花生收获机机械化研究进展.docx
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花生收获机机械化研究进展
花生收获机机械化研究进展
北京理工大学王弼只
引言
由于各种机械化机器的与时俱进，我国的工业、农业和第三产业，也不断的向前发展。
虽然改革开放以来，我国农业发展与其他发达国家相比较，还是比较落后的，但是这也不碍于我国农业机械的发展。
在我看来，对于农民来说，农作物的耕作的劳动力落后，生产效率的低下，无疑使得农业的总产量也比较低。
比如，花生、玉米、豆子等一系列农作物不仅种植比较麻烦，而且收获成品时也比较复杂，特别繁琐。
这也就需要我们利用先进的科学技术，设计研发出优秀的生产机械来满足人们的日常生产需求，来提高我国农民的劳动效率。
随着农作物种植面积的逐年增加，作为在全球范围内种植量和产量都达到最高的食物供给作物——花生，是我国人民日常生活饮食必不可少的食物作物。
19世纪末，我国花生的种植总面积占到全国粮食的总面积的15%。
花生产业的蓬勃的发展，不仅能在第一时间内解决我国人口的粮食自给自足问题，甚至能够远销海外，而且能够改善并提高我国城乡居民的生活水平。
但是，农作物收获繁琐且困难的问题却使得花生收获率极低，并使得我国农民难以前行。
因此，实现花生收获机的机械化应用进而得以增加花生的产量，对于转型期的中国有着非同凡响的意义。
1.1花生收获机研究的科学意义
在花生种植面积的逐年增长的局势下，我国花生现有的产量居于全球第一，而且这种局势还在进一步的扩展。
由于花生的营养价值极其高，它常用来榨取食用油，还作为蔬菜和动物饲料，因此，花生在我国全国各地被种植。
但是，分段收获的方式为花生常用的收获方式，即花生的收获采用人工的方式，先将长在地面上的花生藤蔓拔出，再进行对藤蔓上花生果实的敲击，使得果实脱落或者是人力将地表的秧蔓拔除或使用打秧机将地表的秧蔓进行打碎，然后用挖掘机把花生从地下挖出来。
这一系列的操作方式都使得花生的收获的机械化程度大大降低。
例如：
作为江苏省最大的市——盐城市，由于沙质土质的影响，我市农民普遍种植花生、大蒜、山芋等土下作物，但是这些作物复杂的收取过程也一直困扰着盐城的广大老百姓。
所以，我们现在急需研究出一款解决花生收取问题的机器。
即将机器设计成有两个部分组成，分别为藤蔓处理系统和花生挖掘系统，这样才能够提高劳动生产效率，减少劳动时间和劳动强度，进一步使得花生的收获效率提高数倍。
目前，我国的花生收获机械化的水平处于低下的等级，所以只有恰当地向人民推广收获机的技术并向人民讲解水稻直播机械化的强大效率，才能实现花生收获达到机械化的状态。
只有结合当今先进的机械化水平，提高全民的农业化水平及素养，才能更好的在世界上寻找我国的立足之地，才能实现全国农业化又好又快发展，才能提高我国的综合实力，使得我国成为农业和工业结合得最好的发展中国家，才能进一步地追赶上发达国家的脚步。
1.2国内外花生收获机机械化研究进展
花生在我国已经大范围种植，且作为我国种植量和产量都达到最高的食物供给作物，是我国人民日常生活饮食必不可少的食物。
该作物对我国相关的机械业的发展是非常具有潜力的。
由于其简单的结构要求设计、且便于生产和维修设计，还要考虑到它能够在广大的农村地区使用，因此，它的体积也能太大，不然也不适合在田间作业。
不管什么机器质量这一关是必须要好好把握的，只有这样才呢过使得机器不会频繁的在作业过程中出现不必要的失误，避免过多的修理。
花生产业的蓬勃的发展，不仅能在第一时间内解决我国人口的粮食自给自足问题，甚至能够远销海外，而且能够改善并提高我国城乡居民的生活水平。
因此，实现花生收获机的机械化应用进而得以增加花生的产量，对于转型期的中国有着非同凡响的意义。
1.2.1国内花生收获机的发展现状
我国作为历史上的文明古国，各种农作物的发展也经历了悠久的历史，这些作物的收获方式也在发生着一系列的变化。
花生作为我国古老的农作物，当然随着各种劳动工具的丰富，也发生着一系列的变化。
