马铃薯收获机械的设计学士学位论文

1马铃薯收获机的分析
1.1马铃薯收获机研究的目的和意义
马铃薯是我国继小麦、水稻、玉米之后的第四大作物，主要分布在、、、蒙、、、、、、、等省区，年产鲜薯近 6000多万吨。

我国马铃薯种植面积以 10 万 hm2/年的增长速度逐年增加，2001 年达到 472 万hm2，产量居世界第 1 位[1-2]。

我国是马铃薯生产第一大国，但却是马铃薯成果转化比较差的国家。

据联合国粮农组织报告，我国马铃薯平均产量仅为 13.9t/hm2，而欧美发达国家平均单产 35～43t/hm2。

世界马铃薯中心的研究表明：在世界围对马铃薯的需求到2020年将有望增长 20%，超过水稻、小麦、玉米的增长。

届时发展中国家对马铃薯的需求将是 2000 年的 2 倍[3-5]。

随着市场对马铃薯需求的不断增加，国外一些大公司纷纷在中国从事马铃薯生产与加工业务，国一些生产企业也纷纷加入这一领域，使得马铃薯生产开始向生产基地规模化、标准化迈进[6]。

然而，一个残酷的现实却是，占生产总用工 70%以上的马铃薯收获作业至今基本上还是停留在传统的人工割秧、镐头刨薯、人工捡拾的阶段，严重影响了马铃薯的规模生产，使之远远满足不了市场的需求。

伴随种植面积和产量的增长，马铃薯收获成为一个重要的研究课题。

国外对马铃薯收获机械研究投入了相当大的人力和物力。

我国现阶段的马铃薯收获机还是以简单挖掘人工拣拾为主。

而国外已经实现了机械化与自动化的结合，将液压技术、振动分析、电子技术、传感器技术应用于作业机械中，大降低了劳动者的工作强度。

1.2国外马铃薯收获机的发展现状
国外马铃薯收获机械化收获起步早、发展快、技术水平高。

20世记初，欧美国家出现畜力牵引挖掘机来代替手锄挖掘马铃薯、随后改由拖拉机牵引或悬挂。

20年代末出现了升运链式和抛掷轮式马铃薯收获机。

在20世纪40年代初，前联、美国就开始研制、推广应用马铃薯收获机械，50年代末即己实现了机械化。

70～80年代，德、英、法、意大利、瑞士、波兰、匈牙利、日本和国亦相继实现了马铃薯作物生产机械化。

70年代主要是研制大功率自走式根块作物联合收获机，且以收获垄作种植为主[8]。

这些机型是大功率拖拉机变型，如荷兰在拖拉机基础上按照甜菜联合收获机的原理制成的双行马铃薯联合收获机，为了加强筛选效果，分离器有四个液压泵带动。

美国在1948年以前用收获机来收获马铃薯，然后人工捡拾，直到1967年，开始使用联合收获机。

20世纪80年代初期，联合收获机和分段收获的面积占马铃薯作物种植面积的85%，其中联合收获已达到50%以上。

20世纪90年代，美国已基本实现了马铃薯收获机械化。

前联是生产马铃薯作物收获机最早的国家，生
产了许多半悬挂式机型，如KKY–2型、KOK–2型、KKP–2型等马铃薯作物联合收获机，机器体积较庞大笨重，到20世纪90年代初，马铃薯收获机共有16种机型，其中10种是联合收获机，90年代中期，开始生产自走式联合收获机，其劳动生产率比其它行收获机提高1～2倍[9]。

近年来，欧美的马铃薯收获机型仍然是以大功率机组为主。

这些机型只能在大面积土地上使用，不适用于中小地块。

有些国家和地区生产一些小型挖掘机械，如意大利的SP100机型为小型垄作收获机械。

在亚洲生产马铃薯收获机械的国家较少。

日本在1955年以前使用畜力挖掘犁，1955年～196年生产悬挂式抛掷式和升运链式收获机，70年代开始引进英国、美国等发达国家的联合收获机，并研制适合日本国情的联合收获机，对于根菜（萝卜、青芋等）机械收获的研究从1960年开始，近几年国、日本生产了一些小型马铃薯收获机，如国高山机械工业公司生产的小型单行和双行马铃薯、地瓜挖掘机械[10-16]。

