立式香蕉秸秆粉碎还田机关键部件优化设计与试验

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1、学校代码：分类号：綠大營硕士学位论文题冃：立式香蕉秸秆粉碎还田机关键部件优化设计与试骑作者：甘声豹指导教师：李粤教授王能尚级丄程师类另专业稍专业：农业机械化时间二〇一五年六月DesignandOptimizationofKeyComponentsTestofVerticalFlailBananaStalkCrushingMachineAThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementFortheMasterDegreeinEngineeringByGanSheng-baoSupervisor:LiYueWangNengSub

2、mittedtime:June,2015HainanUniversity,Haikou,Hainan,P.R.China2015海南大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名曰期年彡月厂日学位论文版权使用授权说明本人完全了解海南大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构

3、送交论文的复印件和电子版，允许论文被査阅和借阅。学校可以为存在馆际合作关系兄弟高校用户提供文献传递服务和交换服务。本人授权海南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本人已经认真阅读高校学位论文全文数据库发布章程”，同意将本人的学位论文提交高校学位论文全文数据库中全文发布，并可按章程中规定享受相关权益。同意论文提交后滞后：口半年：口一年：年发布。摘要中国是世界最大的香蕉生产国之一，而海南又是中国主要的香蕉种植地。随着人们对香蕉需求量的日益增加，海南蕉园面积逐渐扩大，随之带来的香蕉秸杆处理问题变得越来越突

4、出。目前，海南当地香蕉收获后，大量的废弃香蕉秸秆要么堆积在蕉园，要么被蕉农放火焚烧，如此常年累月，不仅造成了蕉园病虫害的多发，而且大量有机物质被白白浪费。由于香蕉秸秆粗大，含水率高，且富含纤维素、半纤维素以及木质素，且国内香蕉秸杆机械法粉碎还田研究起步晚，致使适用于香慕秸秆粉碎还田的现有设备很缺，而且普遍存在作业效率低、秸杆纤维缠绕严重、粉碎不彻底等问题。针对上述问题，本文以香蕉秸秆为研究对象，通过研究香蕉秸秆的抗拉强度、剪切应力等基本力学性能，分析香蕉秸秆切碎还田机理，结合海南香蕉集体化种植程度低，种植面积分散的区域特点，在海南大学李粤、吴学尚等人研制的立式型甩刀香蕉秸秆粉碎

5、还田机的基础上进行优化改进，对关键部件进行了结构参数与运动参数的分析，利用单因素试验与正交试验确定了关键部件动力学参数之间的最优组合。主要内容如下：调查研究香蕉秸秆结构特点、理化特性、香蕉秸秆粉碎方法研究现状以及香蕉秸杆粉碎利用现状。通过试验研究香蕉秸秆含水率、力学特性以及与金属材料的摩擦特性。基于现有的立式香蕉秸杆粉碎还田机，初步提出增设喂入装置、优化改进粉碎部件作业方式及甩刀形状、优化改进支撑行走装置的基本方案。其中，对喂入装置进行了铲断锯齿式喂入与螺旋滚割式喂入种方案的设计；对甩刀部件进行了立轴型甩定刀配合与卧轴锤爪式甩刀种方案的设计。经试验分析，初步确定优化后的喂入式立

6、轴甩刀香蕉秸杆粉碎还田机方案，并设计其主要机构与技术参数和较合理的传动系统，详细阐述其工作原理。对增设的喂入装置、优化改进后的粉碎装置以及类履带轮支撑行走装置进行结构参数与运动参数的设计，通过分析确定其可行范围。制定以香蕉秸秆粉碎质量合格率、机器工作效率为试验指标，以样机喂入速度、甩刀旋转速度及定刀安装位置为影响指标因素。利用统计分析软件，通过单因素试验分析出各个因素对试验指标的影响规律、变化原因，进一步确定适合于试验指标的水平范围。应用三水平三因素的正交试验得出最优组合，以及各因素对试验指标的显著性。制定试验方法，以香蕉秸秆粉碎率、工作效率为试验指标，锯齿辊转速、型甩刀旋转速

7、度、定刀安装位置角度为影响因素，通过单因素试验，分析了因素对试验指标的影响原因，以及确定适用于试验指标的因素水平为：锯齿辊转速介于80~95r/min之间、型甩刀旋转速度介于之间、定刀安装位置角度介于°°之间。以此为基础，利用正交试验，通过极差和方差分析，综合考虑机器功率消耗，确定关键部件参数最优组合是锯齿辊喂入转速为粉碎甩刀旋转速度为，定刀安装位置角度为°。关键词：优化设计；香蕉秸秆；粉碎；单因素试验；正交试验AbstractChinaisoneofthelargestbananaprod