發(fā)布時(shí)間：2020-11-17 10:57

　　 烤煙移栽窩穴制作是烤煙生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié),具有勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)要求高的特點(diǎn)�？緹熞圃愿C穴是煙苗大田移栽后生長(zhǎng)的小氣候環(huán)境,窩穴制作的好壞直接關(guān)系到移栽后的緩苗、大田生長(zhǎng)、烤煙質(zhì)量及產(chǎn)量。當(dāng)前,烤煙移栽窩穴制作仍采用手工+通用農(nóng)具的作業(yè)方式,人工制窩費(fèi)時(shí)費(fèi)工、勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低、一致性差,特別是隨著勞動(dòng)力成本的逐年上漲及用工荒的突顯,研發(fā)烤煙移栽窩穴制作機(jī)已經(jīng)成為烤煙生產(chǎn)省工降本、提質(zhì)增效亟待解決的問題。課題組前期研制的大窩穴制作機(jī)已基本能滿足烤煙移栽窩穴制作農(nóng)藝要求,但仍存在制窩合格率不高、功率消耗大、振動(dòng)較大等問題。因此,深入分析烤煙移栽成穴機(jī)理、功率消耗及振動(dòng)等問題,研究提高窩穴制作機(jī)綜合性能的方法,是進(jìn)一步研發(fā)及推廣窩穴制作機(jī)面臨的核心問題。本文結(jié)合當(dāng)前窩穴制作的技術(shù)特點(diǎn)、現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)及烤煙移栽窩穴農(nóng)藝要求,在深入分析烤煙移栽成穴理論的基礎(chǔ)上,完成了窩穴制作機(jī)關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì),并運(yùn)用離散元法、有限單元法對(duì)成穴過程仿真分析及關(guān)鍵部件優(yōu)化。最后,將開發(fā)的樣機(jī)進(jìn)行田間試驗(yàn),獲得了制窩作業(yè)的最優(yōu)工作參數(shù)組合。本文的研究?jī)?nèi)容主要包含以下幾個(gè)方面:(1)完成了基于螺旋升運(yùn)原理的窩穴成穴理論分析及關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)。通過對(duì)土壤質(zhì)點(diǎn)和土流運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究,獲得螺旋成穴頭相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)�；�于擬定的窩穴制作機(jī)主要技術(shù)指標(biāo),完成了螺旋成穴頭、減速器、防護(hù)罩等關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)及發(fā)動(dòng)機(jī)與軟軸的選型。(2)基于離散元法完成了成穴過程仿真及參數(shù)優(yōu)化。在不同成穴頭轉(zhuǎn)速、導(dǎo)程、窩底停留時(shí)間及土壤含水率下,通過離散元仿真分析,得出最優(yōu)的制窩參數(shù)組合。通過建立不同顆粒大小的土槽模型,對(duì)螺旋成穴頭的制窩過程進(jìn)行了土壤擾動(dòng)性分析,得出不同耕層的土壤擾動(dòng)及土粒的運(yùn)動(dòng)速度變化。(3)基于有限單元法完成了螺旋成穴頭靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析,得出成穴頭在X、Y、Z三個(gè)方向上的最大變形量分別是0.010273mm、0.020998mm、0.00022015mm,總的來說變形量較小,驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的可行性。對(duì)操縱桿進(jìn)行諧響應(yīng)分析,得出操縱桿容易發(fā)生共振的三個(gè)頻率。采用Ansys中Shape Optimization模塊對(duì)操縱桿進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì),保證操縱桿剛度和強(qiáng)度變化不大的情況下,達(dá)到了操縱桿拓?fù)鋬?yōu)化的目標(biāo)。(4)對(duì)試驗(yàn)樣機(jī)進(jìn)行單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn),得出窩穴制作機(jī)的最優(yōu)參數(shù)組合。采用Design-Expert軟件中Box-Behnken響應(yīng)曲面對(duì)試驗(yàn)所得最優(yōu)參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證優(yōu)化,結(jié)果表明:軟件優(yōu)化所得結(jié)論與正交試驗(yàn)結(jié)果非常接近,進(jìn)一步驗(yàn)證了正交試驗(yàn)結(jié)果的可靠性。
【學(xué)位單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TS44
【部分圖文】：

移栽窩穴示意圖

煙移栽窩穴農(nóng)藝示意可知，移栽窩穴是一個(gè)口窩，再結(jié)合移栽期春旱少雨、墑情差的現(xiàn)實(shí)條借鑒螺旋軸旋轉(zhuǎn)成穴原理，通過螺旋葉片的切下面將通過對(duì)土壤質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析深入研運(yùn)動(dòng)規(guī)律作業(yè)過程中土壤被切下、升運(yùn)的過程，首先要。將螺旋葉片上表面的土壤質(zhì)點(diǎn)M 作為研究對(duì)線速度sV 沿 Z 軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)。質(zhì)點(diǎn) M 與成穴頭M 脫離螺旋葉片，以一定速度沖向窩壁，與窩穴頭一起旋轉(zhuǎn)，因此，在該摩擦阻力的作用下，滑動(dòng)，并以速度zV 垂直向上運(yùn)動(dòng)。如圖 2.2 所

0tan2sSV r 穴頭工作時(shí)的每周進(jìn)給量；螺旋葉片的外緣半徑； 的牽連速度eV 與水平面的夾角;穴頭的角速度。0tan tanzrxV V r ：z 0tantanrxV rV 作時(shí)處于高速旋轉(zhuǎn)中，位于螺旋葉片外表此，質(zhì)點(diǎn) 的運(yùn)動(dòng)軌跡為曲線運(yùn)動(dòng)，由曲加速度、相對(duì)加速度及科氏加速度的矢量a e rkW W W W
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