从农业机械化发展过程来看，马铃薯收获机械发展较迟缓，只是在近50年才发展到较高水平。

在国外马铃薯收获机械中，挖掘机的生产和使用所占的比例趋于下降，而联合收获机得到迅速发展，形成了用联合收获机直接收获，或用挖掘-捡拾装载机加固定分选装置来进行分段收获的两种全面实现收获机械化的配套系统，基本上实现了马铃薯收获机械化。

而且，国外马铃薯收获机械大多采用升运链条式联合作业，技术上已达到相当高的水平。

像俄罗斯、德国、法国、英国美国、比利时和日本等国马铃薯收获机械化程度较高，收获机械性能稳定。

日本对生收获机械已经研制多年并有了一些成熟的机型，第一代机型只把根茎拔出地面，减轻了农民从地下挖出生的劳动量。

据有关材料介绍，现在第二代机型已经研制成功并开始使用，它是一种从收获到清理到包装的联合作业机械。

在国，对根茎收获机械的研制也取得了较大的成果，他们生产的一种配套于田园管理机的大蒜挖掘机，采用振动的原理，缓冲了阻力，并对根茎上附着的土块起到疏松和抖动的作用，是一种轻型高效的机具。

图1 EURO-V1400L马铃薯收获机图2 Spirit8200马铃薯收获机发展中国家基本上采用挖掘犁和挖掘机进行收获作业，发达国家的马铃薯作物收获已基本实现了机械化联合作业。

如德国、美国的联合收获机在自动化控制
马铃薯分离以及减少马铃薯作物损伤等方面都有独到之处。

东洋农机公司、日本三A公司久保田公司等都生产适合小地块作业的中小型自走式马铃薯作物收获机[15]。

1.3国马铃薯收获机的现状分析
近年来，国市场上也出现了一些此类机械，如大蒜挖掘机就有对行松土铲式和不对行平铲式输送方式也有多种。

但大多数机型在适应性和质量可靠性方面仍然不同程度地存在着一些问题，主要体现在两个方面，一是损伤作物，因为象大蒜、生此类作物，收获时皮质鲜嫩易损，而损伤后会严重影响其价格;二是适应性差，因各地农艺不同，行距及株距存在着差异，机具难以满足这种要求。

由于进口农机具价格较高，农民难以接受，马铃薯收获机械还是要走国产化道路，而且还要根据中国国情，不能盲目照搬。

利用现有的机型，如田园管理机、手扶拖拉机及四轮拖拉机，对国外的机型原理加以消化吸收，研制出适合中国国情的机具。

国根茎作物的机械化收获还有较长的路要走，不仅需要科研部门及企业的大力研制及投入，还牵涉到农民的认识和接受问题。

国是小地块单户作业，农艺的差异较大。

农机不可能满足多种农艺要求，只有农民认识和接受了一种机具，采用较为统一的农艺，才能有利于这种机具的大量推广和应用。

国外发达国家（如日本、美国、法国、意大利等国）地下作物的收获已实现机械化，对于长根作物（萝卜、山药等）和短根作物（洋葱、大蒜等）都有不同的收获机械，工艺十分的先进，但机械价位较高，全部引进国无法接受，大多用于沙壤土作业，这些设备不太适应我国地下作物种植的农艺要求和土壤状况。

根据以上分析，在国外现有的基础上，结合我国农村市场的实际情况，分析国马铃薯类作物的农艺要求和土壤的物理特性而研制出的多功能马铃薯类收获机[16]。

图3 1650型带臂式联合收获机
综观国外多功能马铃薯收获机的发展特点及外部环境，专家预测未来多功能
马铃薯收割机的主要发展趋势是：
（1）开发节能、高效、可靠、环保型产品的多功能马铃薯收割机。

