger such crops, fresh and easy to harvest cortex loss, but the damage will seriously affect its price; Second, poor adaptability, due to different country agronomy, there are differences in spacing and spacing, equipment is difficult to meet this requirement. Due to the high price of imported farm machinery, farmers can not accept, roots or go domestic mining machinery road, but also in accordance with Chinas national conditions, should not blindly copy. Host advantage of existing models, such as pastoral management, tractor and four-wheel tractor, the principle of foreign models to be digested and absorbed, developed equipment suitable for China. Mechanized harvesting root crops of the country there is a long way to go, not only the strong scientific research departments and enterprises and investment, also involves farmers awareness and acceptance problems. Developed countries (such as Japan, USA, France, Italy and other countries) have been harvested crop mechanized underground for long root crops (carrots, yams, etc.) and root pruning crops (onions, garlic, etc.) has a different mining machinery, process very advanced, but higher priced machinery, all of the introduction of domestic unacceptable, for example, the DSC-120 in Italy and Japan, Po Tin companies producing DCL-130-type potato digger, mostly for sandy loam operation, these devices do not meet China agronomic requirements and soil conditions underground crop cultivation. Based on the above analysis, the basis of the existing home and abroad, combined with the actual situation of Chinas rural market, analyze the physical characteristics of the domestic tuber crops and soil and agronomic requirements developed a versatile tubers excavator. Looking at the development of domestic and versatile tuber excavator characteristics and the external environment, experts predict the next major trends versatile tuber harvester is: 1) the development of energy efficient, reliable and environmentally friendly products versatile tuber harvester. 2) safety and versatility is an important goal of product development. 3) large-scale and small polar direction of the product is still serialized. 4) technological advances, easy to operate and service will be the three key factors of business survival. (C)The main method of tuber crops harvested In the original agricultural production, because different crops, their harvesting methods and tools used are not the same 11. Root and tuber crops at harvest, except extractor bare hands, mainly using a pointed stick (wooden plow) or bone shovels, hoes and other tools to dig antlers. Different tools can be used in accordance with the scale of production, the potato harvest, including spade harrow, plow or commercial potato diggers (potatoes can be dug in the soil from blowing through the soil potato swing or separation). The important point is that during the harvest to avoid bruising or other damage, because it will provide access to the storage phase of the disease. It is now basically a single type joint excavators, and tractor use 12. (D) Trends versatile tuber excavator 1) to adaptability, versatility development Such as taking different types of dress on a tuber excavator cleaning, separation devices, picking device 13.Using interchangeable drum separation mechanism and disc cutter type separation mechanism can be used for a variety of root vegetables combine harvester peanuts, garlic, onions and other crops, to achieve a machine. Adopt a common and good fruit vine separation mechanism, applicable to different types of seedling root crops and fruit vine structure, shape, size separation of the two, in order to adapt to a variety of crops and tuber crops harvested required forms. 2) the intelligent direction Agricultural products in order to achieve our intensive agricultural production, and to catch up with the international level, we must work hard 14 on intelligent, accurate to agricultural products with multifunctional agricultural system has become the trend of agricultural development, economic crops should focus on the development of agricultural machinery harvesting root crops planting area to address