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馬鈴薯收獲機械的設計__學士論文
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- 馬鈴薯收獲機械的設計__學士論文馬鈴薯是我國繼小麥、水稻、玉米之后的第四大作物，主要分布在黑龍江、新疆、甘肅、內蒙、山西、陜西、寧夏、云南、貴州、青海、吉林等省區，年產鮮薯近 6000多萬噸。我國馬鈴薯種植面積以 10 萬 hm2/年的增長速度逐年增加，2001 年達到 472 萬hm2，產量居世界第 1 位[1-2]。我國是馬鈴薯生產第一大國，但卻是馬鈴薯成果轉化比較差的國家。據聯合國糧農組織報告，我國馬鈴薯平均產量僅為 13.9t/hm2，而歐美發達國家平均單產 35～43t/hm2。世界馬鈴薯中心的研究表明：在世界范圍內對馬鈴薯的需求到2020年將有望增長 20%，超過水稻、小麥、玉米的增長。屆時發展中國家對馬鈴薯的需求將是 2000 年的 2 倍[3-5]。隨著市場對馬鈴薯需求的不斷增加，國外一些大公司紛紛在中國從事馬鈴薯生產與加工業務，國內一些生產企業也紛紛加入這一領域，使得馬鈴薯生產開始向生產基地規模化、標準化邁進[6]。然而，一個殘酷的現實卻是，占生產總用工 70%以上的馬鈴薯收獲作業至今基本上還是停留在傳統的人工割秧、鎬頭刨薯、人工撿拾的階段，嚴重影響了馬鈴薯的規模生產，使之遠遠滿足不了市場的需求。伴隨種植面積和產量的增長，馬鈴薯收獲成為一個重要的研究課題。國內外對馬鈴薯收獲機械研究投入了相當大的人力和物力。我國現階段的馬鈴薯收獲機還是以簡單挖掘人工揀拾為主。而國外已經實現了機械化與自動化的結合，將液壓技術、振動分析、電子技術、傳感器技術應用于作業機械中，大大地降低了勞動者的工作強度。
1.2國外馬鈴薯收獲機的發展現狀
國外馬鈴薯收獲機械化收獲起步早、發展快、技術水平高。20世記初，歐美國家出現畜力牽引挖掘機來代替手鋤挖掘馬鈴薯、隨后改由拖拉機牽引或懸掛。20年代末出現了升運鏈式和拋擲輪式馬鈴薯收獲機。在20世紀40年代初，前蘇聯、美國就開始研制、推廣應用馬鈴薯收獲機械，50年代末即己實現了機械化。70～80年代，德、英、法、意大利、瑞士、波蘭、匈牙利、日本和韓國亦相繼實現了馬鈴薯作物生產機械化。70年代主要是研制大功率自走式根塊作物聯合收獲機，且以收獲壟作種植為主[8]。這些機型是大功率拖拉機變型，如荷蘭在拖拉機基礎上按照甜菜聯合收獲機的原理制成的雙行馬鈴薯聯合收獲機，為了加強篩選效果，分離器有四個液壓泵帶動。
美國在1948年以前用收獲機來收獲馬鈴薯，然后人工撿拾，直到1967年，開始使用聯合收獲機。20世紀80年代初期，聯合收獲機和分段收獲的面積占馬鈴薯作物種植面積的85%，其中聯合收獲已達到50%以上。20世紀90年代，美國已基本實現了馬鈴薯收獲機械化。前蘇聯是生產馬鈴薯作物收獲機最早的國家，生產了許多半懸掛式機型，如KKY–2型、KOK–2型、KKP–2型等馬鈴薯作物聯合收獲機，機器體積較龐大笨重，到20世紀90年代初，馬鈴薯收獲機共有16種機型，其中10種是聯合收獲機，90年代中期，開始生產自走式聯合收獲機，其勞動生產率比其它行收獲機提高1～2倍[9]。近年來，歐美的馬鈴薯收獲機型仍然是以大功率機組為主。這些機型只能在大面積土地上使用，不適用于中小地塊。有些國家和地區生產一些小型挖掘機械，如意大利的SP100機型為小型壟作收獲機械。在亞洲生產馬鈴薯收獲機械的國家較少。日本在1955年以前使用畜力挖掘犁，1955年～196年生產懸掛式拋擲式和升運鏈式收獲機，70年代開始引進英國、美國等發達國家的聯合收獲機，并研制適合日本國情的聯合收獲機，對于根菜（蘿卜、青芋等）機械收獲的研究從1960年開始，近幾年韓國、日本生產了一些小型馬鈴薯收獲機，如韓國高山機械工業公司生產的小型單行和雙行馬鈴薯、地瓜挖掘機械[10-16]。
從農業機械化發展過程來看，馬鈴薯收獲機械發展較遲緩，只是在近50年才發展到較高水平。在國外馬鈴薯收獲機械中，挖掘機的生產和使用所占的比例趨于下降，而聯合收獲機得到迅速發展，形成了用聯合收獲機直接收獲，或用挖掘-撿拾裝載機加固定分選裝置來進行分段收獲的兩種全面實現收獲機械化的配套系統，基本上實現了馬鈴薯收獲機械化。而且，國外馬鈴薯收獲機械大多采用升運鏈條式聯合作業，技術上已達到相當高的水平。像俄羅斯、德國、法國、英國美國、比利時和日本等國馬鈴薯收獲機械化程度較高，收獲機械性能穩定。
日本對生姜收獲機械已經研制多年并有了一些成熟的機型，第一代機型只把根莖拔出地面，減輕了農民從地下挖出生姜的勞動量。據有關材料介紹，現在第二代機型已經研制成功并開始使用，它是一種從收獲到清理到包裝的聯合作業機械。在韓國，對根莖收獲機械的研制也取得了較大的成果，他們生產的一種配套于田園管理機的大蒜挖掘機，采用振動的原理，緩沖了阻力，并對根莖上附著的土塊起到疏松和抖動的作用，是一種輕型高效的機具。
圖1 EURO-V1400L馬鈴薯收獲機 圖2 Spirit8200馬鈴薯收獲機
發展中國家基本上采用挖掘犁和挖掘機進行收獲作業，發達國家的馬鈴薯作物收獲已基本實現了機械化聯合作業。如德國、美國...
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