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1、小型果園開(kāi)溝機(jī)的設(shè)計(jì)
科學(xué)依據(jù)(包括課題的科學(xué)意義;國(guó)內(nèi)外研究概況、水平和發(fā)展趨勢(shì);課題任務(wù)等)
科學(xué)意義：
近年來(lái)，隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和國(guó)家對(duì)三農(nóng)問(wèn)題的關(guān)注，以及對(duì)農(nóng)業(yè)投入力度的加大，農(nóng)民種植經(jīng)濟(jì)作物的積極性明顯增加。當(dāng)前人們生活水平的提高，大中城市對(duì)新鮮瓜果蔬菜的需要量越來(lái)越大，種植面積也在日益增加。在果蔬的種植管理中，經(jīng)常需要在地中間開(kāi)挖排灌溝、施肥溝，并且需要不斷地改變溝渠的位置，以利于果樹(shù)、蔬菜的正常生長(zhǎng)，單從種植管理的角度來(lái)說(shuō)，對(duì)溝壁、溝型并沒(méi)有過(guò)分特殊的要求，只希望溝中的水能流通、肥料能保證供應(yīng)、果蔬
2、的根部不被水泡爛、不缺肥即可。但從世界范圍內(nèi)有限的土地資源不斷減少，節(jié)約用地的角度來(lái)說(shuō)，卻希望溝壁盡可能陡直。
目前全世界范圍內(nèi)耕作制度發(fā)展上存在兩個(gè)明顯的趨勢(shì)：一是種植制度上熟制由少到多;二是在耕作次數(shù)上由多到少。這是因?yàn)槿丝诘脑黾?，土地的減少，對(duì)糧食及飼料的需求不斷增加，迫使人們提高單產(chǎn)而積極發(fā)展多熟制;另一方面為減少能源消耗，保持水土，降低成本，則尋求新的耕法代替?zhèn)鹘y(tǒng)耕法，即推廣少耕和免耕。
隨著科技的發(fā)展，機(jī)械化栽培方式正在逐步代替手工勞作，極大地降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，但是機(jī)械化作業(yè)中由于機(jī)器在田間的多次碾壓，土壤被壓實(shí)而板結(jié)。大量試驗(yàn)研究表明：采用保護(hù)性耕作對(duì)實(shí)
3、現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，改善土壤的固、液、氣三相比例，從而達(dá)到增產(chǎn)增收的目的具有重要的意義
國(guó)內(nèi)外研究概況：
旋轉(zhuǎn)開(kāi)溝機(jī)是六十年代出現(xiàn)的一種連續(xù)挖土機(jī)械，適宜開(kāi)挖梯形截面的農(nóng)用溝渠。由于其牽引力小、能均勻散開(kāi)溝內(nèi)土壤，工作效率高，因而得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。在國(guó)外主要以大型開(kāi)溝機(jī)為主，蘇聯(lián)、意大利、法國(guó)、日本等國(guó)都有不同型號(hào)的系列產(chǎn)品，從結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和使用性能兩方面來(lái)看，目前基本上以蘇聯(lián)和意大利為代表的兩大類型。代寫(xiě)職稱論文蘇聯(lián)從1975年開(kāi)始推出一系列的旋轉(zhuǎn)開(kāi)溝機(jī)產(chǎn)品：TP-171A全液壓銑切式開(kāi)溝機(jī)、MK-47犁刀-銑切式開(kāi)溝機(jī)。意大利主要生產(chǎn)DARL系列的單圓盤開(kāi)溝機(jī)心
4、及DBR系列的雙圓盤開(kāi)溝機(jī)。兩大類型的開(kāi)溝機(jī)主要區(qū)別在于：前者是開(kāi)挖大型溝渠的大型機(jī)械，且能一次性成溝，所采用的是切拋分開(kāi)型的刀齒;后者是臨時(shí)性的小溝渠，采用的是切拋合一型的刀齒。
國(guó)外開(kāi)溝機(jī)的代表機(jī)型有：切削鏈?zhǔn)介_(kāi)溝機(jī)、螺旋助推式開(kāi)溝機(jī)、側(cè)置式公路開(kāi)溝機(jī)、圓盤旋轉(zhuǎn)式開(kāi)溝機(jī)，主要特點(diǎn)是以大功率，重機(jī)型為主，功耗大，體積也大。
我國(guó)開(kāi)溝機(jī)的種類很多，60年代開(kāi)始從國(guó)外引進(jìn)，從七十年代開(kāi)始正式研制旋轉(zhuǎn)開(kāi)溝機(jī)，通過(guò)自身研究和借鑒國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)，目前逐步形成了適合我國(guó)國(guó)情的開(kāi)溝機(jī)系列，到現(xiàn)在已經(jīng)有幾十種型號(hào)。其主要型式有四種：