（2）安全性及通用性是产品发展的重要目标。

（3）大型化与小型化仍是产品系列化的两极方向。

（4）技术进步、操作方便和售后服务将成为企业生存的三大关键因素。

1.4马铃薯作物收获的主要方法
在原始农业生产中，因种植作物不同，其收获方法及使用的工具也不相同[11]。

收获块根和马铃薯作物时，除了用手直接拔取外，主要是使用尖头木棍(木耒)或骨铲、鹿角锄等工具挖取。

根据生产规模，马铃薯的收获可采用不同工具，包括铲形耙、犁或商业马铃薯收获机（可从土中将马铃薯挖出并通过摆动或吹气将土薯分离）。

重要的一点是，在收获期间应避免出现碰伤或其它损伤，因为这会给贮藏期疾病提供入口。

现在人们基本采用单一型联合收获机，与拖拉机配套使用[18]。

1.5多功能马铃薯收获机的发展趋势
（1）向适应性，通用性发展
如采取在一台马铃薯收获机上换装不同型号的清选、分离装置，摘果装置[19]。

采用可互换的滚筒式分离机构和圆盘割刀式分离机构，可用于花生、大蒜、洋葱等多种根茎类作物的联合收获，实现一机多用。

采用通用性好的果秧分离机构，适用于不同种类根茎类作物的秧蔓与果实的结构、形状、尺寸将两者分离，以适应多种作物和多种形式马铃薯作物的收获要求。

（2）向智能化方向发展
我国的农机产品要想达到农业生产上的精耕细作，并追赶国际水平，就必须在智能化上下功夫[26]，给农机产品配备精准的多功能的农业系统已经成为农机发展的潮流，经济作物的耕作机械应重点开发根作物的收获，以解决种植面积不断扩大的花生，大蒜，胡萝卜，马铃薯等马铃薯类果实的挖掘类收获机械输送和分离问题。

（3）向多功能联合型机械发展
增加农业机械的使用方向，避免机械的单一性，实现一机多用，可用于花生、大蒜等多种根茎类作物的联合收获等作业联合在一起，并可增加其收割功能，以
提高机具利用率[21]。

（4）向精量化农业机械发展
开发安装有精量收获的传感器以达到提高收获率的目的。

（5）简化操作
简化操作减少辅助工作时间，提高工作速度这是提高收获作业生产率的又一途径，如在可能的前提下尽量增大集收集箱的容积，减少装卸的次数，其底部采用可打开的形式，以加快其收获完毕后清扫的时间。

（6）创新改造
在原有单一挖掘机械的基础上创新改造，可增加挖掘机械的科技含量，提高自动化成效，极大限度的加强机械化。

如可将单片机控制技术引入挖掘机械，采用微机根据土壤类型，马铃薯的类型自动控制挖掘深度和清选程度，提高收获自动化效率。

采用新原理、新结构、新材料、新工艺，以减轻重量、减少阻力延长马铃薯收获机的使用寿命和扩大使用围，及降低生产、使用费用。

将是马铃薯收获机械发展的又一特点[22-26]。

2总体方案的设计
2.1整体布局的设计
其传动图如图4：
图4 传动图
1、万向联轴
2、链轮
3、减速器
4、动力输出轴
5、输送链驱动轴
6、抖动轮轴
其总体结构图如图5：
图5 总体结构图
1、V带轮
2、V带
3、机架
4、抖动轮
5、减速器
6、联轴器
7、悬挂架 8、挖掘铲 9、链轮 10、传动链 11、地轮
2.2工作原理
本机主要由V带、减速器、抖动轮、机架、挖掘铲、传动链、地轮构成。

拖
拉机产生动力通过减速器和带轮将所需要的动力传送到链轮上，链轮带动链条从而带动分离装置运动，将从挖掘铲部挖出的马铃薯向机器后方运送，同时由于有抖动轮的作用，使得马铃薯在输送的过程中实现马铃薯与土的分离，而达到了分离的目的。

最后马铃薯落入收集箱中。

3 传动比的确定与减速器的选择
3.1传动比的确定
该多功能马铃薯收获机的配套动力为40.5～50KW 的拖拉机，其输出轴的转速为540r/min ，通过一级减速器和带传动，设其总的传动比68.2=i 减速器的传动比21=i 。

