半喂入式花生摘果机试验装置的设计与试验
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万方数据
表５试验指标分析表
Ｔａｂｌｅ ５ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆｔｅｓｔ ｉｎｄｅｘｅｓ
在９５％置信度下，摘果滚筒转速和摘果滚筒直径二 因素对破碎率的影响具有较高的显著性，夹持输送速度 表现不显著，三因素主次排列顺序为Ｃ＞Ａ＞Ｂ，较优组 合为ＣｌＡｌＢ４，即摘果滚筒直径１５０ ｔｏｎｉ、摘果滚筒转速
Hale Waihona Puke Baidu
机作业质量》（ＮＹ／Ｔ ５０２－２００２）【ｌＵＪ）．，
影响试验主要因素：夹持输送速度、摘果滚筒转速
和夹持角大小。
。
２．３试验方案及结果
２．３．１试验方案
，
‘Ｊ
试验前对花生生长情况等因素进行测定，依据花生 荚果生长区大小确定夹持角口为８０。
半喂入式花生摘果试验装置参数优选试验的试验 因素与水平如表２所示。选用Ｌ１６（４５）正交表进行正交 试验［ＩＨ３】，每个试验重复３次，取平均值。主要参数对摘 果性能指标的影响结果如表３所示。
第２４卷第９期
９４
２００８年
９月
农业工程学报
Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆｔｈｅ ＣＳＡＥ
、，ｒ０１．２４ Ｎｏ．９ Ｓｅｐ．２００８
半喂入式花生摘果试验装置的设计与试验
王晓燕１，一，梁洁１，尚书旗牒，江景涛１，杨然兵１
（１．青岛农业大学机电工程学院，青岛２６６１０９； ２．中国农业大学工学院，北京１０００８３）
表２试验因素与水平 Ｔａｂｌｅ ２ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｆａｃｔｏｒｓ ａｎｄ ｌｅｖｅｌｓ
表３试验方案与试验结果
Ｔａｂｌｅ ３ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｐｌａｎ ａｎｄ ｒｅｓｕｌｔｓ
１００ ９９
逞９８
差；：
９５ ９４
１．２ １．０
逞０．８
靴０．６ Ｏ．２ Ｏ
１２∞
。
１１００
血１０００
蕃９００
摘果滚筒转速、夹持输送速度和摘果滚筒直径与摘果指标的关系，得出了影响花生摘果指标的主次凶素和各因素的显著 性水平，各参数的最优组合为摘果滚筒转速２７０ ｒ／ｍｉｎ，夹持输送速度１１．３ ｍ／ｒａｉｎ，摘果滚筒直径１６０ ｍｎｌ。该研究对半
喂入式花生摘果机的设计具有实际指导意义，同时为今后花生摘果机械的研制提供理论依据与科学指导。 关键词：收获机，设计，试验，花生摘果机，半喂入式
图４夹持装置结构图
Ｆｉｇ．４ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆｃｌａｍｐｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ‘
１．２．２摘果滚筒设计 摘果滚筒是半喂入式花牛摘果试验装置的重要工作
部件，主要包括滚筒轴、定刮板和动刮板。其构造为在 滚筒轴周圈均匀焊接６块尺寸相同的定刮板，６块动刮板 通过螺栓分别与定刮板联接。通过动刮板的安装位置调 节摘果滚筒的直径。
摘要：为适应花生分段收获和摘果的需要，通过对中国花生生产机械化现状和摘果方式的调查研究，设计了一种半喂