(1)鏵式犁開(kāi)溝機(jī)
鏵
5、式犁開(kāi)溝機(jī)屬于從動(dòng)型工作部件，利用"刨削";原理，沿直線運(yùn)動(dòng)對(duì)土壤進(jìn)行刨削。加工過(guò)程相對(duì)鏵式犁切削速度要大。鏵式犁型開(kāi)溝機(jī)主要應(yīng)用于蔬菜的栽種和植樹(shù)造林等，我國(guó)主要有KGTP和京HK-14兩種類型，KGTP工作原理;隨著機(jī)組前進(jìn)，犁尖入土，開(kāi)軸的土沿著犁體上升。冀板將土推向兩面三刀側(cè)、冀尾板將溝壁壓緊，形成梯形斷面的溝渠，達(dá)到列溝培土的目的。京HK-14開(kāi)溝機(jī)在工作時(shí)，前面的犁鏵起土，分土板片土扣翻到兩面三刀側(cè)，形成農(nóng)藝要求的一種溝型。該機(jī)型入土阻力小，質(zhì)量輕，工作性能好，可以開(kāi)出成型溝，但溝型斷面不平整。
(2)鏈齒式開(kāi)溝機(jī)
1992年，江西省農(nóng)機(jī)研究所和江西農(nóng)業(yè)
6、大學(xué)針對(duì)果園開(kāi)溝，設(shè)計(jì)了與豐收180GV拖拉機(jī)配套的1K-30型鏈齒式開(kāi)溝機(jī)，開(kāi)溝機(jī)通過(guò)鏈條上的刀齒逆向切削土壤，切削垡片由鏈齒出溝面，再由雙向攪龍輸送到溝兩測(cè)，完成開(kāi)溝作業(yè)。
1K-30型鏈?zhǔn)介_(kāi)溝機(jī)主要特點(diǎn);開(kāi)溝理管時(shí)，溝形一次成型，種植山藥可不開(kāi)溝只松土，刮土板改變刀齒排列，達(dá)到深松土60～100cm，可節(jié)省大量人力。配套拖拉機(jī)功率17～37kw,開(kāi)溝深度600mm、1000mm、1500mm，開(kāi)溝寬度140mm、160mm、200mm、300mm，工作速度200～600m/h。
(3)螺旋式開(kāi)溝機(jī)
2000年?yáng)|北農(nóng)業(yè)大學(xué)針對(duì)了泥炭(沼澤地的產(chǎn)物)
7、的開(kāi)采而設(shè)計(jì)了一種1KL-100型立式螺旋式開(kāi)溝機(jī)，其工作部件采用錐螺旋式攪龍切拋土，可開(kāi)挖出較大型梯形溝渠。在立式開(kāi)溝機(jī)的思路上，2001年昆明市農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所又研制出1KS-22型雙軸立式旋轉(zhuǎn)開(kāi)溝機(jī)。采用雙軸結(jié)構(gòu)，兩套旋轉(zhuǎn)方向相反的刀軸同時(shí)切拋上下溝土，能開(kāi)出小型矩形溝渠。
(4)圓盤式開(kāi)溝機(jī)
圓盤式開(kāi)溝機(jī)屬旋轉(zhuǎn)式開(kāi)溝機(jī)，將開(kāi)溝部件做成圓盤式結(jié)構(gòu)，利用動(dòng)力輸出軸帶動(dòng)刀盤旋轉(zhuǎn)切削土壤，我國(guó)從七十年代開(kāi)始正式研制，通過(guò)自身研究和借鑒國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)，目前逐步形成了適合我國(guó)國(guó)情的開(kāi)溝機(jī)系列。定型為東方紅-75拖拉機(jī)配套的1KD-100單圓盤旋轉(zhuǎn)開(kāi)溝機(jī)和1KD-100雙圓盤旋
8、轉(zhuǎn)開(kāi)溝機(jī)，為鐵牛-55拖拉機(jī)配套了1K-80雙圓盤旋轉(zhuǎn)開(kāi)溝機(jī)。結(jié)合我國(guó)國(guó)情出發(fā)的：即要求重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，又要求能耗小，生產(chǎn)率高。到80年代，圓盤式開(kāi)溝機(jī)又生產(chǎn)出一系列產(chǎn)品：1KSQ-35型(配套8.8千瓦拖拉機(jī))、1K-0型、1K-35-1A型、1K-35型、1KH-35型等。
課題任務(wù)：
主要設(shè)計(jì)一種小型耕整機(jī)為動(dòng)力，適合于在柑橘園工作的小型開(kāi)溝機(jī)。包括小型開(kāi)溝機(jī)的總體設(shè)計(jì)和零部件設(shè)計(jì)。包括開(kāi)溝工作裝置的結(jié)構(gòu)類型的選擇、生產(chǎn)率的確定、結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)的設(shè)計(jì)、動(dòng)力傳遞方式、所需功率的計(jì)算與配套、零部件的設(shè)計(jì)、計(jì)算與校核、圖紙繪制等。要求：設(shè)計(jì)出一臺(tái)小型果園開(kāi)溝機(jī)
