果树苗木起苗机的研究

论文摘要

我国是世界第一大苹果生产国,苹果树的培养正在逐步向矮砧集约高效栽培模式转变,果树苗木的培育正逐步趋于标准化、规模化。起苗是果树苗木出圃的重要环节,现有的起苗方式主要有两种,人工起苗和机械起苗。果树苗木起苗的机械化作业已成为世界发达国家的现实,但由于机械装备技术发展水平的不同以及和园艺生产相结合的程度存在差异,国内外果树苗木起苗的机械化程度各不相同。目前我国机械化起苗的程度较低,还是依靠人工起苗或者应用改装的农机具以及林木起苗机进行起苗,劳动强度大,效率低,伤根问题严重,严重影响果树的移栽成活率和缓苗效果。因此研制出专用于果树苗木的起苗机具有重要的现实意义。本文对果树苗木起苗技术的背景、意义及国内外发展现状进行了分析。从对目前的起苗技术状况研究出发,针对中国国情及果树园艺的技术要求,注重园艺与农机的结合,设计了一种专用的果树苗木起苗机。该机采用起苗铲侧置的方式进行挖掘起苗,主要是对土壤进行铲掘松土、起苗作业,起掘后人工将已经松动的树苗拔出,机起苗根系完整,作业效率高。论文主要对果树苗木起苗机总体及各部件进行了参数设计,并利用AIP软件对核心部件起苗铲进行了参数优化,将起苗铲形式由U型改进为L型,减小了工作阻力;通过对机组配套及性能的分析,确定了机具与拖拉机的配套参数,对起苗机进行了试验,和试验结果数据分析,验证了起苗机作业深度稳定性、作业速率、根茎损伤率等各项指标。田间试验和挖掘作业结果表明:起苗机性能稳定,结构配套合理,作业效率高,苗木根系完整,起苗效果好,苗木损伤率低,苗木根部规格统一,作业质量符合园艺要求。该机具的设计为产业化苹果树育苗提供生产和技术支持。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 课题研究的背景
• 1.2 课题研究的意义
• 1.3 国内外机械化起苗研究现状
• 1.3.1 国外研究现状
• 1.3.2 国内研究现状
• 1.4 课题研究的主要内容及技术路线
• 1.4.1 研究的主要内容
• 1.4.2 技术路线
• 2 果树苗木起苗园艺技术
• 2.1 果树根系概况
• 2.1.1 根系的结构
• 2.1.2 根系的类型与分布
• 2.1.3 根系的生长动态
• 2.2 果树苗木出圃及起苗方法
• 2.2.1 果树苗木的出圃
• 2.2.2 果树起苗方法
• 3 果树苗木起苗机的总体方案设计
• 3.1 起苗机的设计要求
• 3.1.1 园艺的技术要求
• 3.1.2 机具要求
• 3.2 整机的设计原则
• 3.3 起苗机的总体结构
• 3.4 起苗机的工作原理
• 3.5 起苗机的拟定基本参数
• 4 起苗铲的结构参数设计及优化
• 4.1 结构设计
• 4.1.1 工作隙角α
• 4.1.2 水平刃夹角2γ
• 4.1.3 起苗铲材料的选择
• 4.1.4 结构参数确定
• 4.2 起苗铲的三维建模
• 4.2.1 AIP 简介
• 4.2.2 创建起苗铲三维模型
• 4.3 起苗铲应力分析
• 4.3.1 Inventor 应力分析简介
• 4.3.2 基本分析假设
• 4.3.3 定义材料属性
• 4.3.4 施加约束与载荷
• 4.3.5 网格划分
• 4.3.6 求解与结果
• 4.4 起苗铲的参数优化
• 4.4.1 调整关键尺寸后应力分析
• 4.4.2 改进铲体结构后应力分析
• 5 起苗机部件的设计及机具总装
• 5.1 松土装置
• 5.1.1 抖动器的设计
• 5.1.2 减速器的组成
• 5.1.3 传动比的计算
• 5.1.4 振动频率的计算
• 5.2 阻力铲
• 5.3 限深轮
• 5.4 耕宽调节器
• 5.5 起苗机的总装及样机试制
• 6 机组的匹配性能分析
• 6.1 起苗机与拖拉机的挂接
• 6.2 起苗机与拖拉机的配套性能分析
• 6.3 机组作业稳定性的分析
• 6.3.1 入土性能分析
• 6.3.2 起苗铲及前轮的受力分析
• 6.3.3 机组受力分析
• 6.4 起苗机匹配拖拉机的通过性
• 7 试验结果与分析
• 7.1 试验条件与试验标准
• 7.1.1 试验条件
• 7.1.2 试验标准
• 7.2 起苗机深度稳定性的试验
• 7.2.1 试验方法
• 7.2.2 试验结果
• 7.3 入土行程的测定试验
• 7.3.1 试验方法
• 7.3.2 试验结果
• 7.4 根茎损伤率试验
• 7.4.1 试验方法
• 7.4.2 试验结果
• 7.5 作业速率的测定
• 7.5.1 试验方法
• 7.5.2 试验结果
• 7.6 作业效果分析
• 7.7 技术经济指标分析
• 7.8 试验结论
• 8 结论与展望
• 8.1 结论
• 8.2 展望
• 参考文献
• 在读期间发表的学术论文
• 作者简历
• 致谢