带传动的传动比34.12=i 为了能满足分离器上的线速度为1.3m/s 的要求， 因为出入n n i = 所以min /5.20168.2540r i n n ===入出 s rad n /1.2130
5.20114.330=⨯=
=出出πω 所以链轮半径mm m v r 62062.01.213.1====出ω 3.2减速器的选择
由于其传动比为2，所以可以从市场上选择传动比为2的减速器，其型号为ZDY ，ZDZ100型圆柱齿轮减速器。

其结构如图6：
图6 减速器结构图
4 带轮和链轮的设计
4.1带轮的设计
因为工作机是多功能马铃薯收获机，故属于载荷变动较大的机械，原动机是交流电动机（普通转矩鼠笼式），工作时间小于10小时/天，启动形式为软启动。

收获机的工作功率为1.5KW 。

故：W 8.15.12.1k P K P A ca =⨯== A K ----工作情况系数 取A K =1.2。

（1） 选择V 带的型号
根据计算功率ca P 和小带轮转速1n ，故选择A 型带。

（2） 确定带轮基准直径：
1）初选主动轮的基准直径D 1
根据所选V 带型号参考，选取min 1D D ≥，选m m D
801=。

2）验算带的速度V 100060V 11⨯=
n D π
100060270
8014.3⨯⨯⨯= s m /1304.1=
3）计算从动轮直径D2 12iD D =
mm 2.1078034.1=⨯= 取D2为107mm
（3）确定传动的中心距和带长
初定中心距，
由 ()()2202127.0D D a D D +<<+ 即：()()107802107807.00+<<+a
即：3749.1300<<a ，
所以可取 mm a 3500=
根据公式（8—20）计算基准带长：
()()
021*******a D D D D a L d -+++='
π
()()350
48010710780235022⨯-+++⨯=π
mm 01.1068=
选取带的基准长度，查表得：mm L d 1153=
根据公式（8—21）计算实际中心距：
mm L L a a d d 4.392202.106811533002'
0≈-+=-+≈
考虑安装调整和补偿初拉力的需要，中心距的变动围为： mm L a a d 333015.0m in ≈-=
mm L a a d 6.38403.0m ax ≈+=
（4）验算主动轮的包角
根据公式（8—6）及对包角的要求，应保证：
()
60180121⨯--
≈a D D a () 6035080107180⨯--= ︒︒≥=120175
（5）确定V 带的根数
由公式（8—22）知
()5.300=∆+=K P K K P P Z L ca α
取Z=4根。

式中： 0P ——在包角=180度，特定长度，工作平稳情况下，单根普通带的
许用功率值； αK ——考虑包角不同时的影响系数，简称包角系数；
L K ——考虑带的长度不同的影响系数，简称长度系数； 0P ∆——计入传动比的影响时，单根V 带所能传递的功率的增量； 查得：0P =0.45 αK =0.98 L K =0.91 0P ∆=0.024
（6）确定带的初拉力
单根V 带的初拉力由公式（8—23）确定：
20
15.2500qV K VZ P F ca +⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=α 2413.11.0198.05.24413.18.1500⨯+⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯=N 247=
（7） 求带传动作用在轴上的压力
由公式（8—24）
2210αSin ZF Q =
87sin 24742⨯⨯⨯=
N 1974=
式中： Z ——带的根数；
F ——单跟带的初拉力；
1α——主动轮上的包角。

（8）V 带计算结果
V 带规格：A 型，长1153mm V 带根数：4根 中心距： 392.4mm (9)材料的选择
带轮常用材料是铸铁，因为带速v ＜25m ／s ，所以选用HTl50。

(10) 带轮的形式
带轮的结构由带轮直径大小而定，因小带轮基准直径D ≤（2.5～3）d ，所以采用实心式。

同样大带轮的基准直径D ≤（2.5～3）d ，所以大带轮也用实心式。

（11）带轮尺寸的计算
小带轮的轴孔直径，小带轮与减速器相连， 故取d =40mm 。

因为，mm d mm B 80265=<= 所以 B L =
小带轮的宽度：
()f e z B 21+-= ()1021514⨯+⨯-= mm 65= 小带轮的直径：
f D D 21+=
5.3280⨯+= mm 87=
大带轮的轴孔直径，大带轮与链轮主动轴直径一致。

