振动式红枣采收机振动参数分析与试验
在我国,红枣的种植有着悠久的历史,枣树抗旱耐涝,适合干旱少雨,日照时间长的新疆地区种植。自从红枣的经济价值被开发后,在国家的大力支持下,新疆地区红枣的种植面积大幅度增加。但直到现在红枣采收依旧依靠人工,雇佣人工成本高,导致红枣采收成本高,采收环节成为制约红枣产业发展的重要因素。本研究立足于新疆地区红枣采收的现状,为得到偏心振动式红枣采收机最佳振动参数,为推进振动式红枣采收机的研制提供理论依据,进行了红枣振动采收试验,主要研究内容与结果如下:（1）通过文献资料分析法,了解目前国内外振动式林果采收机的研究现状以及目前常用的振动式采收的研究方法。通过阅读文献可知振动频率、振动位置、振动幅度和振动时间是直接决定采收效率的四大因素。（2）通过调查研究法,了解新疆生产建设兵团第一师阿拉尔市周边枣园实际种植模式为矮化密植,测量枣树的树高、树冠直径、树体主干高度和树体主干直径等基本参数,对测量数据进行分析得到树高在1.5～3.5m之间,树干直径大多在80～90mm之间,树冠直径在2000～3000mm之间,主干高度大多在300～400mm之间,所得测量值为后续枣树模型的建立提供依据。并且对新疆生产建设兵团第一师阿拉尔市周边的红枣采收方式进行调研,对红枣采收方式的优缺点进行分析,为研究内容的确定提供参考。（3）通过实验对采收期红枣果实的重量、含水率、自然落果率和红枣与枣树枝之间的连接力进行测定,得到采收期红枣的平均重量为6.58g,平均含水率为26.18%,自然落果率为37.20%,十一月中旬红枣的连接力平均值为0.524N。通过对这四个值进行测定,了解了采收期红枣果实的真实情况,为红枣落果条件的分析提供参考。（4）根据调研结果,选择一棵尺寸参数为树高在1.5～3.5m之间,树干直径在80～90mm之间,树冠直径在2000～3000mm之间,主干高度在300～400mm之间的枣树,用Solid Works三维软件建立枣树三维模型,对枣树的固有频率进行分析,对红枣振动采收过程进行仿真模拟,通过对结果进行探测与分析得到共振响应最佳时振动频率为15.963Hz。改变偏心块重量对振动过程进行模拟,得到随着偏心块重量的增加,应力响应逐渐增大。对红枣落果条件进行分析,设计预试验对影响采收效率的四个因素进行取值范围的选择,最终所选择的范围为振动频率10～22Hz、偏心块质量500～700g、夹持高度100～300mm和振动时间3～11s。（5）设计单因素变化试验与四因素五水平试验进行实际采收,以采收率为唯一标准对结果进行分析,最终得到四个因素影响程度由大到小依次为夹持高度、振动频率、偏心块质量、采收时间,并且对实际最佳振动频率与模拟仿真所得最佳频率产生差异的原因进行分析,最终确定最佳参数值为振动频率19Hz、偏心块重量650g、夹持高度300mm、采收时间9s。将所得最佳振动参数组合进行试验,得到平均采收率能达到90%以上,能达到红枣振动采收的目的。
- 作者：
- 杨蕊
- 学位授予单位：
- 塔里木大学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2023年
- 导师姓名：
- 马少辉
- 中图分类号：
- S225.99
- 关键词：
- 红枣；振动采收；仿真模拟；试验验证；结果分析
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