板蓝根收获机挖掘装置设计与有限元分析

来源：中国农机化学报杂志2023年第9期北京时间：

作者：吴家安, 李向军, 高明宇, 常传义, 刘恩宏

单位：哈尔滨市农业科学院，哈尔滨市，150029

摘要：针对现有板蓝根收获机具存在挖掘阻力大、挖掘铲面容易壅土等问题，在研究国内外块茎类作物收获机械的基础上，根据板蓝根的农艺要求、生物特点、收获时的土壤条件等，设计一种作业幅宽为130cm、最大挖掘深度为40cm、一次进地可完成板蓝根的挖掘、筛分、铺放等功能的专用两行板蓝根收获机具。运用动量定理、动能定理和几何关系对挖掘铲进行设计，计算得出挖掘铲的最佳入土角α、铲面宽度b、铲面长度l等参数。利用SolidWorks软件中Simulation插件对挖掘铲进行有限元分析并优化。并进行试验验证，试验发现：最佳的入土角α为20°，铲宽b为1328mm，铲长l为245mm；有限元分析表明通过在挖掘铲后方增加一道梁，将挖掘铲最大位移量从1mm减小到0.01mm，能有效减低失效风险。对整机进行田间试验，结果表明：挖掘铲壅土率低，未出现明显变形；在作业速度1.6km/h、挖掘深度40cm的情况下，平均挖净率97.6%、损伤率2.4%。

关键词：板蓝根收获机,挖掘装置,Simulation,有限元分析,收获机械

基金资助：吉林省教育厅科学发展技术项目(20190301023NY)