番茄收获机的设计
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前 言
目前中国已成为继美国之后世界第二大加工番茄生产基地，其加工番茄的种植面积约占世界总种植面积的28%。是我国最大的加工番茄生产基地，其具有发展加工番茄生产得天独厚的农业资源。昼夜温差大、日照时间长、干燥炎热、病虫害少、独特的自然条件为大规模发展加工番茄产业提供了非常有利的条件，约占中国加工番茄的种植面积的80%左右。2009年新番茄种植面积已达158万亩，番茄产量达到744万吨，生产番茄制品101.46万吨。然而，目前新的加工番茄普遍采用人工采收，劳动强度大，生产效率低，费时费力，采收费用高，且常由于采收不及时，造成大量的加工番茄腐烂在地里，而正值新的秋收季节之时，致使劳动力极为紧缺。但经过十几年的发展，新的“红色产业”发展迅猛，产量逐年递增。
大力发展番茄产业，加快发展步伐，就促使番茄收获实现机械化。番茄收获是农业生产过程中的重要环节，目前大都是人工采收，生产效率低，而番茄成熟季节与棉花成熟季节相同，由于新是棉花大省，占用劳动力很多，往往都是因为劳动力不足，影响了番茄的最佳成熟时节，严重影响了番茄的品质，造成了一定的损失!由于进口番茄收获机存在价格昂贵服务周期长和收费高等问题，对我国番茄机械化采收技术的推广和普及造成很大障碍，严重影响了新和兵团番茄产业的可持续发展。 为此，设计一种番茄收获机，并对该机的关键部件进行研制，该机可同时完成番茄秧的切割、果秧分离和输送等工作。
关键词：自走式；收获机；番茄
目 录
1绪论 1
1.1课题研究的意义 1
1.2国内外番茄收获机发展状况 1
1.3国内外番茄收获机存在的问题 1
1.4研究的内容和方法 2
1.5预期目标 2
1.6重点研究的关键问题及解决思路 2
1.7工作条件及解决方法 3
2果秧分离的典型方法及果秧分离机构方案的选择 3
2.1几种典型分离装置 3
2.2果实分离装置方案的选择 4
3番茄分离装置的总体设计 4
3.1番茄种植模式及物理机械特性 4
3.2梳齿滚筒式分离装置的设计 5
3.3番茄果秧分离机构工作原理 6
3.4分离滚筒主轴的设计 6
4切割装置的设计 7
4.1切割捡拾装置 7
4.2往复性割刀的结构特点总成设计 7
4.3割刀运动和速度分析 8
5输送带的设计与整机参数 11
6机架总成设计及整机主要参数指标 12
6.1 机架总成设计 12
6.2整机主要参数指标 13
7轴的校核 13
总 结 15
致 谢 16
参考文献 17
1绪论
1.1课题研究的意义
目前中国已成为继美国之后世界第二大加工番茄生产基地，其加工番茄的种植面积约占世界总种植面积的28%。新是我国最大的加工番茄生产基地，其具有发展加工番茄生产得天独厚的农业资源。昼夜温差大、日照时间长、干燥炎热、病虫害少、独特的自然条件为大规模发展加工番茄产业提供了非常有利的条件，约占中国加工番茄的种植面积的80%左右。2009年新番茄种植面积已达158万亩，番茄产量达到744万吨，生产番茄制品101.46万吨。然而，目前的加工番茄普遍采用人工采收，劳动强度大，生产效率低，费时费力，采收费用高，且常由于采收不及时，造成大量的加工番茄腐烂在地里，而正值新的秋收季节之时，致使劳动力极为紧缺。但经过十几年的发展，新的“红色产业”发展迅猛，产量逐年递增。
大力发展番茄产业，加快发展步伐，就促使番茄收获实现机械化。番茄收获是农业生产过程中的重要环节，目前大都是人工采收，生产效率低，而番茄成熟季节与棉花成熟季节相同，由于新是棉花大省，占用劳动力很多，往往都是因为劳动力不足，影响了番茄的最佳成熟时节，严重影响了番茄的品质，造成了一定的损失！由于进口番茄收获机存在价格昂贵服务周期长和收费高等问题，对我国番茄机械化采收技术的推广和普及造成很大障碍，严重影响了新和兵团番茄产业的可持续发展。 为此，设计一种番茄收获机，并对该机的关键部件进行研制，该机可同时完成番茄秧的切割、果秧分离和输送等工作。