入式花生摘果试验装置。对摘果试验装置的结构和工作原理进行了分析，重点研究了花生摘果试验装置的喂入、输送和
摘果等装置的优化配置，以探索新的工作原理和新的结构设计。进行了半喂入式花牛摘果试验装置参数优选试验，求得
１结构与原理
半喂入式花生摘果试验装置由机架、夹持输送装 置、摘果装置、动力输入装置和扭距测试装置等组成。 结构示意简图如图１所示。
收稿日期：２００７．１０．１７ 修订日期：２００８－０９－０４ 项目基金：“十一五”国家科技支撑计划重点项目（２００６ＢＡＤ２８８０６） 作者简介：王晓燕（１９８０－－），女，山东潍坊人，博士生，主要研究方向为 生物质资源开发与利用。北京中国农业大学（东区）２３２信箱，１０００８３。 Ｅｍａｉｌ：ｗａｎｇｘｉａｏｙａｎ＠ｅａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ ※通讯作者：尚书旗（１９５８－－），男，山东青州人，教授，博士，主要从事 农业机械设计及性能试验。青岛青岛农业大学机电工程学院，２６６１０９。 Ｅｍａｉｌ：ｓｑｓｈａｎｇ＠ｘｔａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
１．２．１夹持输送装置的设计
１）夹持方式的确定
。
目前收获机械上的夹持方式主要有带夹持和链夹
持。夹持链造价高且重量大，因此本试验装置采用带夹
持方式。
．．
．．
！
２）夹持装置总体结构
夹持装置主要包括带轮１、摇杆２、拉簧３、张紧轮
４和双带轮５，结构如图４所示。工作时可通过摇杆调节
喂入口的大小，控制喂入量的多少；摇杆２、拉伸拉簧３
ｌ
２
３
物科流向
４
１．入料口２．夹持输送装置３．夹持带轮４．摘果滚筒５．上机架６．从动链 轮Ｉ ７．从动链轮ＩＩ ８．主动链轮９．双轴承座 ｌＯ．齿轮 １ １．从动带轮 １２．载荷测试装置１３．下机架
图１ 半喂入式花生摘果机总体结构 Ｆｉｇ．１ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆｈａｌｆｆｅｅｄｉｎｇ ｔｙｐｅ ｐｅａｎｕｔ ｐｉｃｋｅｒ
中图分类号：Ｓ２２５．７＋３
文献标识码：Ａ
文章编号：１００２—６８１９（２００８）－９－００９４—０５
王晓燕，梁洁，尚书旗，等．半喂入式花生摘果试验装置的设计与试验研究［Ｊ］．农业工程学报，２００８，２４（９）：９４—９８． Ｗａｎｇ Ｘｉａｏｙａｎ，Ｌｉａｎｇ Ｊｉｅ，Ｓｈａｎｇ Ｓｈｕｑｉ，ｅｔ ａ１．Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｏｆ ｈａｌｆ ｆｅｅｄｉｎｇ ｔｙｐｅ ｐｅａｎｕｔ ｐｉｃｋｅｒ［Ｊ］．Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ＣＳＡＥ，２００８，２４（９）：９４－－９８．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｗｉｔｈ Ｅｎｇｌｉｓｈ ａｂｓｔｒａｃｔ）
中国花生结果范围的水平直径小于１００ ｍｍ，设计摘 果滚筒直径可在１５０～２００ ｍｍ之间调节。在保证摘净率， 较高的摘果滚筒转速条件下，为减小试验装置的体积， 设计花生摘果滚筒长度三为７００ ｉｌｌｌｎ。
２试验装置参数优选试验与分析
２．１试验设备及原料
试验对象选用青岛万农达花生机械有限公司试验田
中覆膜播种的花生。花生品种为花育１７，花生平均株高
