采棉机采摘头适应性农艺参数分析毕业论文

采棉机采摘头适应性农艺参数分析学生姓名 学 号 所属学院 机械电气化工程学院 专 业 农业机械化及其自动化 班 级 指导老师 日 期 摘 要棉花是我国新疆地区的一种主要经济作物，从上世纪80年代新疆被列为国家重点商品棉生产基地以来，新疆地区植棉业迅速发展，但随之带来的是棉花收获问题越来越突出，早期的人力采收棉花已不适应植棉产业以及植棉全程机械化的需要。从本世纪初，新疆地区开始大量引进国外大型自走式采棉机，国内也有一些厂家引进国外先进技术或自主研发部分采棉机机型。这些采棉机在生产实际中都得到逐步应用，随着人们观念的改变以及机采棉种植面积的扩大，以采棉机为主的机械采收棉花的形式也会被越来越多的人认同。采摘头是采棉机的核心部件，目前在新疆地区工作的采棉机采摘头都为水平摘锭式，新疆兵团使用的采棉机大多为国外买进，而近几年采棉机采净率严重影响新疆的棉花质量。因此，对于采摘头适应性的棉花农艺参数的分析具有重要意义。关键词：采摘头；农艺参数；分析Abstract Cotton is a major cash crop in the Xinjiang region of China, from the 1980s, Xinjiang has been listed as national key commodity cotton production base since the rapid development of Xinjiang cotton industry, but brings with it more and more cotton harvest prominent early human harvesting cotton cotton no longer meet the needs of industry as well as full mechanization of cotton. From the beginning of this century, a lot of Xinjiang began large-scale introduction of foreign self-propelled cotton picker, some domestic manufacturers to introduce advanced foreign technology or self-developed part of the cotton picker models. These cotton picker in the actual production have been gradually applied, with the change and the expansion of planting area of cotton picker machine people's attitudes to the mechanical cotton picker harvested mainly in the form of cotton will be more and more people identity. Picking head is the core component of the cotton picker, cotton picker picking head currently working in the Xinjiang region are horizontal pick ingot type, the domestic production of cotton picker picking head components are foreign buying, No domestic production enterprises reported. Therefore, the analysis of the first horizontal picking cotton agronomic suitability parameters is important.Keywords：Horizontal picking head；Agronomic parameter；analysis目 录1引言11.1研究意义11.2国内研究现状11.3采棉机理论及方法研究现状21.4研究内容与方法32 机采棉植物特性及成熟度脱叶情况分析42.1棉花的植物特性测定42.2植株特性测定结果与分析42.3 成熟度和脱叶程度测定与分析73 水平摘锭的原理及其影响103.1水平摘锭式采棉滚筒工作原理103.2 水平摘锭的工作原理113.3影响摘锭采摘效率的因素124 结论12致 谢14参考文献15附 录16塔里木大学毕业论文1引言1.1研究意义新疆具有独特的种植环境，幅员辽阔，植棉业是新疆最大的农业支柱产业。然而长期以来，人工采摘劳动强度大，采摘成本高，经济效益差，国外进口的采棉机棉田适应性差、价格昂贵、维护费用比较高。棉花采收已成为严重制约南疆棉花产业发展的瓶颈，发展棉花收获机械化势在必行1-4。新疆棉花采收机械主要为进口。根据现有的采棉机采摘头的采摘特性和工作特点，采收方式主要有选收式和统收式两种，其中选收式收获机以水平摘锭式和垂直摘锭式为主要代表；统收式收获机代表主要是软摘锭式和梳齿式。目前新疆进口的采棉机大部分采摘头为水平摘锭。采摘头作为采棉机的唯一采摘单体，它的工作状况对棉花采摘质量尤为重要。