比如，在抗日解放战争期间，我国花生主要是使用人力或者农畜来提供动力，在使用传统的劳动工具——犁，来收获花生的种子，这种方式导致劳动效率相当的落后，且消耗大量的劳动力。
然而，随着改革开放的脚步到来，我国也学着利用国外先进的机械产品——花生收获机，来解决这样落后的劳动方式，从而根据我国的国情，进一步选择正确的方式。
对于整个国家来说，这是无比重要的一个举措。
到了七八十年代，随着国外手扶式的拖拉机的引进，我国进一步采用手扶式的拖拉机来提供动力，整个又为整个花生收获机的前进道路又提供了一次进步。
但是，由于各种科学技术的落后，尽管科技人员对这一技术在小范围内进行了试验和进一步的研发，并没有使得这样相对来说先进的技术得到推广，也没有大批量大范围的在农民的田地里得到使用，技术上也没有得到进一步的突破。
因此，它的发展进步，仍然需要人们进行进一步的探索和设计。
直至90年代初期，国产四轮拖拉机技术的成功的大范围的使用，这样使得花生收获机的主要的动力问题得到解决。
正是在这样的局势下，我国引来了对花生收获机该技术学习研究的狂潮。
加上市场上这种机器的稀缺，更引发了人们对这一机器的拥有欲和求知欲，进而在许多机械工程师夜以继日的研究下，终于生产研发出一种升链式的花生收获机，直至进一步研发出更加理想化的振动式的花生收获机，在这样不断的进取心下，最终先进的符合现代农业需求的液压式挖掘机随之诞生。
液压式挖掘机是当今社会应用最广的一种收获机。
这种机器能够迎合普通农民的需求，由于它简易的操作方法，优良稳定的性能，所以它能够长时间持续性的在田间作业，满足人们的生产需求。
但是，至今为止，花生收获机的技术还是不够成熟，还有很大的提升空间，主要是由于外界的一些影响因素，如各区域土壤质地的不同，土地表面的平整度的差异以及花生茎叶的不同等，这些因素都影响着花生收获机的使用性能。
因此，我们需要合理的考虑一些外界因素，运用先进的机械技术，进一步使花生收获机向着更加成熟完美的方向发展。
1.2.2国外花生收获机的发展现状
相对于我国来说，国外对于花生收获机的研究起步早于我们国家几十年，各方面的技术也是趋于成熟，并走向完善。
这样一来，在原本种植技术的推广条件下，不仅使得花生的种植面积和规模得到了进一步的扩大，而且加快了花生收获机的发展速度。
西方部分发达国家，在很早的时候就已经研发出了花生收获机，并使得得到进一步的运用和发展。
比如：
凭借雄厚的科技实力的前苏联，在50年代就已经在花生收获机这一机械产品上取得了举世瞩目的成就，并远远超过千人的智慧。
再者便是作为综合国力排名首位的美国，尽管花生作物的的历史不够长，但是发达的技术使其现代化的花生收获机生产技术还是引领世界的潮流。
农业生产规模的持续扩大，劳动生产率的提高，农民收入的增加是农业持续发展的特征。
当然花生收取也不能例外，只有采用先进的收获技术，才能确保降低成本，发挥规模生产的持续的效益，使美国立于全球领先地位，无论是农业，还是工业以及第三产业。
发达的西方国家，在我国刚刚改革开放的初期，便在花生收获机这一技术上实现了机械产品的现代化运用。
还有其他农业机械产品，都在机械化的程度上取得了叫高潮的境界，都能研发生产出满足当时人们生活所需的一系列生活产品，并且符合当时国家的实际情况。
近年来，虽然我国的科学技术在不断的像西方学习，并追赶着，但是国外的一些先进发达的国家也并不满足于现状。
他们有先后研发出效率更加高的液压式和振动式的挖掘技术，或者是利用传感技术来控制喂入量和分级装载的程度，以及采用气压原理、光电效果、气流技术、计算机等技术来实现泥土的打碎、脱离，研发设计出操作简易、技术一流、效率更高的花生收获机。
这样不仅会带动全国花生收获机械化程度的提高，而且极大地促进了我国农业机械化的水平。
1.3花生收获机存在的问题和解决方法
1.3.1存在的问题
现阶段在我国的农村地区，我们是用的花生收获机大多只是中小型的，由于它的成本较低，适合在农村推广使用。
但是不管是从机器的性能还是机器总体的设计方案来说，它都不能适应当今农民的需求。