应 此全夹部持位角于ａ采 雠摘ｔａ区ｎａ域＝∥，否 口则，，其将中有，明ｈ显为的花漏生摘结现果象范，围因
的径向距离；ａ为摘果滚筒长度。
ｌ同向从动链轮２．同向从动轴３．夹持带轮４．夹持双带轮５．反向从 动轴６．反向从动链轮７．主动链轮８．万向节９．主传动轴ｌＯ．大带轮
Ｆｉｇ．２
图２夹持传动系统 Ｃｌａｍｐｉｎｇ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ
Ｔａｂｌｅ ４
表４摘果性能指标方差分析
Ｖａｒｉａｎｃｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｎｄｅｘｅｓ
摘果性能指标
Ａ
Ｂ
Ｃ
２．４试验结果分析 ２．４．１性能参数与摘果性能指标的关系
半喂入式花生摘果试验装置的夹持输送速度、摘果 滚筒转速和摘果滚筒直径各水平对摘果性能指标的影响 如图５所示。 ２．４．２方差分析与组合条件优化
乃＝∑形芋＝∑乃趵
ｉ＝１“，
／２Ｉ
式中ｙｉ——第ｆ号试验所得计算值（加权评分指标）；
％——第－，个指标的“权”值；蛳一第ｉ号试验中第．，个 指标；Ｒ，——第，个指标在该组试验中造成的极差；Ａ，～
一第．，个指标得计算系数（它既考虑权又考虑指标变动程 度）。
１．１传动机构设计 半喂入式花生摘果试验装置具有两套独立的传动系
统，分别为夹持输送装置传动系统和摘果装置传动系统。 １．１．１夹持装置传动系统
夹持装置的传动系统，采用功率为１．５ ｋＷ调速电机， 通过皮带带动减速比为２０：１的蜗轮蜗杆减速器及链条 驱动双轴转动。其组成如图２所示。实现两边夹持带的 同向同速运动，即同向从动链轮ｌ与反向从动链轮６相 向转动，主动链轮７在主动轴的带动下顺时针转动，反 向从动链轮６在滚子链的带动下逆时针转动，同向从动 链轮ｌ顺时针转动。此传动方式结构简单，节省空间， 运行可靠，且经济性好，符合试验装置设计要求。 １．１．２摘果装置传动系统
Ｉ
２
３４ ５
１．摘果滚筒２．从动链轮３主动链轮 向从动链轮７．主动齿轮８．从动带轮 轴１ １．动力输入轴１２．主动带轮
４．双孔轴承座５．主动传动轴６．反 ９．反向从动齿轮 １０．反向从动传动
图３摘果传动系统
Ｆｉｇ．３ Ｐｉｃｋｉｎｇ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ
１．２半喂入式摘果试验装置主要部件设计
｛Ｌ
８００
酬７００
６００
１２３４ Ａ
ｌ ２３４ Ｂ
各因素水平
ａ．各因素对摘仿实挠跋
ｌ２３４ Ａ
ｌ２３４ Ｂ
各因素水平
ｂ．各因素对破碎宰的影响
ｌ ２３４ Ａ
ｌ ２ ３４ Ｂ
各因素水平
ｃ，各因素对生产率的影响
ｌ２３４ Ｃ
ｌ２ ３４ Ｃ
ｌ ２３４ Ｃ
图５各水平对摘果性能指标的影响
Ｆｉｇ．５
Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌｅｖｅｌｓ ｏｎ ｐｉｃｋｉｎｇ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｎｄｅｘｅｓ
４８２ ｌｌｌｎｌ，单株花生蔓的平均重量为１ １４ ｇ，单株花生果的
平均重量为１２３一ｇ。
、
本试验中所选用的设备列于表１。
’
＋１’
…表１试验设备
’
Ｔａｂｌｅ １ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ
２．２试验指标及影响因素
摘果性能指标：生产率、摘净率和破碎率（参照农
