微型开沟机的设计说明Word下载.docx
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开沟机构动力与采用牙嵌式离合器进行传递,从而工作机构和行走机构相互独立,不相干涉。
开沟刀盘动力采用链传动,结构简单、轻巧,运行灵活。
采用上抛,并设置挡土板,从而达到覆土要求,开沟刀盘后接开沟铲,达到了沟底平整的要求,设置弧形挡板,满足了操作安全性及碎土系数需要,安装升降可调尾轮装置,提高了操作舒适度和操作的方便性。
在理论研究的基础上,设计出开沟部件,并对开沟刀盘进行受力分析,对刀辊轴进行校核。
关键词:
开沟;
刀盘;
抛土;
DesignoftheMicroDitchingmachine
Student:
Yibin
Tutor:
Tangchuzhou
(Engineeringcollege,HunanAgriculturalUniversity,Changsha410128,China)
Abstract:
Theworkingmethodsandprinciplesoftheditchingmachinecomingformhomeandabroadareanalyzedandcomparedinthispaper.Bycombiningthepresentditchingmodeintheadvantagesanddisadvantagesandthepost-positionthatditchingmechinebeingused.bycomparingthefront-setandback-setditchingpart,Finally,trytodesignaminiditchingmachine.
OnthebaseoftheLantian1dn-4microrotarycultivator,setaditchingpartontheback,theworkingpartandthemovingpartareindependencecorseofthepoweroftherotarycultivatortransferfromthestuckclutch.Thecutterheaddrivedbythechainwheel.thestructureofintegelsettingaresimplyandsmartly.Tofittheneedofthepallingearth,weadopttheupcastingmethodandsetapoilingboardontheabove,setaditchingscrooponthebackofthepoilingboard,unevennessofthechannelbottomisalsoeliminated.Settingisbaffletosatisfytheneedofoperationsecurityandthecoefficientofthebrokensoil.Theadjustabletrailwheelisfixedtoincreasethecomfortableandoperationsimplicity.
Basedontheoreticresearch,rotary-ditchmachineisproducedandorthogonaltestiscarriedoutinthisworking.
Keywords:
Ditching;
Cutterhead;
Soilcasting
1前言
近年来,随着农业产业结构的调整和国家对三农问题的关注,以及对农业投入力度的加大,农民种植经济作物的积极性明显增加。
当前人们生活水平的提高,大中城市对新鲜瓜果蔬菜的需要量越来越大,种植面积也在日益增加。
在果蔬的种植管理中,经常需要在地中间开挖排灌沟、施肥沟,并且需要不断地改变沟渠的位置,以利于果树、蔬菜的正常生长,单从种植管理的角度来说,对沟壁、沟型并没有过分特殊的要求,只希望沟中的水能流通、肥料能保证供应、果蔬的根部不被水泡烂、不缺肥即可。
但从世界围有限的土地资源不断减少,节约用地的角度来说,却希望沟壁尽可能陡直。
本文以1DN-4型微耕机底盘为基础,设计一种微型开沟机,以适应南方地块小,机械化作业普及率不高的实际情况。
目前全世界围耕作制度发展上存在两个明显的趋势:
一是种植制度上熟制由少到多;
二是在耕作次数上由多到少。
这是因为人口的增加,土地的减少,对粮食及饲料的需求不断增加,迫使人们提高单产而积极发展多熟制;
另一方面为减少能源消耗,保持水土,降低成本,则寻求新的耕法代替传统耕法,即推广少耕和免耕。
随着科技的发展,机械化栽培方式正在逐步代替手工劳作,极降低了劳动强度,但是机械化作业中由于机器在田间的多次碾压,土壤被压实而板结。
大量试验研究表明[2-4]:
采用保护性耕作对实现农业可持续发展,改善土壤的固、液、气三相比例,从而达到增产增收的目的具有重要的意义。
2外研究现状
开沟机主要有两种:
第一种为开种沟而设计的开沟器,开沟器为小型从动部件,靠牵引作用力而开出适合种子发育的种床,沟形表现为小、窄、浅等特点,开沟器常作为播种机一附属部件而挂靠其上;
第二种为开排水沟或其它用途的开沟机,开沟机相对较大型,一般以主动型部件为主,消耗功率大,体积大,沟深且宽[5]。
2.1国外开沟机
旋转开沟机是六十年代出现的一种连续挖土机械[6],适宜开挖梯形截面的农用沟渠。
由于其牵引力小、能均匀散开沟土壤,工作效率高,因而得到迅速发展和广泛应用。