目前，一般的花生收获机大都采取这样的结构形式,经过挖掘→输送→抖动分离→收集作物等这一系列过程的作业形式。
在我看来，它存在的最大问题仍然是在于花生拾取这一过程的繁杂性，使得劳动的强度加大。
所以，要想生产出符合当前国情和实际的机械产品，是迫在眉睫的，且具有巨大的潜力。
现在的花生收获机存在以下主要问题:
A.机器结构比较复杂、价格贵，不适合农村地区的生产生活需求；
B.收获机对行数的要求高,但对花生的种植和生长情况适应能力差;
C.生产效率低低下，且存在花生收取遗漏的现象。
综上可知，我国的花生收获机的技术比较落后，使用性能和实用性能较差，还有待于成熟完善。
1.3.2解决的方法
该课题的花生收获机是与拖拉机相配套使用的，设计期望目标是能一次完成花生的挖掘，去泥和放置三个步骤。
挖掘部分、动力部分、防护机构以及支撑部件等构成了机械的主要组成部分。
所以要想解决上述的那些问题，必须从这些部分入手，采用合理的机构进行链接，已达到理想的效果。
其中主要涉及的关键是：
（1）合理选择支架的结构；
（2）布置合理的传动形式；
（3）实现挖掘深度的灵活改变；
（4）采用合理的原理振动机构。
在花生收获机的运动速度得到控制的条件下，设置以下方案：
a.设置传动路线，选择合适的传动方式；
b.确定花生收获机的重心，使得机器前后保持平衡；
c.制定正确的机器联接方式，能控制作业土层不再覆盖拖拉机轮的强狂出现；
d.绘制机器的总装图，部件图，以及传动轴，链轮，箱体等零件图。
2、课题总体设计
2.1课题设计内容
设计一台花生收获机，与6马力微型拖拉机相匹配，主要用于收获花生,也可用于收获马铃薯、红薯等地下作物。
主要设计内容有：
1．总体设计:
拟定总体方案，绘制结构总图;
2．零部件设计:
（1）支架，
（2）传动机构，（3）深度调节机构，（4）犁头，（5）拨盘，（6）振动筛等（7）有关计算、校核等。
2.2课题设计要求
A．收获机应能满足农艺要求，可一次完成分秧、挖掘、铲出、输送、脱净、放置成行等工序；
B.收获机的性能要求
a）收净率比人工高10%左右，具有不挂秧、不堵塞，不破壳破皮、损失少等优点；
b）结构简单、紧奏、合理，操作方便，安全可靠。
C．点研究内容：
分秧器技术、犁的入土角调整机构等
D．计时尽量采用标准件、通用件，以便降低制造成本；
2.3课题设计依据
1．课题来源：
生产实际；
2．产品名称：
花生收获机；
3．花生收获机与拖拉机联接形式：
前置式固定联接；
3．收获机械行业标准NY/T502-2002花生收获机作业质量；
4．马力微型拖拉机的主要技术参数：
（1）动力输出轴传速：
554转/分；输出齿轮模数3；齿数17
（2）轴距（mm）：
800；740；630；570可调
（3）轮胎宽度：
200mm；胶轮外径：
600mm；铁轮（水田用）外径：
800mm
（4）动力输出齿轮中心轴离地高度：
410mm（胶轮）；
（5）行驶速度（km/h）：
1.4；2.5；4.1；5.3
5．地下作物收获机主要技术参数；
（1）作业深度：
80~120mm；
（1）作业宽度：
600mm左右；
（3）作业效率：
约2亩/小时（花生）；
（4）损失率：
≤5%。
2.4课题设计原理
2.4.1工作的过程
该花生收获机常规的工作流程如下：
首先启动手扶拖拉机，使其先运行，然后花生收获机的挖掘部件运行将地下的花生挖起，接着在机器继续运行的，被挖起来的花生却向后移动，被铲起的花生和土块往后移动，则花生被传送到到输送的铁链上面。
最后在输送的过程中，由于机器的不停抖动，花生上的土块便掉落下来，则被干净的花生随之掉落下来。
该方法能够巧妙地将机器挖掘部分和分离部分合理的结合起来，同时完成挖掘和除土的作业方式，这种方式具有生产率高，损失率小等的优势。
2.4.2花生收获机的联接方式
通常收获机与拖拉机的联接方式有前置
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