业部发布的《中华人民共和国农业行业标准一花生收获
第９期
王晓燕等：半喂入式花生摘果试验装置的设计与试验
９７
１ ８７ ｒ／ｒａｉｎ及夹持输送速度１１．３ ｍ／ｒａｉｎ。 在９５％置信度下，只有夹持输送速度对生产率的影
响具有高度的显著性，三因素主次排列顺序为Ｂ＞Ｃ＞Ａ， 较优组合为Ｂ４Ｃ４～，即夹持输送速度１１．３ ｍ／ｍｉｎ、摘果 滚筒直径２００ ｉｎｎ３及摘果滚筒转速３００ ｒ／ｍｉｎ。 ２．４．３最优参数组合的确定
摘果滚筒转速、夹持输送速度、摘果滚筒直径３因素 对花生摘果性能指标的影响是不同的，如表４所示。半喂 入式花生摘果试验装置参数优选试验的试验指标分析如 表５所示。
由表４及表５可知，在９５％的置信度下，摘果滚筒 转速和摘果滚筒直径二因素对摘净率的影响极显著，夹 持输送速度影响显著。三因素主次排列顺序为Ｃ＞Ａ＞Ｂ， 较优组合为Ｃ４Ａ４Ｂｌ，即摘果滚筒直径２００ ｍｉｌｌ、摘果滚筒 转速３００ ｒ／ｍｉｎ及夹持输送速度７．５ ｍ／ｍｉｎ。
０引 言ｎ。ｉ
中国是世界花生主产国之一，但多年来花生收获机 械化的整体水平较低，在农村劳动力逐步向二三产业转 移的形势下，由于收获季节的劳动力紧张，影响了花生 产业的发展ｅ花生摘果机是近几年才开始推广应用的一 种花生生产机械，与其他生产机械相比起步较晚【１．３】。目 前，中国主要推广应用单一功能的花生摘果机，按其喂 入方式的不同分为全喂入式和半喂入式【４Ｊ。全喂入式花生 摘果机主要用于北方从晾干后的花生蔓上摘果，存在功 ‘率消耗大、摘果不净、分离不清和破碎率高等缺点。半 喂入式花生摘果机对干、湿花生蔓均可使用，主要应用 于南方地区，其摘果效率与损失率受花生收获环节植株 整齐程度及摘果机喂入工况影响较大【５～１。现有机型在摘 果效率、损失率上还不稳定，加之制造成本高，没有得 到很好的推广，仅用于半喂入式花生联合收获机【８ｌ，独立 的花生摘果机很少使用。为适应花生分段收获和摘果的 需求，本文研制了一种半喂入式花生摘果试验装置，旨 在研究摘果滚筒转速、夹持输送速度和摘果滚筒直径对 花生摘果摘净率、破碎率及生产率的影响规律。
在拉簧弹力作用下夹持牢固花生秧。 ３）夹持带与摘果滚筒夹角的确定
…
分析花生栽培特点和中国花生生长状况的调查数据
发现，花生荚果的生长较为集中，花生结果范围的径向
距离小于１００ ＩＴｌｍ【９】。根据半喂入式花生摘果试验装置的
实际工作情况可知，随着摘果的进行，花生荚果生长区
万方数据
１．带轮２．摇杆３．拉簧４．张紧轮５双带轮
摘果装置的传动系统，采用功率为１．５ ｋＷ调速电机，
万方数据
第９期
王晓燕等：半喂入式花生摘果试验装置的设计与试验
９５
通过皮带、齿轮和链条驱动双轴转动。其组成如图３所 示。主动齿轮７与反向从动齿轮９啮合，双孔轴承座４ 确保主动齿轮７和反向从动齿轮９的同轴度，通过链传 动带动丰动链轮３和反向从动链轮６相向转动，实现了 两滚筒的相向同速转动。
从对较优水平组合一摘净率（Ｃ４Ａ４Ｂ，）、破碎率 （ＣｌＡｌＢ４）和生产率（Ｂ４Ｃ４Ａ４）的分析来看，摘净率与 破碎率的影响因素主次顺序一致，而生产率的影响因素 主次顺序变化较大，且各个收获指标的较优水平组合各 不相同。
为了兼顾各项指标的得失，采用综合加权评分法进 行分析，以选出使各项指标都尽可能达到最优的组合， 考虑到三因素对衡量指标的重要程度，以１００分作为总 “权”，摘净率为３０分，破碎率为３０分，生产率为４０ 分［１４－１７】，每组试验综合评分指标可以表示为：
表５试验指标分析表