9、。確定的工作裝置的選型合理、結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì)科學(xué)、動(dòng)力傳遞與配套合理、零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算精確、繪制的圖紙規(guī)范、準(zhǔn)確。
設(shè)計(jì)思路：
在小型農(nóng)用耕作機(jī)上設(shè)計(jì)一種后置開(kāi)溝機(jī)，利用小型耕作機(jī)的動(dòng)力帶動(dòng)整個(gè)開(kāi)溝部件的運(yùn)轉(zhuǎn)，開(kāi)溝的刀盤采用左右兩塊，在刀盤上焊接刀座，用螺栓將刀座和旋耕刀聯(lián)接起來(lái);通過(guò)螺栓將刀盤與刀軸聯(lián)接起來(lái)，使刀盤旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行開(kāi)溝工作，刀盤的具體的參數(shù)在設(shè)計(jì)過(guò)程中根據(jù)要求逐一選取;為了滿足旋耕刀工作時(shí)的滑切性能和脫草性能且在果園進(jìn)行工作，故選用彎刀做為開(kāi)溝工具;為了更好的提高碎土性能和對(duì)操作者進(jìn)行保護(hù)，設(shè)計(jì)左右兩塊弧形擋板，最后設(shè)計(jì)一個(gè)支撐架桿,對(duì)整個(gè)開(kāi)溝部
10、件進(jìn)行固定。
利用小型農(nóng)用耕作機(jī)的旋耕刀軸，帶動(dòng)開(kāi)溝刀盤順銑，即旋耕切削方向與驅(qū)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)方向一致。旋耕彎刀首先切削未耕土壤并將其后拋及一次細(xì)碎，當(dāng)被切削土壤落到后置的弧形開(kāi)溝鏟上時(shí)，會(huì)再次碰到尾隨而至的旋耕刀。這時(shí)由于是已耕土壤，失去了地面的支承力，于是在土壤自身重力、離心力、磨擦力、科氏力、支持力等作用下沿正切韌刀面相對(duì)滑移，加上旋轉(zhuǎn)刀盤給予的牽連運(yùn)動(dòng)以及車身的前移牽連運(yùn)動(dòng)的合成，最終朝溝兩邊的前方和橫向上拋送，拋送的過(guò)程中一部分較大的土壤顆粒碰撞到刀盤正上方的曲面檔板，產(chǎn)生了三次碎土碰撞，最后落到兩邊的廂面上。完成了開(kāi)溝切土、拋土、碎土、翻土等一系列工作過(guò)程。本開(kāi)溝機(jī)布置了四
11、個(gè)縱向切削開(kāi)溝面，增添了開(kāi)溝的寬度，加上單片刀片切土寬度相對(duì)較少，保證了開(kāi)溝拋土的寬度，增進(jìn)了碎土效果。同時(shí)為了保證覆土的均勻性，不同的開(kāi)溝面上布置不同的數(shù)量的刀片，在拋土較遠(yuǎn)的最外側(cè)兩邊的開(kāi)溝面上設(shè)置了兩片彎刀，近刀盤的內(nèi)置開(kāi)溝面拋土較近，所以只設(shè)了一片彎刀。This structure from GouBian guarantee the far turns the soil is close to the amount GouBian turns the soil, which turns the soil surface thickness consistent compartments.
研究計(jì)劃
2011.12.25-2012.1.10 指導(dǎo)老師下達(dá)研究課題的任務(wù)書(shū);
1.11-3.8 查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，提交開(kāi)題報(bào)告，完成文獻(xiàn)綜述，外文翻譯;
3.9-3.12 確定總體設(shè)計(jì)方案;
3.13—3.25 完成總體設(shè)計(jì)，繪制零件草圖;
3.26-5.25 完成零部件設(shè)計(jì)、撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū);
5.26-6.10 準(zhǔn)備答辯和參加答辯。
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