用力的平衡方程确
定。
V
R
C
h2h
TP
αG
图5铲面水平倾角及铲的末端离地高度示意图
Pig5Thee
dofthehorizo
talA
glea
dtheshovelshovelfromtheheightmap
PcosαTGsi
α0
RGcosαPsi
0
式中：
P沿铲面移动掘起物所需的力
R铲面对土壤的反作用力
G掘起物的重力
T铲面对掘起物的摩擦力
TRff为土壤对钢的摩擦系数由此可得：
αarctgP－GfPGf
如果超过上述值，则掘起物就会壅在铲面上，使薯块从铲侧滚落，同时也加大了
工作阻力。实际中，α角根据挖掘铲需要提升掘起物的高度和对松碎土壤的要求来确
定，α角增大，有利于破碎土块，但铲的工作阻力增加；α角过小，影响入土深度。根
据试验，取α18°～25°。
铲的长度L可由挖掘深度h与倾角α计算，即：
Lhsi
α
10
铲的宽度B为130mm，边铲取宽度B1165mm，总铲宽度B21800mm。由条件可知，所要求的挖掘深度h200mm，在此深度条件下马铃薯才能完全从土壤里挖掘出来，且
不致铲坏马铃薯。
取铲的倾角α23°，30°中等轻质土，则铲的长度L355～650mm，取
12
fL340mm；铲的总阻力R35～42kN。挖掘铲主要参数见表2：
表2挖掘铲主要参数
Table2mai
parametersoftheDiggi
gShovel
项目
数值
项目
数值
铲的倾角α边铲宽度B1三角平面铲个数铲的长度L
23°165mm11个340mm
铲的宽度B总铲宽度B2铲间隙铲刃斜角γ
130mm1800mm27mm55°
挖掘阻力受土壤类型、挖掘深度、铲的形状和铲的倾角等影响很大，因此该机采
用三角平面多铲，由11个三角平面铲组成，各单铲之间留有27mm的间隙，间隙过大，
易漏掉马铃薯，间隙过小会增大挖掘阻力。
42切土圆盘的设计
在工作时，平面铲挖起的土垡容易散落在机器两侧，造成薯块丢失。为了客服这
一缺点，本设计的挖掘铲两侧装有切土圆盘。圆盘不仅能阻挡薯块丢失，而且还切断
茎叶和杂草，防止在铲侧堵塞。该机切土圆盘设计直径为D530mm，厚度t6mm，用
65M
钢制成。切土圆盘可以将垄两侧切割为土垡，切断互相缠绕的草蔓，避免在工作
时平面铲挖起的土垡散落在机器两侧，造成薯块丢失，同时还可通过调整切土圆盘的
安装高度来调节挖掘深度。如果调高切土圆盘的高度，挖掘深度增加；反之，则挖掘
深度随之减少89。
5分离部件的设计
配置在挖掘铲后面的分离部件在工作时承受的负荷大，其单位宽度的喂入量达100
～150kgsm，且要求分离掉的土壤达70～80。该部件工作可靠，对薯块的损伤小，
并在分离的同时把剩余部分向后输送，以便进行下一步的清选和分离。
作业时为了防止石块卡在挖掘铲和转动输送r