Ｔａｂｌｅ ５ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆｔｅｓｔ ｉｎｄｅｘｅｓ
在９５％置信度下，摘果滚筒转速和摘果滚筒直径二 因素对破碎率的影响具有较高的显著性，夹持输送速度 表现不显著，三因素主次排列顺序为Ｃ＞Ａ＞Ｂ，较优组 合为ＣｌＡｌＢ４，即摘果滚筒直径１５０ ｔｏｎｉ、摘果滚筒转速
Hale Waihona Puke Baidu
机作业质量》（ＮＹ／Ｔ ５０２－２００２）【ｌＵＪ）．，
影响试验主要因素：夹持输送速度、摘果滚筒转速
和夹持角大小。
。
２．３试验方案及结果
２．３．１试验方案
，
‘Ｊ
试验前对花生生长情况等因素进行测定，依据花生 荚果生长区大小确定夹持角口为８０。
半喂入式花生摘果试验装置参数优选试验的试验 因素与水平如表２所示。选用Ｌ１６（４５）正交表进行正交 试验［ＩＨ３】，每个试验重复３次，取平均值。主要参数对摘 果性能指标的影响结果如表３所示。
第２４卷第９期
９４
２００８年
９月
农业工程学报
Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆｔｈｅ ＣＳＡＥ
、，ｒ０１．２４ Ｎｏ．９ Ｓｅｐ．２００８
半喂入式花生摘果试验装置的设计与试验
王晓燕１，一，梁洁１，尚书旗牒，江景涛１，杨然兵１
（１．青岛农业大学机电工程学院，青岛２６６１０９； ２．中国农业大学工学院，北京１０００８３）
表２试验因素与水平 Ｔａｂｌｅ ２ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｆａｃｔｏｒｓ ａｎｄ ｌｅｖｅｌｓ
表３试验方案与试验结果
Ｔａｂｌｅ ３ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｐｌａｎ ａｎｄ ｒｅｓｕｌｔｓ
１００ ９９
逞９８
差；：
９５ ９４
１．２ １．０
逞０．８
靴０．６ Ｏ．２ Ｏ
１２∞
。
１１００
血１０００
蕃９００
摘果滚筒转速、夹持输送速度和摘果滚筒直径与摘果指标的关系，得出了影响花生摘果指标的主次凶素和各因素的显著 性水平，各参数的最优组合为摘果滚筒转速２７０ ｒ／ｍｉｎ，夹持输送速度１１．３ ｍ／ｒａｉｎ，摘果滚筒直径１６０ ｍｎｌ。该研究对半
喂入式花生摘果机的设计具有实际指导意义，同时为今后花生摘果机械的研制提供理论依据与科学指导。 关键词：收获机，设计，试验，花生摘果机，半喂入式
图４夹持装置结构图
Ｆｉｇ．４ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆｃｌａｍｐｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ‘
１．２．２摘果滚筒设计 摘果滚筒是半喂入式花牛摘果试验装置的重要工作
部件，主要包括滚筒轴、定刮板和动刮板。其构造为在 滚筒轴周圈均匀焊接６块尺寸相同的定刮板，６块动刮板 通过螺栓分别与定刮板联接。通过动刮板的安装位置调 节摘果滚筒的直径。
摘要：为适应花生分段收获和摘果的需要，通过对中国花生生产机械化现状和摘果方式的调查研究，设计了一种半喂
入式花生摘果试验装置。对摘果试验装置的结构和工作原理进行了分析，重点研究了花生摘果试验装置的喂入、输送和
摘果等装置的优化配置，以探索新的工作原理和新的结构设计。进行了半喂入式花牛摘果试验装置参数优选试验，求得
１结构与原理