1.2国内外番茄收获机发展状况
美国是世界上加工番茄生产第一大国，采用机械化收获以后，不但促进了番茄种植规模的扩大，而且使番茄收获费用从占生产总费用的50%降低到16%。种植面积的扩大和收获费用的降低对提高美国番茄产业的竞争力起到了极大的促进作用。
美国加工番茄机械化收获与其它作物机械化收获发展过程的最大区别是，加工番茄机械化收获的发展充分体现了农艺与机械化技术的结合；它是首先通过选育出适于机械化收获的品种之后，才着手研制番茄收获机的。1962年以后，适于机械化收获的番茄品种达到成熟之后，番茄机械化收获才逐渐得到推广应用。到1968年，美国加工番茄机械化收获水平就达到了80%。
美国番茄收获过程已经实现了向自走式大型化自动化方向的发展，从早期人工辅助作业的半机械化番茄收获机过渡到牵引式番茄收获机, 再发展装有光电识别选果的自走式大型化收获机[2]。
1.3国内外番茄收获机存在的问题
我国研究葵花籽去壳机起步较晚发展缓慢，和发达国家相比只能望其项背，目前市场上流行的一些机具中，存在一些问题，因此，难以大范围推广应用。新是我国番茄主要种植地区，目前机械化程度也已越来越高，但要实现完全自动化还需要很长一段时间的努力，目前新番茄收获机械化存在的问题主要有一下几个方面：
（1）番茄品种还不能完全适应机械化收获
（2）缺乏与机械化收获相适应的科学种植和田间管理规范
（3）缺乏机械化收获番茄的收购标准
（4）缺乏适用的番茄收获机
（5）番茄种植户规模较小
（6）番茄收获时间过于集中
因此，在很长的一段时间内，人工采摘仍将是新地区番茄收获的主要方式。相对于人工收获来说，番茄收获机明显是一个良好的选择，是既可以节约劳动力又可以节约成本的一种机械。
1.4研究的内容和方法
根据我国番茄收获机的发展现状和存在问题以及未来番茄收获机发展要求，设计农用番茄收获机。农用番茄收获机主要由动力输入装置、传动装置、切割装置、果秧分离装置和输送装置组成。其中，动力装置是通过发动机经三角带传递，切割装置将番茄秧割断，经由输送带的一系列输送，，经过果秧分离装置实现果实和果秧的分离，最后由输送带进行运输。通过本机能一次性完成对番茄的收获。
先确定我国已有番茄收获机的类型，根据已有大型番茄收获机的原理及结构设计新型的番茄收获机，使番茄收获机能满足农业生产的要求，也就是番茄收获机要能工作稳定，保证收获率高，番茄完整率高，果秧分离效果好等优点。
1.5预期目标
（1）番茄收获机操作方便，结构简单，通用性好，使用寿命长。
（2）被分离的番茄果秧分离率高、番茄完整率高、果秧分离效果好。
（3）收获效率高，人工劳动量少，同时动力上要消耗少。
（4）制造价格便宜，容易普及，能满足农业使用的要求。
1.6重点研究的关键问题及解决思路
该机动力源于发动机，通过带轮、三角带实现动力的传输，番茄通过采摘头、输送装置、分离装置等实现一次性完成对番茄的收获。
（1）选择合适动力传递方式，设计工作装置和传动装置。
（2）运用Auto CAD软件，绘制二维零件图和装配图。
（3）利用有限分析和Solidworks进行虚拟样机设计，完成整机各零部件的三维建模。
1.7工作条件及解决方法
塔里木大学位于南疆中心位置，校内有实习工厂、土槽实验室、农业工程重点实验室等，设计条件较好，为项目开展提供了场地和基本条件。校内拥有优良的硬件环境，机械电气化工程学院拥有先进的实验设备和机械加工制造设备，并且师资力量雄厚，完全可以满足番茄的工作条件。
2果秧分离的典型方法及果秧分离机构方案的选择
2.1几种典型分离装置
