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1、甘草收获机的设计学生姓名 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 16-2 指导老师 日 期 2016.05 塔里木大学机械电气化工程学院制16 届毕业设计前 言随着新疆地区甘草需求量的日益增大，甘草的人工种植规模也越来越大，与此同时急需面对解决的问题就是甘草的机械化收获。本文结合新疆北疆地区甘草的种植模式以及国内外长根茎药材收获机械的研究现状，设计了一种适应于北疆地区砂质土壤的甘草收获机械，一次性完成甘草的挖掘、分离、铺放等工作，提高了机具的工作效率。本文主要在以下几个方面做了深入研究:(1)介绍了目前国内外甘草及长根茎药材机械化收获的现状和未来发展趋势，阐
2、述了研究的意义、目的及所需解决的关键问题。(2)根据新疆北部地区甘草收获机械化的设计要求，确定了甘草收获机的功能及整机结构方案。(3)通过对现有市面上挖掘铲的种类及挖掘性能的分析研究，设计了一种栅条式挖掘铲，将固定三角铲面及栅条相结合，并通过理论计算确定其参数值。(4)通过分析本次甘草收获机械的挖掘深度及分离状态，设计了一种振动式分离输送装置，将甘草与土壤分离并且从地下输送至地表。关键词:甘草收获机；挖掘铲；分离装置 全套图纸，加目 录1 绪论 .11.1 研究背景及意义 .11.2 国内外甘草收获机械的研究现状 .21.3 目前存在的问题 .31.4 甘草收获机械的发展趋势 .31.5 研究
3、内容 .41.6 研究方法及技术路线 .42 甘草收获机总体的设计 .42.1 甘草的机械化收获 .42.2 甘草收获机的设计要求 .42.3 甘草收获机的组成和工作原理 .53 甘草收获机关键部件的设计 .63.1 栅条式挖掘铲的设计 .63.2 分离装置的设计 .9总 结 .10致 谢 .11参考文献 .12塔里木大学毕业设计11 绪论1.1 研究背景及意义甘草的别名叫甜草、甜根子等，因为味道甜美而自古闻名，世间还有“灵草” 、 “国老”的美名。甘草为豆科多年生草本植物，一般适宜生长在向阳干燥的沙质土壤及钙质草原地带，能够起到显著的防风固沙作用。甘草性味甘，生者入药既能泻火解毒，也可以润肺
4、祛痰，一般用于治疗食物中毒、咽喉肿痛等病症;炙后入药则可以益气补中、缓和药性。甘草的药性缓和，既可升，也可降，并能够与许多药物配合使用，具有很高的应用价值。除此之外，甘草也是荒漠、半荒漠地区防止水土流失、改良土壤、防风固沙的重要植物。近些年来，随着对甘草不断的深入研究，甘草的新用途也正在不断的被发现，并且己经被广泛的应用到食品、烟草、饮料、酿造、化工、国防等行业，从而进入了人们日常生活中的方方面面 1。由于甘草有自身的特定的生长环境，所以主要分布在我国的内蒙古、新疆、宁夏、甘肃等省区，其中新疆地区地域辽阔，土地资源较丰富，以至于甘草分布面积、产量居首位，是我国甘草规模化发展的适宜产区之一 2。
5、根据国家统计局 2008 年的资料统计，我国甘草产业 2008 年工业总产值为7.38 亿，这其中的主营业务收入为 6. 84 亿，销售总产值为 6.78 亿 3。我国是世界上重要的甘草生产地区，但在近几年来，由于国内外市场需求量的激增，野生甘草的面积大幅下降，剩余量日益减少，甘草供不应求，从而导致甘草的人工养殖近几年来开始兴起，但产量仍然与市场的需求量相差较远。新疆的气候是温带大陆性干旱气候，其特有的气候环境，特别适宜甘草的生长;另外甘草的植物生态幅度宽泛，分布较广，能够在多种环境下生长，具有很强的环境适应能力，其独特的气候环境和生长属性致使新疆成为我国甘草资源储量最丰富的地区。根据自治区甘
6、草资源的调查统计显示，全疆 86 个县(市)，除了位于高寒地区的阿合奇和塔什库尔干两县没有甘草生长以外，其余的 84 个县市地区内均有甘草的生长，占全疆县市总数的 97%，新疆甘草生长的总面积为 56.24 万公顷，而在这其中小部分生长的面积为 20.52 万公顷，以甘草为建群种集中成片生长的面积有 55.72 万公顷，甘草的根茎储量为 65.21 万吨 4。20 世纪 50 年代末，由于新疆大规模的垦荒，新疆甘草资源得以开发应用，发现了许多优质品种的甘草，同时巨大的产量很快使甘草跃居为药材出口及制品产量之首，新疆成为了我国的甘草主产区 5。但是，由于国内药用量的增长和对外出口数量的逐年增加，
7、造成了甘草采挖量迅速上升，其结果是新疆野生甘草被乱垦乱挖导致过度使用，最后致使甘草资源减少的同时种植面积也急剧减小，同时沙尘暴、干早等自然灾害相继频频发生，不仅给人们的生活带来了许多困难，也严重影响了新疆经济的可持续发展 6。为了避免情况的持续恶化，大范围的人工种植甘草技术应运而生。目前，新疆每年至少要人工栽培 2200 公顷甘草才能满足国内外医药市场对甘草的需求。人工种植甘草株数普遍为每 0.0667 公顷为 15000 株，同时伴随着人工移栽劳动强度大，工作效率低，收获困难等问题 7。随着劳动力成本的提高，种植及收获过程中机械化程度的高低成为了影响甘草塔里木大学毕业设计2机械化、规模化种植
8、和收益的重要因素 8。所以，为满足市场需求，避免乱采、乱挖、过度开采及对野生植被、生态环境的破坏，克服甘草收获期短，保证在有限时间内争取利益的最大化，建立规模化、标准化、机械化的甘草收获体系己迫在眉睫。1.2 国内外甘草收获机械的研究现状1.2.1 国外甘草收获机械的研究现状目前为止，国外尚没有专门针对深根药材作物的挖掘机械，国外从 20 世纪 40 年代开始对根茎类作物收获机械进行研究。美国、德国、法国、日本和意大利等发达国家均在短根茎类机械收获有了研究成果，并且己经达到了萝卜、马铃薯、甜菜、大蒜、花生和洋葱的机械化收获水平 9。意大利的 DSC-120 以及日本久保田公司研制的 DCL-130 型马铃薯挖掘机实现了马铃薯的机械化收获;美国 Courtesy of Lilli ston Mfg.Co.生产的 LP-2 和荷兰 Michigan 生产的 PH-2 型花生收获机实现了花生的机械化收获;另外还有美国 Kelley Manu-facturing 公司在 KMC3376 和 KMC3374 的基础上研制出的新型花生联合收获机等等 10。这些机型都满足工艺技术先进，工作可靠性高等优点，但相对而言结构较为复杂，主要适于浅根茎作物的采挖收获。美国的 W S.Kang 和 M.LDawelbeit (1999 年)还对马铃薯和花生收获机的振动式挖掘犁铲进行了深入研究，为了降低阻力
