馬鈴薯收獲機(jī)械的設(shè)計(jì)__學(xué)士論文
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- 馬鈴薯收獲機(jī)械的設(shè)計(jì)__學(xué)士論文馬鈴薯是我國繼小麥、水稻、玉米之后的第四大作物，主要分布在黑龍江、新疆、甘肅、內(nèi)蒙、山西、陜西、寧夏、云南、貴州、青海、吉林等省區(qū)，年產(chǎn)鮮薯近 6000多萬噸。我國馬鈴薯種植面積以 10 萬 hm2/年的增長速度逐年增加，2001 年達(dá)到 472 萬hm2，產(chǎn)量居世界第 1 位[1-2]。我國是馬鈴薯生產(chǎn)第一大國，但卻是馬鈴薯成果轉(zhuǎn)化比較差的國家。據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織報(bào)告，我國馬鈴薯平均產(chǎn)量僅為 13.9t/hm2，而歐美發(fā)達(dá)國家平均單產(chǎn) 35～43t/hm2。世界馬鈴薯中心的研究表明：在世界范圍內(nèi)對馬鈴薯的需求到2020年將有望增長 20%，超過水稻、小麥、玉米的增長。屆時(shí)發(fā)展中國家對馬鈴薯的需求將是 2000 年的 2 倍[3-5]。隨著市場對馬鈴薯需求的不斷增加，國外一些大公司紛紛在中國從事馬鈴薯生產(chǎn)與加工業(yè)務(wù)，國內(nèi)一些生產(chǎn)企業(yè)也紛紛加入這一領(lǐng)域，使得馬鈴薯生產(chǎn)開始向生產(chǎn)基地規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化邁進(jìn)[6]。然而，一個(gè)殘酷的現(xiàn)實(shí)卻是，占生產(chǎn)總用工 70%以上的馬鈴薯收獲作業(yè)至今基本上還是停留在傳統(tǒng)的人工割秧、鎬頭刨薯、人工撿拾的階段，嚴(yán)重影響了馬鈴薯的規(guī)模生產(chǎn)，使之遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了市場的需求。伴隨種植面積和產(chǎn)量的增長，馬鈴薯收獲成為一個(gè)重要的研究課題。國內(nèi)外對馬鈴薯收獲機(jī)械研究投入了相當(dāng)大的人力和物力。我國現(xiàn)階段的馬鈴薯收獲機(jī)還是以簡單挖掘人工揀拾為主。而國外已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化與自動化的結(jié)合，將液壓技術(shù)、振動分析、電子技術(shù)、傳感器技術(shù)應(yīng)用于作業(yè)機(jī)械中，大大地降低了勞動者的工作強(qiáng)度。
1.2國外馬鈴薯收獲機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀
國外馬鈴薯收獲機(jī)械化收獲起步早、發(fā)展快、技術(shù)水平高。20世記初，歐美國家出現(xiàn)畜力牽引挖掘機(jī)來代替手鋤挖掘馬鈴薯、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輪式馬鈴薯收獲機(jī)。在20世紀(jì)40年代初，前蘇聯(lián)、美國就開始研制、推廣應(yīng)用馬鈴薯收獲機(jī)械，50年代末即己實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化。70～80年代，德、英、法、意大利、瑞士、波蘭、匈牙利、日本和韓國亦相繼實(shí)現(xiàn)了馬鈴薯作物生產(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)合收獲機(jī)，且以收獲壟作種植為主[8]。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)合收獲機(jī)的原理制成的雙行馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)，為了加強(qiáng)篩選效果，分離器有四個(gè)液壓泵帶動。
美國在1948年以前用收獲機(jī)來收獲馬鈴薯，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作物種植面積的85%，其中聯(lián)合收獲已達(dá)到50%以上。20世紀(jì)90年代，美國已基本實(shí)現(xiàn)了馬鈴薯收獲機(jī)械化。前蘇聯(lián)是生產(chǎn)馬鈴薯作物收獲機(jī)最早的國家，生產(chǎn)了許多半懸掛式機(jī)型，如KKY–2型、KOK–2型、KKP–2型等馬鈴薯作物聯(lián)合收獲機(jī)，機(jī)器體積較龐大笨重，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)，其勞動生產(chǎn)率比其它行收獲機(jī)提高1～2倍[9]。近年來，歐美的馬鈴薯收獲機(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)型為小型壟作收獲機(jī)械。在亞洲生產(chǎn)馬鈴薯收獲機(jī)械的國家較少。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)绞斋@機(jī)，70年代開始引進(jìn)英國、美國等發(fā)達(dá)國家的聯(lián)合收獲機(jī)，并研制適合日本國情的聯(lián)合收獲機(jī)，對于根菜（蘿卜、青芋等）機(jī)械收獲的研究從1960年開始，近幾年韓國、日本生產(chǎn)了一些小型馬鈴薯收獲機(jī)，如韓國高山機(jī)械工業(yè)公司生產(chǎn)的小型單行和雙行馬鈴薯、地瓜挖掘機(jī)械[10-16]。
從農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展過程來看，馬鈴薯收獲機(jī)械發(fā)展較遲緩，只是在近50年才發(fā)展到較高水平。在國外馬鈴薯收獲機(jī)械中，挖掘機(jī)的生產(chǎn)和使用所占的比例趨于下降，而聯(lián)合收獲機(jī)得到迅速發(fā)展，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。而且，國外馬鈴薯收獲機(jī)械大多采用升運(yùn)鏈條式聯(lián)合作業(yè)，技術(shù)上已達(dá)到相當(dāng)高的水平。像俄羅斯、德國、法國、英國美國、比利時(shí)和日本等國馬鈴薯收獲機(jī)械化程度較高，收獲機(jī)械性能穩(wěn)定。
日本對生姜收獲機(jī)械已經(jīng)研制多年并有了一些成熟的機(jī)型，第一代機(jī)型只把根莖拔出地面，減輕了農(nóng)民從地下挖出生姜的勞動量。據(jù)有關(guān)材料介紹，現(xiàn)在第二代機(jī)型已經(jīng)研制成功并開始使用，它是一種從收獲到清理到包裝的聯(lián)合作業(yè)機(jī)械。在韓國，對根莖收獲機(jī)械的研制也取得了較大的成果，他們生產(chǎn)的一種配套于田園管理機(jī)的大蒜挖掘機(jī)，采用振動的原理，緩沖了阻力，并對根莖上附著的土塊起到疏松和抖動的作用，是一種輕型高效的機(jī)具。
圖1 EURO-V1400L馬鈴薯收獲機(jī) 圖2 Spirit8200馬鈴薯收獲機(jī)
發(fā)展中國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)國家的馬鈴薯作物收獲已基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化聯(lián)合作業(yè)。如德國、美國...
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