馬鈴薯收獲機械的設(shè)計__學(xué)士論文
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- 馬鈴薯收獲機械的設(shè)計__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)組織報告，我國馬鈴薯平均產(chǎn)量僅為 13.9t/hm2，而歐美發(fā)達國家平均單產(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)�；�、標(biāo)準(zhǔn)化邁進[6]。然而，一個殘酷的現(xiàn)實卻是，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)，使之遠遠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重要的研究課題。國內(nèi)外對馬鈴薯收獲機械研究投入了相當(dāng)大的人力和物力。我國現(xiàn)階段的馬鈴薯收獲機還是以簡單挖掘人工揀拾為主。而國外已經(jīng)實現(xiàn)了機械化與自動化的結(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)機械中，大大地降低了勞動者的工作強度。
1.2國外馬鈴薯收獲機的發(fā)展現(xiàn)狀
國外馬鈴薯收獲機械化收獲起步早、發(fā)展快、技術(shù)水平高。20世記初，歐美國家出現(xiàn)畜力牽引挖掘機來代替手鋤挖掘馬鈴薯、隨后改由拖拉機牽引或懸掛。20年代末出現(xiàn)了升運鏈?zhǔn)胶蛼仈S輪式馬鈴薯收獲機。在20世紀(jì)40年代初，前蘇聯(lián)、美國就開始研制、推廣應(yīng)用馬鈴薯收獲機械，50年代末即己實現(xiàn)了機械化。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現(xiàn)了馬鈴薯作物生產(chǎn)機械化。70年代主要是研制大功率自走式根塊作物聯(lián)合收獲機，且以收獲壟作種植為主[8]。這些機型是大功率拖拉機變型，如荷蘭在拖拉機基礎(chǔ)上按照甜菜聯(lián)合收獲機的原理制成的雙行馬鈴薯聯(lián)合收獲機，為了加強篩選效果，分離器有四個液壓泵帶動。
美國在1948年以前用收獲機來收獲馬鈴薯，然后人工撿拾，直到1967年，開始使用聯(lián)合收獲機。20世紀(jì)80年代初期，聯(lián)合收獲機和分段收獲的面積占馬鈴薯作物種植面積的85%，其中聯(lián)合收獲已達到50%以上。20世紀(jì)90年代，美國已基本實現(xiàn)了馬鈴薯收獲機械化。前蘇聯(lián)是生產(chǎn)馬鈴薯作物收獲機最早的國家，生產(chǎn)了許多半懸掛式機型，如KKY–2型、KOK–2型、KKP–2型等馬鈴薯作物聯(lián)合收獲機，機器體積較龐大笨重，到20世紀(jì)90年代初，馬鈴薯收獲機共有16種機型，其中10種是聯(lián)合收獲機，90年代中期，開始生產(chǎn)自走式聯(lián)合收獲機，其勞動生產(chǎn)率比其它行收獲機提高1～2倍[9]。近年來，歐美的馬鈴薯收獲機型仍然是以大功率機組為主。這些機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)一些小型挖掘機械，如意大利的SP100機型為小型壟作收獲機械。在亞洲生產(chǎn)馬鈴薯收獲機械的國家較少。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鏈?zhǔn)绞斋@機，70年代開始引進英國、美國等發(fā)達國家的聯(lián)合收獲機，并研制適合日本國情的聯(lián)合收獲機，對于根菜（蘿卜、青芋等）機械收獲的研究從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，如韓國高山機械工業(yè)公司生產(chǎn)的小型單行和雙行馬鈴薯、地瓜挖掘機械[10-16]。
從農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展過程來看，馬鈴薯收獲機械發(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械中，挖掘機的生產(chǎn)和使用所占的比例趨于下降，而聯(lián)合收獲機得到迅速發(fā)展，形成了用聯(lián)合收獲機直接收獲，或用挖掘-撿拾裝載機加固定分選裝置來進行分段收獲的兩種全面實現(xiàn)收獲機械化的配套系統(tǒng)，基本上實現(xiàn)了馬鈴薯收獲機械化。而且，國外馬鈴薯收獲機械大多采用升運鏈條式聯(lián)合作業(yè)，技術(shù)上已達到相當(dāng)高的水平。像俄羅斯、德國、法國、英國美國、比利時和日本等國馬鈴薯收獲機械化程度較高，收獲機械性能穩(wěn)定。
日本對生姜收獲機械已經(jīng)研制多年并有了一些成熟的機型，第一代機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)機械。在韓國，對根莖收獲機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的大蒜挖掘機，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具。
圖1 EURO-V1400L馬鈴薯收獲機 圖2 Spirit8200馬鈴薯收獲機
發(fā)展中國家基本上采用挖掘犁和挖掘機進行收獲作業(yè)，發(fā)達國家的馬鈴薯作物收獲已基本實現(xiàn)了機械化聯(lián)合作業(yè)。如德國、美國...
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