（1）从动梳齿式果秧分离装置是一种强制性分离机构，当机器沿行垄行驶时，梳齿插入番茄秧茎，强制性地把果实从果枝上捋下来，实现果实与茎杆的分离。该机型的分离过程对西红柿果实带来很大损伤，并且它只是把果实分下来，茎秆仍长在地里，除去他们还需要其他后续的工作[10]。
（2）滚筒式分离装置是果秧被送至倾斜的滚筒式分离装置中，滚筒通过回转，对西红柿果秧进行多次起落摔打，从而使果实脱落，实现果实的分离。该分离机构在进行果秧分离的过程中无法保证分离的效果，当滚筒回转速度过快或过慢时，分离效果都不理想。转速过慢，分离不完全；过快时被分离下来的果实来不及落下，与番茄秧一块被抛甩在田地里，造成收获损失[10]。
（3）摘果实分离装置是先由收获机把整株番茄茎秧拔出来，固定在输送带上，再由分离机构敲打植株，使植株振动。依据果实质量集中同时惯性较大的特点，使果实脱落，从而实现果实的分离。该机构果茎分离的工序过多，果实分离结束还要将茎秧取下。生产率过低，不符合高效率作业的要求[10]。
（4）振动分离机勾大多为转动机构，保证单向转动的同时，来实现速度大小的周期性变化。通过速度大小变化产生的惯性力，将西红柿果实甩落下来。因此可以通过改变转速变化的快慢，来实现不同的分离效果，同时可以很方便地实现连续作业。这种机型在番茄联合收获机领域应用最为广泛。由意大利FMC公司所生产的SZ系列的西红柿收获机上的果秧分离机构就属于此类。该分离机构包括分离滚筒和分离驱动机构。分离弹齿结构简单，通过它拨动西红柿茎秧，分离驱动机构则是弹齿滚筒的动力源，用来带动滚筒的旋转，滚筒以变化的速度进行转动从而实现对西红柿果秧的抛甩。西红柿果秧通过抛甩作用，果实分离下来落到果实输送带上，输送到集果器中。而果秧通过抛秧链抛洒到田间[10]。
（5）键式果实分离器的分离装置由10个键体连接成两组，利用键和曲柄形成平行四杆装置，键上各杆均做半径相同的圆周运动来实现分离。这种机型结构复杂，体积庞大，生产效率低，没有总 结
本文是围绕农用机械产品—番茄收获机的设计，实现了番茄收获的机械化。此机器使用后，改变了以前人工劳动强度大、效率低的缺点，节省了广大农民群众的劳动量，提高了生产效率和生产质量。此番茄收获机的研制满足了大部分用户的需要。该机器果秧分离率高，番茄的损伤率低，也解放了劳动力，可实现自动化收获的全过程。
该机的关键部分是果秧分离结构与秧苗捡拾切割结构，因为番茄收获的整个过程都是由这两部分完成的，分离后的番茄损伤情况，完全是看果秧分离结构的性能能不能达到要求。本文也介绍了目前各种番茄收获机分离装置和切割捡拾装置的原理及装备，并对番茄收获机械的发展现状以及发展前景作出了简明的概括和分析。
此番茄收获机的优点有：
（1）自走式的设计，便于机器的移动。
（2）增加了梳齿的设计，防止发生堵塞。
（3）增加了主轴拆装板的设计，便于了主轴上的易损件更换时的拆卸工作。
（4）结构简单、使用与维修方便、工作稳定性好、易于操作、重量轻、成本低；
（5）可适用于新农业生产。
当然在这次设计中，也可以看到一些问题：
（1）该机以新番茄为对象而设计的，品种单一，所以其应用范围有局限性，需改进。
（2）本设计由于没有实际检验，实际的可行性程度还不能确定，有待改进等。
这是一个非常全面而系统的设计题目，非常锻炼人。从方案的论证到最终的设计，涉及的领域包括：机械制图，机械原理，工程材料，机械设计等等。通过设计实践，提高我计算、制图能力；使我们能熟练地应用有关参考资料、计算图表、手册、图集、规范，熟悉有关的国家标准。机械方面知识得到系统的巩固和提升。在进行毕业设计的同时，我还学到了许多新的知识，如Solidworks，CAD2007的使用和WORD、POWERPOINT等软件的应用。
在设计过程中确实遇见一些问题，通过老师的讲解，自己翻阅了大量资料，都得到了解决。总的说来,在这次设计中我学到了很多的东西,但同时也存在一定的不足和缺陷,在以后的日子里自己应该更加努力认真,以冷静沉着的心态去对待每一件事情!
