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甘蔗是我国南方重要的经济作物之一，我国甘蔗生产仍以人工为主，生产成本高，实现甘蔗收获机械化是提高我国蔗糖竞争力的关键。甘蔗剥叶是甘蔗收获过程中一个重要环节，人工剥叶需要耗费大量劳动力，采用机械剥叶时，各种剥叶机存在的主要问题是含杂率高，伤皮严重，剥叶元件寿命短，生产效率低，是制约甘蔗收获机械化的技术瓶颈之一。 甘蔗机械化收获主要分为切段式联合收获、整秆式联合收获和分段收获(包括割铺和捡拾剥叶)。整秆式甘蔗联合收获机较符合国内生产实际情况，应用于整秆式甘蔗联合收获机上的剥叶元件的研究是主要技术难点。研究适用于整秆式甘蔗联合收获机的剥叶元件具有重要的实用价值。 本文首先采用高速摄影观察橡胶剥叶元件剥离甘蔗叶鞘工作的全过程，了解了剥叶元件在剥离甘蔗叶鞘过程中的变形情况；在此基础上，确定了力学测试试验和正交试验的因素及水平。然后，在自制的三向动态打击力测试试验台上进行力学测试试验，对橡胶剥叶元件各结构参数进行单因素试验，得出各因素对水平力、垂直力和轴向力值的影响。最后，为进一步得出橡胶剥叶元件各结构参数对实际剥叶效果的影响，在剥叶机上进行了橡胶剥叶元件长度、宽度、厚度、硬度四因素三水平的正交试验。 (1)高速摄影观察表明，橡胶剥叶元件主要靠自身变形对甘蔗茎杆产生作用力达到剥叶效果，研究其结构参数对整秆式甘蔗收获机的剥叶效果有重要意义。矩形橡胶剥叶元件在工作过程中与甘蔗茎杆接触导致的变形方式主要有3种：元件旋转径向平面(xoy)内弯曲变形、轴向平面(yoz)内弯曲变形和扭转变形。分析了剥叶元件长、宽、厚以及硬度等参数对其性能的影响，确定下一步力学测试试验和剥叶正交试验的因素及水平，剥叶元件长度水平为40mm、60mm和80mm，宽度水平为20mm、30mm和40mm，厚度水平为5mm、10mm和15mm，硬度水平为85HA和95HA。 (2)三向动态打击力力学测试试验表明：剥叶元件长度增加，垂直力逐渐减小，水平力逐渐增大，轴向力基本保持不变。随着剥叶元件厚度增加，垂直力、水平力和轴向力都明显增大。剥叶元件长度和宽度对水平力和轴向力影响不显著。剥叶元件长度和宽度对垂直力影响显著，剥叶元件厚度对垂直力、水平力和轴向力影响显著。厚度5mm、10mm和15mm的剥叶元件两两间对垂直力和水平力的影响有显著差异。宽度30mm和40mm的剥叶元件对垂直力的影响有显著差异。剥叶元件厚度各水平对轴向力的影响没有显著差异。 当橡胶剥叶元件长度40mm时，垂直力达到最大值154.27N，轴向力达到最大值67.75N。长度80mm时，水平力达到最大值162.27N。剥叶元件厚度15mm时，垂直力、水平力和轴向力分别达到最大值，为179.38N、203.62N、57.82N。当橡胶剥叶元件宽度40mm时，垂直力、水平力和轴向力分别达到最大值104.11N，138.34N，49.77N。 (3)正交试验结果分析表明对剥叶效果影响主次关系依次是：对未剥净率依次为橡胶剥叶元件厚度、硬度、宽度、长度；对含杂率依次为橡胶剥叶元件宽度、硬度、厚度、长度；对折断率依次为橡胶剥叶元件厚度、宽度、长度、硬度。 (4)分析试验结果得出最优组合为：剥叶元件长60mm，厚10mm，宽40mm，硬度85HA。在切稍情况下，未剥净率为15.29％，含杂率为5.41％，折断率为26.7％。