设大带轮轴孔直径mm d 45=。

大带轮的宽度：mm B 65=
大带轮的直径：f D D 21+=5.32107⨯+= mm 114= 小带轮的结构如图7：
图7 小带轮
大带轮的结构如图8：
图8 大带轮
4.2链轮的设计 a) 链轮的设计目的
设计该链轮的主要目的是为了能带动分离机构的运动。

通过链轮使得链的线速度为1.6m/s 。

为了达到这一目的，所设计的链轮传动比应为1，即两链轮的直径应当相等。

由前面的计算已经得出链轮的直径r=62mm 。

b) 链轮的设计
（1）选择链轮的齿数
由已知得链轮的传动速度为1.3m/s ，传动比为1。

通过查表 所以取2521==Z Z (2)初定传动中心距a 根据公式50)p
~30(0=a
初取
p
400=a
(3)确定链长
p
L
2
120210)2(22π
Z Z a p Z Z p a L p -+++=
0401
2580⨯+
+=
105=节
(4) 确定链条节距p
p
l z A K K K p
K =
0p
105.134.15
.17.1⨯⨯⨯=
kw 8.1=
由表查得34.1=z K ；由图按小链轮转速估计，链工作在功率曲线凸峰左
侧，可能出现链板疲劳破坏。

由表查得05.1=l K ；选单列链，由表查得1
=p K
根据
p 于
1n ，由图选用链号为10A ，并且也证实了原估计链工作在额定功
率曲线凸峰左侧是正确的。

由表查得链节距p 为15.875mm 。

(5) 验算链速V
1000601
⨯=
Zpn V
60000
5
.201875.1525⨯⨯=
33.1= 与原假设相符。

(6) 计算实际中心距
])2(8)2()2
[(42
122212
1π
Z Z Z Z L Z Z L p a p p --+-
++-=
]
)25105()25105[(4
875
.152-+
-=
mm 2.635)8080(97.3=+=
(7) 作用在轴上的压力Q F Q 3.1= 圆周力
v p
F 1000=
N
112833.15
.11000=⨯=
故：N Q 4.146611283.1=⨯= (8) 润滑方式 根据v 和
p
，选择滴油润滑。

c) 链轮材料的选择
链轮的材料应当能够满足强度和耐磨性的要求。

在低速、轻载、平稳传动中，
链轮可采用中碳钢制造；中速、中载时，采用中碳钢淬火处理，其硬度＞40HRC ～45HRC;高速、重载、连续工作时的传动，采用低碳钢、低碳合金钢表面渗碳淬火（如用15、20Cr 、12CrNi3等钢淬硬至55HRC ～60HRC ）或中碳钢、中碳合金钢表面淬火。

本多功能马铃薯收获机为中速、中载，所以采用中碳钢淬火处理，其硬度＞40HRC ～45HRC 。

d) 链轮机构的尺寸计算
该链轮为滚子链轮。

(1)分度圆直径 mm z
p
d 127180sin
==
︒
(2) 齿顶园直径
mm z
p d a 135)94.754.0(875.15)180cot 54.0(=+=+=︒
(3 )齿根园直径
11716.10127=-=-=r f d d d (4) 最大齿根距离
mm d z
d L r x 6.11616.10752.12390cos =-=-=︒
(5) 齿侧凸缘直径
mm
h z
p d g 8.11576
.004.1180cos =--<︒
所以取 mm d g 87= 链轮结构如图9：
图9 链轮
5联轴器的选择及其轴的设计
5.1联轴器的选择
该马铃薯收获机的设计宽度为712mm。

