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薯茎分离机构是甘薯联合收获机关键组成部分,影响着整机的作业效率和作业质量。本文设计了一种适用于单垄单行、已杀秧甘薯田地的槽辊对压式薯茎分离机构,并对影响薯茎分离机构作业质量参数开展优化研究。研究内容如下:(1)研究甘薯种植模式和物理特性,并统计相关垄尺寸、结薯深度尺寸、主茎直径尺寸,确定了后续的关键部件设计参考依据;在甘薯收获期开展薯茎分离特性试验研究,探明了甘薯的茎秆含水率与薯茎分离力呈现二次函数关系,以新的角度确定了甘薯最佳适收期比经验收获期推迟4-8天;分析甘薯机械化收获工序,明确了挖掘与薯茎分离是其中关键工序,并由作业质量对分离的要求,确定了薯茎分离机构整体设计方案以及基本组成部分为挖掘输送组件、摘辊组件、弹性曲型杆条组件。(2)研究了整机的关键组成部分,分析了整机与薯茎分离机构作业原理;对甘薯混合物在挖掘输送组件上的两种状态进行力学分析,确定薯茎分离机构长度为1856mm,由垄底宽尺寸确定了分离机构宽度为566mm;根据主传动轴转速以及与摘辊轴传动比,确定了摘辊轴齿轮半径为41.8mm;通过场地试验确定摘辊轴与输送杆条下层间距参数为2mm,下护板组件折叠角度参数为155°;对甘薯混合物进行运动学分析,确定了影响薯茎分离机构作业质量的主要参数为主传动轴转速与输送装置水平倾角,对关键运动部件摘辊轴进行模态分析与静力分析,确定了摘辊轴各阶模态固有频率以及应力集中位置。(3)通过理论分析与试验研究确定影响薯茎分离机构作业质量参数主要有机具前进速度、输送装置水平倾角、主传动轴转速,确定评价指标有甘薯摘净率、甘薯损伤率;通过单因素试验确定了机具前进速度、主传动轴转速、输送装置水平倾角三个主要影响因素与薯茎分离机构作业质量参数的函数关系,并确定了三个试验指标对两个评价指标都具有显著影响;运用BOX-BENHNKEN中心组合试验方法开展多因素正交试验,建立响应面模型并进行优化,试验结果表明机具前进速度为0.7m/s、输送装置水平倾角为24°、主传动轴转速为127r/min时,测得甘薯摘净率为98.14%、损伤率为2.76%,试验结果满足甘薯收获作业质量要求。