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梳刷式甘蔗剥叶机剥叶机理的试验研究

作　者: 张增学
导　师: 区颖刚
学　校: 华南农业大学
专　业: 农业机械化工程
关键词: 甘蔗剥叶刷梳刷剥叶机理
分类号: S226.4
类　型: 博士论文
年　份: 2002年
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内容摘要

甘蔗是我国的一种重要的经济作物，可作为多种工业原料，是目前可靠无污染的生物能源之一。由于历史原因，我国的甘蔗生产机械化程度仍然很低，蔗农劳动强度大，生产效益低，导致我国蔗田面积逐年减少，甘蔗剥叶作业是甘蔗生产作业中的一个重要环节，需耗费大量的劳力，是目前制约甘蔗生产机械化水平提高的瓶颈之一。国内外现有的各种甘蔗剥叶机存在的主要问题是剥叶效果差、剥叶元件的使用寿命短，工作状态不稳定，生产效率低，功耗大。对甘蔗剥叶机的剥叶机理研究不多是产生这些问题的主要原因。甘蔗剥叶机的剥叶质量好坏与甘蔗的品种、剥叶机剥叶元件材料、剥叶滚筒的转速、剥叶元件的排列形式等因素以及甘蔗在剥叶过程中的运动、受力状况密切相关。本文以整杆式甘蔗收割和人工砍蔗为基础，对梳刷式甘蔗剥叶机的机理问题进行了研究。提出了影响甘蔗剥叶效果的主要因素及其参数，详细分析了甘蔗品种、剥叶元件材料、剥叶滚筒转速、剥叶元件排列形式，甘蔗喂入方式，剥叶元件线径，剥叶元件间距、剥叶刷有效长度，甘蔗喂入密度等主要参数对甘蔗剥叶质量的影响规律；对甘蔗在剥叶过程中的运动状态和受力情况进行了分析，对影响梳刷式甘蔗剥叶的剥叶刷梳刷次数进行了探讨。试验研究认为：甘蔗剥叶过程主要由三个阶段组成，即压紧阶段、撕裂牵扯蔗叶阶段和蔗叶向后抛送阶段。与不同剥叶材料所匹配的最优剥叶滚筒转速范围不同，对于尼龙、钢丝和塑料三种剥叶材料来说，最优的剥叶滚筒转速范围为：900～1200r／min；获得较好剥叶质量时，按照所需要的稳定工作的剥叶滚筒转速值由小到大的顺序，三种材料依次为钢丝、尼龙和塑料。影响甘蔗剥叶效果的各因素及其参数的关系为：剥叶元件的排列形式取一对剥叶滚筒，每个滚筒上等分安装4排剥叶刷、上下滚筒剥叶刷之问的安装位错角取45°为宜；甘蔗的喂入方式为蔗叶所在平面垂直于剥叶滚筒轴线；剥叶元件间距大小以所需剥叶的甘蔗的平均直径大小相近为好；剥叶刷的有效长度以使得剥叶刷重叠长度大于1／2蔗径小于1.5倍的蔗径最佳；甘蔗的喂入密度增加，剥叶工效增加，但含杂率也增加，实际生产中应

全文目录

摘要  2-6
一、前言  6-19
  1.1 研究背景  6-7
  1.2 研究甘蔗剥叶机机理的目的和意义  7-8
  1.3 甘蔗剥叶机理的国内外研究进展  8-17
  1.4 本研究目的  17-18
  1.5 试验设计  18-19
二、梳刷式甘蔗剥叶机理的研究  19-30
  2.1 试验方法  19
  2.2 试验设备  19-20
  2.3 试验材料  20-22
  2.4 试验过程及结果  22-28
  2.5 分析讨论  28-29
  2.6 小结  29-30
三、影响剥叶效果的各因素参数的研究  30-87
  3.1 剥叶效果的试验  30-70
    3.1.1 试验方法及试验指标  30-31
    3.1.2 试验设备  31-32
    3.1.3 试验材料  32
    3.1.4 试验过程及结果分析  32-70
    3.1.5 小结  70
  3.2 不同部位、品种甘蔗蔗叶撕拉测试研究  70-80
    3.2.1 试验目的方法  71
    3.2.2 试验仪器  71
    3.2.3 试验过程及结果分析  71-80
    3.2.4 小结  80
  3.3 甘蔗剥叶力的研究  80-87
    3.3.1 试验方法  80
    3.2.2 试验设备、传感器标定  80-82
    3.2.3 试验材料  82
    3.2.4 试验过程及结果分析  82-86
    3.2.5 小结  86-87
四、田间试验  87-110
  4.1 试验目的、方法  87
  4.2 试验材料  87
  4.3 试验设备  87-88
  4.4 试验过程及结果分析  88-109
  4.5 小结  109-110
五、试验结果分析  110-121
  5.1 甘蔗剥叶过程  110-111
  5.2 剥叶材料  111-114
  5.3 剥叶间距  114-115
  5.5 剥叶滚筒转速  115
  5.5 剥叶刷有效长度  115-116
  5.6 剥叶刷排数  116-117
  5.7 甘蔗喂入方式  117-118
  5.8 剥叶时段  118
  5.9 甘蔗品种  118-121
六、甘蔗剥叶过程模型  121-137
  6.1 甘蔗剥叶过程运动分析  121-127
    6.1.1 甘蔗剥叶运动形式  121-122
    6.1.2 甘蔗剥叶运动分析  122-127
  6.2 甘蔗剥叶过程受力分析  127-133
  6.3 蔗茎在剥叶过程中的梳刷次数  133-135
  6.4 综合分析及参数选择范围  135-137
七、分析与讨论  137-139
  7.1 主要结论  137-138
  7.2 研究展望  138-139
致谢  139-140
ABSTACT  140-143
参考文献  143-149
附录  149-153

梳刷式甘蔗剥叶机剥叶机理的试验研究

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