水平摘锭采棉机采摘头结构复杂，串联环节较多，一旦某个环节发生故障将大大降低采棉机的性能及其工作可靠性，导致影响采摘头工作性能的因素繁多、复杂。采棉机田间作业时可以看作是对外部输入激励和控制作用的响应。当采摘部件与棉花、行走机构与地面相互作用时，外部因素的变化引起采棉机采摘头上各点运动的复杂性质，在很大程度上改变了机械田间作业的质量，从而导致收获损失的增加。且棉花收获时的收获条件的变化也经常引起工作部件堵塞或田间棉花采不净现象，需要许多停车时间来排除故障，大大降低了采棉机的工作效率。由于不断变化的外部作用取决于各种不同的因素，如采棉机采摘头结构参数及运行参数、棉花品种、种植模式、气候状况、脱叶剂的喷洒、棉花采收时间、棉花地面不平度、驾驶员的操作水平等以及其他各种因素。这些不断变化的因素使机器的负荷不均匀，并影响着机器工作的各种指标和功率消耗，致使采棉机田间作业可靠性大大降低5-10。新疆引入采棉机等大型机械时，由于国内外棉花品种、种植模式、气候状况、脱叶剂的喷洒等因素差异较大，田间作业时采棉机采摘头结构参数及运行参数等也需作相应的调整，故需对诸多影响因素进行综合分析研究，建立一种尽可能全面反映机器实际工作条件的计算模型。在国内对于棉花机械化收获技术和装备的研究主要是借鉴国外技术集中于对采摘头收获技术和装备进行研究，但因气候变化，品种差异，种植模式不同、土壤差异，温度及湿度、脱叶剂、采收时间、驾驶员水平及等因素对棉花收获机械有极大的影响，造成收获机械适应性差，可靠性不高。造成巨大的浪费，严重地阻碍了采棉机大面积推广。目前采棉机在新疆推广处于两难的境地，一方面采棉机田间适应性差，外界因素的变化严重影响采棉机的田间作业可靠性，采棉机采净率可靠性不高，造成大量浪费，使农民难以接受。另一方面由于多种因素的影响，导致机收棉花品质下降，造成棉花价格下降，极大地阻碍了新疆棉花的国际市场竞争力，也严重影响了当地农民的收入11-13。棉花机械采收是一个复杂的系统工程，采棉机田间采摘质量与诸多因素有关。而诸多因素的不确定性使得现阶段南疆地区棉花机械采收存在着采棉机田间作业适应性差，采棉机采净率低和籽棉含杂率较高等问题。造成后续籽棉清杂难度大及棉花纤维损伤大，倒致新疆棉花品质不高。对于大型国外引进农业机械，一般均是通过大量田间试验进行，但一方面由于外部条件的不确定性，导致巨资购买引进的大型机械针对国内作物田间适应能力差，另一方面大型农业机械一般结构复杂，零部件较多，很难对其进行改进，且大型农业机械完成一定功用的各个部件之间需互相配合，如果只拆下某一部件进行实验室内的试验，很难反映机械在田间作业时的实际情况。大型农业机械只能通过室外大量田间试验，才能逐渐找到农机与农艺相结合的最佳参数匹配范围14-15。本项目针对南疆地区棉花机械收获，以水平摘锭式采棉机为研究对象，为提高采棉机田间作业适应性，以采棉机采摘系统田间试验调查结果为依据，从棉花品种选择、棉花种植模式、棉花水肥管理、气候条件、脱叶剂喷洒情况、棉花采收时期、棉花采收前植株特性等影响采棉机采收质量的诸多因素开展采棉机农机农艺融合技术研究。通过对各个因素分析得到影响采棉机采摘质量的主要因素，并获得与采棉机相适应的最佳农艺参数范围。为国外引进采棉机田间作业参数的适时调节及国产采棉机的研制、发展及改进优化设计提供依据和技术参考。对于研究农机与农艺融合技术行为研究具有重要理论意义，对于其他大型复杂农业机械的田间适应性研究具有重要的参考价值。1.2国内研究现状在国内对于棉花机械化收获技术和装备的研究主要是借鉴国外技术集中于对采摘头收获技术和装备进行研发。1993 年以后新疆引进美国水平摘锭采棉机。先后引进了 JD9965、9970，9976、CASE2022、2555 等型号的采棉机。经过大量试验表明：采净率在 90%以上，落地棉率6%以内，含杂率 7%以内。截至2006 年，兵团先后购买了近 300台美国水平摘锭采棉机。同时国内也积极开展采棉机的研制，先后研制了4MZ-3、4MZ-5型（均采用进口水平摘锭采摘头）自走式采棉机。在现有栽培模式下使用水平摘锭采棉机暴露出采摘效率不高、采净率较低、落地棉多等问题，导致采收成本较高。加之新疆棉花品种、气候条件、栽培模式及采收技术等诸多因素影响，机采棉含杂率不仅大于传统手采棉，而且也很难达到国外机采棉指标的水平。国内采棉机的研发情况主要是考虑成本节约及小型化，并能与拖拉机配套使用，综合利用动力。总体来说，国内的发展趋势有两种，一种是走仿制路线。其采棉机核心采摘部件均依赖进口，在核心技术上无自主知识产权，成本较高；另一种是独立自主研发路线，百家争鸣，形式多样，但是难以实现大规模作业。国外(主要是美国)采棉机近年来发展趋势是以滚筒式和自走式为主，而且发动机的功率在逐步提高。釆摘部件的行数由4行、5行发展到6行，作业速度也相应提高。另外采棉机充分利用电一液压技术，计算机技术增加自动检测和完善控制系统，提高了可靠性，改善了驾驶员的工作环境。采棉机技术发展将沿着提高摘锭采净率、减少落地棉损失、降低采收棉花含杂率、增大集棉箱装载量、装载密度和减少人工作业、机器操作更加人性化的趋势发展。目前在澳大利亚、美国、巴西有很多凯斯采棉机上已开始应用精准农业系统配套工作，指导农业生产16-17。1.3采棉机理论及方法研究现状目前针对采棉机的研究一方面集中在对现有采棉机技术的研究与改进。例如石河子大学毕新胜早在2007年就针对采棉机采摘头水平摘锭的工作机理进行了研究。新疆大学付长兵、司学富、李小利等2011年针对水平摘锭式采棉机采棉原理及关键零部件进行了全面分析。石河子大学杨涛、张宏文为研究采棉机结构、运动参数等对采