致 谢
时光匆匆如白驹过隙，四年的大学生活转眼间接近尾声。四年的求学生涯在亲人的支持和朋友的陪伴下过的丰富多彩，不仅如此也收获颇丰。
首先感谢我的毕业指导老师王红飙老师，他认真负责，学识渊博，从选定毕业设计题目到设计进行，他给了我悉心的指导，如果没有老师的指导我完成论文必定困难重重，无法顺利完成。虽然辛苦，但也算是顺利完成，比起成就感，更多的还是感慨，感觉四年的大学生活也要随着毕业设计的完成而画上了句点。由于自身能力的限制，设计中自然也有很多不尽人意的地方，但做一件事情，重要的不是结果，而是要享受这个过程，真的是不亲自去做一件事情，就永远不会理解其中的心酸与乐趣，虽然只有短短一万多字的论文，却感觉是把大学四年又重新过了一遍，总之就是感慨多多吧。毕业设计，也许是我在塔里木大学所上交的最后一个作业了。我也想在这里感谢四年以来给我帮助的所有老师和同学们，能与你们相识相知是我最珍贵的财富，也将是我回忆里最不可磨灭的一部分。
大学四年，不光是学习了知识，更多的还是一种思想上的升华，付出了很多，但也收获了更多。为人处世的道理，遇到困难时的不退缩，都会成为以后人生道路上的指南针，指引着我前进，也是我以后可以拿来回味再三的生活感受。
最后在这儿祝福大学里风雨同舟的兄弟姐妹和良师们，愿未来绚烂缤纷。
参考文献
[1]江英兰,梁荣庆,坎杂,李成松,谭洪洋,冯玉磊.番茄收获机果秧分离装置液压系统能耗分析[J].农机化
研究,2012.
[2]李成松,坎杂,谭洪洋,张若宇,孙日宾,陈端凤.4FZ-30型自走式番茄收获机的研制[J].农业工程学
报,2012.
[3]江英兰,李成松,冯玉磊,坎杂.番茄收获机割台特点及发展现状[J].安徽农业科学,2012.
[4]高治国,齐伟,王玲玲,邓成伟,程兰兰,高爱弟,郭健.国产4FZ-2型自走式番茄收获机[J].农机
化,2012.
[5]李成松,坎杂,谭洪洋.4FZ-30型自走式番茄收获机的研制[J].农机化,2012.
[6]高治国,邹邦权,齐伟,郭健,王玲玲,高爱弟,邓成伟,程兰兰.番茄收获机采摘头的改进设计[J].农
机化,2012.
[7]高治国,齐伟,郭健.4FZ-2型自走式番茄收获机的总体设计[J].农机化研究,2013.
[8]周军平,郝朝会,杨学军,金鑫,孙星,王锦江.番茄收获机喂入机构运动特性分析与参数优化[J].农业机
械学报,2013.
[9]彭霞,曹杰,徐为民.番茄收获机割台的研究与设计[J].农业技术与装备,2008.
[10]卢勇涛,李成松,陈永成,陈亚琳.番茄收获机果实分离机构的工作原理及结构特点[J].农机
化,2008.
[11]彭霞.番茄收获机割台部分的设计及仿真研究[D].石河子大学,2009.
[12]李成松,陈端凤,坎杂,冯玉磊,秦金伟.自走式番茄收获机调平液压系统设计[J].液压与气动,2014.
[13]孙富,师帅兵.国内外几种番茄收获机的比较研究[J].农业技术与装备,2015.
[14]吴大勇,毕新胜,王磊.番茄收获机液压系统节能技术研究[J].农机化研究,2010.
[15]李成松,坎杂,谭洪洋,张若宇,孙日宾,陈端凤.4FZ-30型自走式番茄收获机的研制[A].中国农业机械
学会.2012中国农业机械学会国际学术年会论文集[C].中国农业机械学会,2012.
[16]坎杂,田学艳,任卫新.SL350型番茄收获机的引进与试验[J].农机化,2000.
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