在国外主要以大型开沟机为主,联、意大利、法国、日本等国都有不同型号的系列产品,从结构特点和使用性能两方面来看,目前基本上以联和意大利为代表的两大类型。
联从1975年开始推出一系列的旋转开沟机产品:
TP-171A全液压铣切式开沟机、MK-47犁刀-铣切式开沟机。
意大利主要生产DARL系列的单圆盘开沟机心及DBR系列的双圆盘开沟机。
两大类型的开沟机主要区别在于:
前者是开挖大型沟渠的大型机械,且能一次性成沟,所采用的是切抛分开型的刀齿;
后者是临时性的小沟渠,采用的是切抛合一型的刀齿[7-11]。
国外开沟机的代表机型有:
切削链式开沟机、螺旋助推式开沟机、侧置式公路开沟机、圆盘旋转式开沟机,主要特点是以大功率,重机型为主,功耗大,体积也大。
2.2国开沟机
我国开沟机的种类很多,60年代开始从国外引进,从七十年代开始正式研制旋转开沟机,通过自身研究和借鉴国外的经验,目前逐步形成了适合我国国情的开沟机系列,到现在已经有几十种型号。
其主要型式有四种:
(1)铧式犁开沟机
铧式犁开沟机属于从动型工作部件,利用“刨削”原理,沿直线运动对土壤进行刨削。
加工过程相对铧式犁切削速度要大。
铧式犁型开沟机主要应用于蔬菜的栽种和植树造林等,我国主要有KGTP和京HK-14两种类型,KGTP工作原理;
随着机组前进,犁尖入土,开轴的土沿着犁体上升。
冀板将土推向两面三刀侧、冀尾板将沟壁压紧,形成梯形断面的沟渠,达到列沟培土的目的。
京HK-14开沟机在工作时,前面的犁铧起土,分土板片土扣翻到两面三刀侧,形成农艺要求的一种沟型[12]。
该机型入土阻力小,质量轻,工作性能好,可以开出成型沟,但沟型断面不平整。
(2)链齿式开沟机
1992年,省农机研究所和农业大学针对果园开沟,设计了与丰收180GV拖拉机配套的1K-30型链齿式开沟机[13],开沟机通过链条上的刀齿逆向切削土壤,切削垡片由链齿出沟面,再由双向搅龙输送到沟两测,完成开沟作业。
1K-30型链式开沟机主要特点;
开沟理管时,沟形一次成型,种植山药可不开沟只松土,刮土板改变刀齿排列,达到深松土60~100cm,可节省大量人力。
配套拖拉机功率17~37kw,开沟深度600mm、1000mm、1500mm,开沟宽度140mm、160mm、200mm、300mm,工作速度200~600m/h。
(3)螺旋式开沟机
2000年东北农业大学针对了泥炭(沼泽地的产物)的开采而设计了一种1KL-100型立式螺旋式开沟机[14],其工作部件采用锥螺旋式搅龙切抛土,可开挖出较大型梯形沟渠。
在立式开沟机的思路上,2001年市农业机械研究所又研制出1KS-22型双轴立式旋转开沟机。
采用双轴结构,两套旋转方向相反的刀轴同时切抛上下沟土,能开出小型矩形沟渠。
(4)圆盘式开沟机
圆盘式开沟机属旋转式开沟机,将开沟部件做成圆盘式结构,利用动力输出轴带动刀盘旋转切削土壤,我国从七十年代开始正式研制,通过自身研究和借鉴国外的经验,目前逐步形成了适合我国国情的开沟机系列[15]。
定型为红-75拖拉机配套的1KD-100单圆盘旋转开沟机和1KD-100双圆盘旋转开沟机,为铁牛-55拖拉机配套了1K-80双圆盘旋转开沟机。
结合我国国情出发的:
即要求重量轻,结构简单,又要求能耗小,生产率高。
到80年代,圆盘式开沟机又生产出一系列产品:
1KSQ-35型(配套8.8千瓦拖拉机)、1K-0型、1K-35-1A型、1K-35型、1KH-35型等[16]。
3课题的研究意义:
我国是一个典型的农业大国,作物种植面积非常大,同时我国也是一个人口大国,对食品的需求量也非常的大,随着国家工业化进程,从农田中解放出更多的生产力,提高生产效率,我国的农业机械也在国家的扶持和工程师的研究中飞速发展,开沟作为农田作业的一个环节,在作物生长过程中的影响甚大,与此同时,其工作量大,人工开沟耗时耗力。
所以,开发出一种开沟机械,就能极大的解决这个问题。
本文就南方地块小,一般开沟机机型过长,不能灵活运行的情况,拟开发出一款微型开沟机,解决在小型田地作业的需要。
油菜、棉花等作物是直根系忌湿作物,土壤水分适宜与否,对其生长发育影响甚大,水分过多会造成缺氧,直接引起植株生理代过程变化,针对油菜、棉花等作物生长特性,一般要求如下:
1、开沟要及时,以便抗旱排涝;
2、沟深、沟宽要符合要求并均匀一致;
3、抛土要均习。
在开沟过程中能将泥土均匀抛向沟的两边,对种子的覆盖率能达90%以上;
4、沟要直以利于排灌;
5、沟底、沟壁要光滑。
目前,南方各水稻主产区大都以两季连作,10月份晚稻收获后的田块留待第二年开春后翻耕种植早稻。
在过冬的近5个月时间恰好是冬油菜的全生育期,但由于油菜的种植工序较多,尤其手工开沟劳动强度大,劳动力投入多,许多农民想尽量扩大种植冬油菜面积却又因劳动力不足而耽误了,加上近些年来,大部分农村青年都外出打工,人力不足最终导致油菜种植面积还相对减少,经济效益低,导致目前有限的耕地未能得到充分、合理利用。
为了充分、合理利用南方土地资源,加快种植业向农机械化、产业化方向发展,因此设计一种开沟性能好且经济实用的开沟机械,解决农民当前开沟难的问题,提高种植效率和劳动生产率,快速实现油菜种植机械化,具有重要意义。
4总体结构及工作原理
4.1设计思路
在1DN-4型多功能农用微型耕作机上设计一种后置开沟机,利用微型耕作机的动力带动整个开沟部件的运转,开沟的刀盘采用左右两块,在刀盘上焊接刀座,用螺栓将刀座和旋耕刀联接起来;
通过螺栓将刀盘与刀轴联接起来,使刀盘旋转,进行开沟工作,刀盘的具体的参数在设计过程中根据要求逐一选取;
为了满足旋耕刀工作时的滑切性能