两侧的机架壁厚度各位10mm。

所以整个机架的部空间为692mm。

所选的减速器的输出轴的外伸长度为110mm。

为了使机器能够运转，必须将V带轮放在整个机架的外面，因为减速器外伸轴长度不够，所以必须选择一个联轴器。

通过查减速器的参数表，可知其输出轴的直径为48mm，所以选择联轴器时其孔径也应当为48mm。

通过查阅手册[22]，可以选择HL4型联轴器。

其长度为112mm。

5.2联轴器上轴的设计
联轴器上轴的作用是为了将减速器和带轮通过联轴器相连接的。

其设计过程如下：
（1）轴4部分：此部分轴是装联轴器的。

联轴器的长度为112mm。

所以在设计时可以把该部分长度设计为110mm。

（2）轴3部分此部分上装滚动轴承。

因为机架壁到机架中心线的距离为346mm，减速器中线到输出轴端的距离为214mm，联轴器长112mm。

所以联轴器到机架壁的长度为346-214-112=20mm。

所选的轴承为角接触球轴承。

其宽度为24.75mm。

所以设计时该轴段长度为42mm。

（3）轴2部分：该部分装同时有轴承端盖。

为了让V带轮输出机架为20mm，所以该段长度可设计为44mm。

（4）轴1部分：该部分上装V带轮，V带轮宽为65mm，所以设计该段长为63mm。

其结构如图10：
图10 联轴器上的轴
6 链轮轴的设计和校核
6.1 链轮轴的设计
链轮轴的作用是将大带轮上的动力传送到两个主动链轮上，从而带动分离输送器运动，进而达到分离输送的目的。

该轴的设计步骤如下：
（1） 轴2和轴4部分：这两部分都是装链轮的。

因为链轮的厚度为75mm ，所以设计该部分轴长度为70mm 。

（2） 轴1和轴5部分：这两部分都是装轴承的，所选轴承为角接触球轴承，其宽度为24.75mm 。

设计两轮侧面距机架壁距离为20mm ，所以设计该部分轴长为50mm 。

（3） 轴6部分：该部分上装轴承端盖，设计其长度为33mm 。

（4） 轴7部分：该部分上装大带轮，所以其设计长度也为70mm 。

（5） 轴3部分：该部分通过计算可得其长度为488mm 。

其结构如图11：
图11 链轮轴
6.2 链轮轴的校核
先作出轴的受力计算简图，取集中载荷作用于带轮、链轮和轴承中点。

(1)带轮上作用力的大小
压轴力 N F P 1974=
则
N F R P EH 9.1545392307
1974cos =⨯
==θ
N F R P EV 5.1227392243
1974sin -=⨯
-=-=θ
(2) 链轮上作用力的大小 压轴力 N Q 4.1466=
则
N Q R R CH BH 4.1148392307
4.1466cos =⨯
===θ
N Q R R CV BV 909392243
4.1466sin =⨯
===θ
求垂直面上轴承的支反力画主要截面弯矩图
N
R R R R BV CV EV DV 8.57566560
600801-=⨯+⨯+⨯=
N R AV 3.11565.12278.5752909=-+⨯=
垂直面受力图 见图（b ）主要截面弯矩图 见图（c ）
(3)求水平面上轴承的支反力，画主要截面弯矩图
N
R R R R BH CH EH DH 8.300166560
600801=⨯+⨯+⨯=
N R AH 8.8408.30019.154524.1148=-+⨯= 水平面受力图 见图（d ）主要截面弯矩图 见图（e ） (40截面D 处垂直面，水平面合成弯矩
mm
N M D ⋅⨯=+=5
2
2
10
68.24
.210242166940
弯矩图见图（f ）
7分离输送器的设计
7.1分离输送器的机构及工作过程
（1）机构形式的确定
杆条式分离输送器是一种分离器，其上以等距平行地配置杆条，由挠性元件相连。

机构简单，带面倾斜30º时也能工作，因此是一种应用比较广泛的分离工作部件。

但是此类分离输送器因工作面种类的不同而不同，而工作面是由许多杆组成连续移动的一个栅，工作面的种类对移动土壤的压碎程度和过筛强度起着决定作用，同时还影响到分离输送器的耐用性。