半喂入式花生摘果试验装置由机架、夹持输送装 置、摘果装置、动力输入装置和扭距测试装置等组成。 结构示意简图如图１所示。
收稿日期：２００７．１０．１７ 修订日期：２００８－０９－０４ 项目基金：“十一五”国家科技支撑计划重点项目（２００６ＢＡＤ２８８０６） 作者简介：王晓燕（１９８０－－），女，山东潍坊人，博士生，主要研究方向为 生物质资源开发与利用。北京中国农业大学（东区）２３２信箱，１０００８３。 Ｅｍａｉｌ：ｗａｎｇｘｉａｏｙａｎ＠ｅａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ ※通讯作者：尚书旗（１９５８－－），男，山东青州人，教授，博士，主要从事 农业机械设计及性能试验。青岛青岛农业大学机电工程学院，２６６１０９。 Ｅｍａｉｌ：ｓｑｓｈａｎｇ＠ｘｔａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
１．２．１夹持输送装置的设计
１）夹持方式的确定
。
目前收获机械上的夹持方式主要有带夹持和链夹
持。夹持链造价高且重量大，因此本试验装置采用带夹
持方式。
．．
．．
！
２）夹持装置总体结构
夹持装置主要包括带轮１、摇杆２、拉簧３、张紧轮
４和双带轮５，结构如图４所示。工作时可通过摇杆调节
喂入口的大小，控制喂入量的多少；摇杆２、拉伸拉簧３
ｌ
２
３
物科流向
４
１．入料口２．夹持输送装置３．夹持带轮４．摘果滚筒５．上机架６．从动链 轮Ｉ ７．从动链轮ＩＩ ８．主动链轮９．双轴承座 ｌＯ．齿轮 １ １．从动带轮 １２．载荷测试装置１３．下机架
图１ 半喂入式花生摘果机总体结构 Ｆｉｇ．１ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆｈａｌｆｆｅｅｄｉｎｇ ｔｙｐｅ ｐｅａｎｕｔ ｐｉｃｋｅｒ
中图分类号：Ｓ２２５．７＋３
文献标识码：Ａ
文章编号：１００２—６８１９（２００８）－９－００９４—０５
王晓燕，梁洁，尚书旗，等．半喂入式花生摘果试验装置的设计与试验研究［Ｊ］．农业工程学报，２００８，２４（９）：９４—９８． Ｗａｎｇ Ｘｉａｏｙａｎ，Ｌｉａｎｇ Ｊｉｅ，Ｓｈａｎｇ Ｓｈｕｑｉ，ｅｔ ａ１．Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｏｆ ｈａｌｆ ｆｅｅｄｉｎｇ ｔｙｐｅ ｐｅａｎｕｔ ｐｉｃｋｅｒ［Ｊ］．Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ＣＳＡＥ，２００８，２４（９）：９４－－９８．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｗｉｔｈ Ｅｎｇｌｉｓｈ ａｂｓｔｒａｃｔ）
中国花生结果范围的水平直径小于１００ ｍｍ，设计摘 果滚筒直径可在１５０～２００ ｍｍ之间调节。在保证摘净率， 较高的摘果滚筒转速条件下，为减小试验装置的体积， 设计花生摘果滚筒长度三为７００ ｉｌｌｌｎ。
２试验装置参数优选试验与分析
２．１试验设备及原料
试验对象选用青岛万农达花生机械有限公司试验田
中覆膜播种的花生。花生品种为花育１７，花生平均株高
应 此全夹部持位角于ａ采 雠摘ｔａ区ｎａ域＝∥，否 口则，，其将中有，明ｈ显为的花漏生摘结现果象范，围因
的径向距离；ａ为摘果滚筒长度。
ｌ同向从动链轮２．同向从动轴３．夹持带轮４．夹持双带轮５．反向从 动轴６．反向从动链轮７．主动链轮８．万向节９．主传动轴ｌＯ．大带轮
