针对4UZL-1型甘薯联合收获机作业过程中损失率大、伤薯率高等问题,本文在分析4UZL-1型甘薯联合收获机整机结构的基础上具体阐述其工作原理,进行该机弧栅交接刮板链输送机构的设计及参数确定,并依托该机和甘薯种植模式搭建弧栅交接刮板链输送试验台。以薯块提升输送过程中损失率和伤薯率为主要评价指标,开展以挖掘输送机构角度、刮板链输送角度、挖掘输送机构速度、刮板链输送速度、刮板角度和弧栅安装距为试验因素的单因素台架试验,并分析各因素对各性能指标影响显著性和影响规律及原因。试验结果表明,挖掘输送机构角度、刮板链输送角度、挖掘输送机构速度和刮板链输送速度对各性能指标影响显著,刮板角度和弧栅安装距对各性能指标影响不显著。当挖掘输送机构角度为24°、刮板链输送角度为60°、挖掘输送机构速度为1.15 m/s、刮板链输送速度为0.69 m/s时,弧栅交接刮板链输送机构效果较好,损失率和伤薯率分别为0.75%和0.13%。研究结果可为甘薯联合收获机的结构完善和参数优化提供参考。

针对目前国内农业机械类科研院所科研副产品管理规范研究缺失问题,为制订符合其特点的科研副产品管理规范,减少国有资产损失,在阐述种植业类农业科研副产品管理基础上,分析提出农业机械类科研副产品产生的特点——不以农业种养殖为目标、产生的科研副产品较少、损伤大难以达上市销售要求、较少产生可上市销售的科研整机或零配件等科研副产品、农机产品上市销售需要资质鉴定或认证的主体不是科研单位。并对代表性农机科研单位科研副产品的管理举措进行分析,提出的明确科研副产品管理责任主体和台账登记、处置原则方式和流程、收支管理要求、监督和“红线”等新举措,对国内其它农业机械类科研院所科研副产品管理提升或制订具有一定的借鉴意义。

针对我国马铃薯采后清洗作业方式多为直接水洗,缺少与之配套的干洗预处理环节而极大地影响马铃薯清洗效果的问题。在前期研发基础之上,设计一种基于错位对向搓送组合的马铃薯干式清土装置。利用Recurdyn软件中的柔性模块将毛刷辊转化为柔性体并与EDEM软件耦合建立离散元仿真模型,对马铃薯干式清土装置的清土过程进行数值模拟。以马铃薯干式清土装置的毛刷辊转速、橡胶链杆转速、喂入量为试验因素,以马铃薯在装置内的碰撞次数和受力为评价指标,分析物料输送的顺畅性和物料损伤程度的变化。仿真结果表明:当喂入量3 t/h、橡胶链杆转速25 r/min、第1、3刷辊转速为40 r/min、第2、4刷辊转速为56 r/min时,马铃薯输送流畅性较好,碰撞受力较小。根据仿真结果进行验证试验,结果与仿真结果基本一致,研究结果可为马铃薯干式清土装置后续试验优化提供理论依据。

随着农业生产机械化水平提高,薯类收获的重心从分段收获转变为联合收获。薯块提升输送技术是薯类联合收获机研发的关键技术之一,从而要求薯类联合收获机在收获过程中有适宜的提升输送速度,薯块在一二级输送带的传递过程中有合理的缓冲角度,提升输送机构的刮板有理想的倾角。为此本文在分析了根茎类作物一级输送、二级输送和多级输送的三种输送形式的基础上,阐述了国内外薯类收获提升输送装置的研究现状,并借鉴了立式环形输送、螺旋输送、夹持输送和振动输送等先进技术,依据现阶段研究情况对提升输送装置未来的发展进行展望。薯类收获提升输送技术研究与优化设计,对提高机械化收获薯类具有重要意义。

切割作业是菜用甘薯茎尖收获中的重要环节,为提高菜用甘薯茎尖机械化收获的茎尖完整率,保证作业质量,采用静态测量法,运用质构仪等试验仪器对收获期菜用甘薯茎尖开展力学特性研究,获得其径向剪切模量为1.07 MPa,轴向剪切模量为1.87 MPa,结合数据,利用建模软件Inventor和仿真分析软件Ansys中的LS-DYNA模块对0.5 m/s、0.6 m/s、0.7 m/s三个切割速度下切割过程进行显示动力学分析,获得对应的菜用甘薯茎尖的应力应变云图,并对其进行分析,最后依据仿真结果开展验证试验,结果与仿真分析结果基本一致,且结果表明切割速度宜设在0.6～0.7 m/s,在此切割速度范围内可有效保证茎尖完整率。研究结果可为今后中国菜用甘薯茎尖收获装备发展提供有力支撑和理论基础。

针对收获期甘薯薯块机械物理特性进行研究,为甘薯联合收获机关键部件设计及作业参数确定提供基础理论支持。利用DGF30/7-IA型电热鼓风干燥箱测定"苏薯16"的含水率为75.31%;利用排水法测定"苏薯16"的密度为1.13 g/cm~3;利用电子万能试验机分别采用10 mm/min、20 mm/min、30 mm/min三种不同加载速度对"苏薯16"进行压缩特性参数试验测定,并结合理论计算得出甘薯薯块轴向弹性模量、泊松比和剪切模量平均值分别为4.42 MPa、0.44和1.53 MPa,甘薯薯块径向弹性模量、泊松比和剪切模量平均值分别为3.71 MPa、0.41和1.31 MPa,甘薯薯块轴向弹性模量、泊松比和剪切模量的标准差分别为0.59、0.02和0.19,甘薯薯块径向弹性模量、泊松比和剪切模量的标准差分别为0.45、0.03和0.13,甘薯薯块弹性模量、泊松比和剪切模量的标准差分别为0.77、0.025和0.245,均远小于5,因此甘薯薯块可以看作是各向同性材料。