在马铃薯、块根等作物的收获机上，常见的分离输送器有钩杆式、链杆式和带杆式等。

其中钩杆式和链杆式的制造工艺比较简单，成本较低，而且其链杆于土壤的接触面积较小，过筛强度最大，分离效果明显[32-33]。

因此，从零件的购买方便，装卸简单等因素考虑，本机器的分离输送器采用链杆式分离输送器来完成分离输送的目的。

链杆式分离输送器是由园杆组成，杆的两端焊接在链条上。

形成具有筛选马铃薯而分离土壤的栅。

链杆式分离输送器通过依靠固定在主动轴上和从动轴上的链轮来带动，杆条形成一条环形的链带。

(2) 分离输送器的工作过程
链杆式分离输送器是一种分离器兼输送器，其工作过程是，当被掘起的土壤、马铃薯等向上输送时，在输送链的作用下，土壤被疏松，土壤通过杆之间的间隙筛出来，马铃薯则被输送器输送到机器的尾部，从而将马铃薯收集到后面的收集箱中，达到收获马铃薯的目的。

作业时，位于前部的挖掘铲进入土层将马铃薯整个掘起，掘起的土块在挖掘铲的作用下发生劈裂破碎，然后输送到分离输送器上。

分离输送器杆条在向后运动的同时，还受到抖动器的作用而上下抖动，使大部分土壤变松并落回地里。

马铃薯则被输送器运送到机器的尾部收集箱里[34-42]。

其结构如图12：
1、主动轮
2、链条
3、抖动轮
4、从动轮
图12 分离输送器图
7.2杆条参数的确定
在欧洲的许多国家里，杆间距离通常为25-28mm 。

而在美国，甚至为40-48mm 。

亚洲的日、等国为30-40mm 。

这个间隙主要于马铃薯作物的品种和马铃薯的尺寸由很大关系。

在波兰，一个马铃薯的平均重量大约为60-80g ，而美国可以达到200g 左右。

一般情况下马铃薯作物的马铃薯为扁圆、椭圆、圆、长筒等形状，为了研究方便我们可以统一采用长、宽、厚三个特征尺寸来描述马铃薯的物理机械特性，其中厚度尺寸是关键的一个尺寸。

分离输送器的杆条间隙如图13，从图中可以看出下面的关系： D L L +=1 式中：杆间歇；--L 杆条间歇；--1L 杆直径；--D
要使分离输送器达到筛分土壤，保留马铃薯的目的，杆条间隙的设计应满足1L ＜c 的条件，即保证马铃薯最小特征尺寸大于杆条间隙，从而使马铃薯不至于在杆条间隙间随土壤一起漏下。

根据资料和实际的测量，我国马铃薯的厚度尺寸大多在30-80mm 之间，因此若取杆间距L 为45mm ，杆条直径为10mm ，代入式中，可得杆条的间隙为35mm 。

其结构如图13：
图13 杆条间隙图
7.3分离输送器线速度的确定
多功能马铃薯收获机抖动分离输送器的线速度和抖动器的性能是影响分离率和马铃薯损伤率的主要因素。

而抖动器的抖动和抛起性能，除了受其本身的几何形状影响外，主要取决于其速度。

也就是说，线速度是分离输送器设计的主要参数。

通过对分离输送器和抖动器的运动学和动力学分析，来阐述分离输送器与
抖动器的运动学关系，并分析抖动器的抖动和抛起性能，为分离输送器线速度的确定提供理论依据。

在选定输送器的线速度时，必须考虑它的类型、长度、运动特性（加速度）及由这些因素造成的马铃薯的损伤问题。

输送器的寿命、尺寸及机器的重量都与它的速度有关。

分离输送器的线速度和作用在其上的加速度越高，它的尺寸就可以越小，但它对马铃薯的损伤也就会越大，耐用性会降低。

输送器的长度关系到马铃薯分离和整机的尺寸，因此它必须适当。

分离输送器在工作时，其线速度应略大于机器的前进速度，以保证掘起物往后传送的正常进行。

试验表明：当线速度高于2m/s ，土壤含水量大于等于20%时，分离能力下降。

若机器的前进速度为p V ，分离传送器的线速度为r V ，则有： p
r
V V =λ，λ的取值一般为0.8～2.5
机器工作时的速度为1.2m/s ，分离输送器的速度为1.3/s ，所以算出的λ为1.08。

在0.8到2.5的围之，所以该参数的确定符合要求。