Ｆｉｇ．２
图２夹持传动系统 Ｃｌａｍｐｉｎｇ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ
Ｔａｂｌｅ ４
表４摘果性能指标方差分析
Ｖａｒｉａｎｃｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｎｄｅｘｅｓ
摘果性能指标
Ａ
Ｂ
Ｃ
２．４试验结果分析 ２．４．１性能参数与摘果性能指标的关系
半喂入式花生摘果试验装置的夹持输送速度、摘果 滚筒转速和摘果滚筒直径各水平对摘果性能指标的影响 如图５所示。 ２．４．２方差分析与组合条件优化
乃＝∑形芋＝∑乃趵
ｉ＝１“，
／２Ｉ
式中ｙｉ——第ｆ号试验所得计算值（加权评分指标）；
％——第－，个指标的“权”值；蛳一第ｉ号试验中第．，个 指标；Ｒ，——第，个指标在该组试验中造成的极差；Ａ，～
一第．，个指标得计算系数（它既考虑权又考虑指标变动程 度）。
１．１传动机构设计 半喂入式花生摘果试验装置具有两套独立的传动系
统，分别为夹持输送装置传动系统和摘果装置传动系统。 １．１．１夹持装置传动系统
夹持装置的传动系统，采用功率为１．５ ｋＷ调速电机， 通过皮带带动减速比为２０：１的蜗轮蜗杆减速器及链条 驱动双轴转动。其组成如图２所示。实现两边夹持带的 同向同速运动，即同向从动链轮ｌ与反向从动链轮６相 向转动，主动链轮７在主动轴的带动下顺时针转动，反 向从动链轮６在滚子链的带动下逆时针转动，同向从动 链轮ｌ顺时针转动。此传动方式结构简单，节省空间， 运行可靠，且经济性好，符合试验装置设计要求。 １．１．２摘果装置传动系统
Ｉ
２
３４ ５
１．摘果滚筒２．从动链轮３主动链轮 向从动链轮７．主动齿轮８．从动带轮 轴１ １．动力输入轴１２．主动带轮
４．双孔轴承座５．主动传动轴６．反 ９．反向从动齿轮 １０．反向从动传动
图３摘果传动系统
Ｆｉｇ．３ Ｐｉｃｋｉｎｇ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ
１．２半喂入式摘果试验装置主要部件设计
｛Ｌ
８００
酬７００
６００
１２３４ Ａ
ｌ ２３４ Ｂ
各因素水平
ａ．各因素对摘仿实挠跋
ｌ２３４ Ａ
ｌ２３４ Ｂ
各因素水平
ｂ．各因素对破碎宰的影响
ｌ ２３４ Ａ
ｌ ２ ３４ Ｂ
各因素水平
ｃ，各因素对生产率的影响
ｌ２３４ Ｃ
ｌ２ ３４ Ｃ
ｌ ２３４ Ｃ
图５各水平对摘果性能指标的影响
Ｆｉｇ．５
Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌｅｖｅｌｓ ｏｎ ｐｉｃｋｉｎｇ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｎｄｅｘｅｓ
４８２ ｌｌｌｎｌ，单株花生蔓的平均重量为１ １４ ｇ，单株花生果的
平均重量为１２３一ｇ。
、
本试验中所选用的设备列于表１。
’
＋１’
…表１试验设备
’
Ｔａｂｌｅ １ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ
２．２试验指标及影响因素
摘果性能指标：生产率、摘净率和破碎率（参照农
业部发布的《中华人民共和国农业行业标准一花生收获
第９期
王晓燕等：半喂入式花生摘果试验装置的设计与试验
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１ ８７ ｒ／ｒａｉｎ及夹持输送速度１１．３ ｍ／ｒａｉｎ。 在９５％置信度下，只有夹持输送速度对生产率的影
响具有高度的显著性，三因素主次排列顺序为Ｂ＞Ｃ＞Ａ， 较优组合为Ｂ４Ｃ４～，即夹持输送速度１１．３ ｍ／ｍｉｎ、摘果 滚筒直径２００ ｉｎｎ３及摘果滚筒转速３００ ｒ／ｍｉｎ。 ２．４．３最优参数组合的确定
摘果滚筒转速、夹持输送速度、摘果滚筒直径３因素 对花生摘果性能指标的影响是不同的，如表４所示。半喂 入式花生摘果试验装置参数优选试验的试验指标分析如 表５所示。
由表４及表５可知，在９５％的置信度下，摘果滚筒 转速和摘果滚筒直径二因素对摘净率的影响极显著，夹 持输送速度影响显著。三因素主次排列顺序为Ｃ＞Ａ＞Ｂ， 较优组合为Ｃ４Ａ４Ｂｌ，即摘果滚筒直径２００ ｍｉｌｌ、摘果滚筒 转速３００ ｒ／ｍｉｎ及夹持输送速度７．５ ｍ／ｍｉｎ。
０引 言ｎ。ｉ
中国是世界花生主产国之一，但多年来花生收获机 械化的整体水平较低，在农村劳动力逐步向二三产业转 移的形势下，由于收获季节的劳动力紧张，影响了花生 产业的发展ｅ花生摘果机是近几年才开始推广应用的一 种花生生产机械，与其他生产机械相比起步较晚【１．３】。目 前，中国主要推广应用单一功能的花生摘果机，按其喂 入方式的不同分为全喂入式和半喂入式【４Ｊ。全喂入式花生 摘果机主要用于北方从晾干后的花生蔓上摘果，存在功 ‘率消耗大、摘果不净、分离不清和破碎率高等缺点。半 喂入式花生摘果机对干、湿花生蔓均可使用，主要应用 于南方地区，其摘果效率与损失率受花生收获环节植株 整齐程度及摘果机喂入工况影响较大【５～１。现有机型在摘 果效率、损失率上还不稳定，加之制造成本高，没有得 到很好的推广，仅用于半喂入式花生联合收获机【８ｌ，独立 的花生摘果机很少使用。为适应花生分段收获和摘果的 需求，本文研制了一种半喂入式花生摘果试验装置，旨 在研究摘果滚筒转速、夹持输送速度和摘果滚筒直径对 花生摘果摘净率、破碎率及生产率的影响规律。
在拉簧弹力作用下夹持牢固花生秧。 ３）夹持带与摘果滚筒夹角的确定
…
分析花生栽培特点和中国花生生长状况的调查数据
发现，花生荚果的生长较为集中，花生结果范围的径向
距离小于１００ ＩＴｌｍ【９】。根据半喂入式花生摘果试验装置的
实际工作情况可知，随着摘果的进行，花生荚果生长区
万方数据
１．带轮２．摇杆３．拉簧４．张紧轮５双带轮
摘果装置的传动系统，采用功率为１．５ ｋＷ调速电机，
万方数据
第９期
王晓燕等：半喂入式花生摘果试验装置的设计与试验
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通过皮带、齿轮和链条驱动双轴转动。其组成如图３所 示。主动齿轮７与反向从动齿轮９啮合，双孔轴承座４ 确保主动齿轮７和反向从动齿轮９的同轴度，通过链传 动带动丰动链轮３和反向从动链轮６相向转动，实现了 两滚筒的相向同速转动。
从对较优水平组合一摘净率（Ｃ４Ａ４Ｂ，）、破碎率 （ＣｌＡｌＢ４）和生产率（Ｂ４Ｃ４Ａ４）的分析来看，摘净率与 破碎率的影响因素主次顺序一致，而生产率的影响因素 主次顺序变化较大，且各个收获指标的较优水平组合各 不相同。
为了兼顾各项指标的得失，采用综合加权评分法进 行分析，以选出使各项指标都尽可能达到最优的组合， 考虑到三因素对衡量指标的重要程度，以１００分作为总 “权”，摘净率为３０分，破碎率为３０分，生产率为４０ 分［１４－１７】，每组试验综合评分指标可以表示为：