懸掛圓鋸片式灌木平茬機(jī)設(shè)計【三維SW模型】【含CAD圖紙】
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目錄
摘要 1
第一章 前言 3
第二章 國內(nèi)外同類研究概況 4
第三章 懸掛圓鋸片式灌木平茬機(jī)的設(shè)計 6
3.1傳動方式的確定 6
3.2電機(jī)選擇 7
3.2帶輪的設(shè)計計算 8
3.3鋸片的選擇 9
第四章 總結(jié) 11
摘要
懸掛圓鋸片式灌木平茬機(jī)(Lawn mower)又稱除草機(jī)、剪草機(jī)、草坪平茬機(jī)等。懸掛圓鋸片式灌木平茬機(jī)是一種用于修剪草坪、植被等的機(jī)械工具,它是由刀盤、發(fā)動機(jī)、行走輪、行走機(jī)構(gòu)、刀片、扶手、控制部分組成。刀盤裝在行走輪上,刀盤上裝有發(fā)動機(jī),發(fā)動機(jī)的輸出軸上裝有刀片,刀片利用發(fā)動機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)在速度方面提高很多,節(jié)省了除草工人的作業(yè)時間,減少了大量的人力資源。自1805年就有了,那時候的懸掛圓鋸片式灌木平茬機(jī)是人力的,沒有動力支持。
隨著草坪業(yè)的迅速崛起,中國在21世紀(jì)開始使用蓄力往復(fù)式懸掛圓鋸片式灌木平茬機(jī).。19世紀(jì)末的時候, 要保護(hù)一塊草坪是極耗費體力的事情。比如在Blenheim(德國巴伐利亞西部的村莊) 的大莊園里, 如果雇傭200個工人的話, 那么其中有50個人是保養(yǎng)草坪的。在草場瘋長的季節(jié), 大概每十天就需要割一次草。割草工們手持非常長的工具(鐮刀:刀刃是鋸齒狀的,需要經(jīng)常使用磨刀石來打磨讓其保持鋒利)排成一行割草(實際上工作起來更像是在用鋸子在鋸草)。工作完成后草坪上滿是鋸下來的草葉,然后拾起地上的草葉,用來喂養(yǎng)農(nóng)場的牛羊,這樣既節(jié)省時間又減少了對草場的破壞?!∮善叫兴臈U升降裝置,機(jī)架、左右單翼鋤草裝置,整機(jī)調(diào)偏裝置。
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機(jī)械修剪器具,重修剪,平茬機(jī)械設(shè)備,刀片的材料,傳動系統(tǒng),帶輪,軸,機(jī)架。
第一章 前言
修剪是人為地抑制頂端主枝生長優(yōu)勢的措施,可刺激著生部位較低的芽萌發(fā)新技,增強樹勢,培養(yǎng)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)樹冠。修剪方法主要有幼齡的定形修剪、成齡的輕修剪與深修剪,衰老的重修剪及臺刈等。
成齡經(jīng)多年采摘和輕修剪后,采樹冠摘面上會形成密集而細(xì)弱的分枝,這就是常說的“雞爪枝”, 這時,新梢育芽能力減弱,生長乏力,茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)下降,為更新樹冠采摘面,就得采用深修剪技術(shù),剪去密集細(xì)弱的雞爪枝層,使重新抽發(fā)新枝,提高育芽能力,延長高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)年限。
一.緒論
深修剪通常剪去冠面10~15cm枝梢,目前的深修剪工作一般用雙人抬平茬機(jī)來實施,但雙人抬平茬機(jī)比較笨重,且工作效率低。
重修剪的對象則是半衰老和未老先衰的。這種,雖然骨干枝的抽生能力仍較強,但生產(chǎn)枝的育芽能力已很弱,芽葉瘦小,葉張薄細(xì),輕伸修剪根本不起作用,即使采用深修剪也不能達(dá)到目的,這時,就得采用重修剪技術(shù)。重修剪一般在離地30~40cm處修剪樹干。臺刈則是比重修剪更為徹底的改造樹冠的修剪技術(shù),其對象是嚴(yán)重衰老的,但目的與重修剪相同;臺刈后,從根頸部抽發(fā)的新枝能重新形成樹冠。重修剪及臺刈由于修剪的枝干一般較粗,現(xiàn)有的平茬機(jī)械很難擔(dān)當(dāng)大任、不但效率低,而且常出現(xiàn)露枝現(xiàn)象;因此許多地方還在采用人工以砍柴刀對枝干進(jìn)行砍切修剪,勞動狀況惡劣、勞作水平極其落后,另外人工砍切修剪對生長是十分不利的。
第二章 國內(nèi)外同類研究概況
目前,國內(nèi)科研人員對的修剪研究多集中于的輕修剪、中平茬機(jī)械研制及應(yīng)用上,而在專門用于老或未老先衰的重平茬機(jī)械的研究與應(yīng)用上,還基本處于空白狀態(tài)。
由于我國種茶歷史悠久,種植地域廣泛,迫切需要機(jī)械修剪器具來代替手工修剪,因此國內(nèi)在平茬機(jī)具的研制上,已取得了很大進(jìn)步,國內(nèi)已有多家單位生產(chǎn)出了多款平茬機(jī)。
如南京秦淮園林機(jī)械廠生產(chǎn)的單人多功能電動平茬機(jī),其主要技術(shù)參數(shù)為:主機(jī)重量:2.5kg;電壓:24v;桿長:110cm;功率:100w;轉(zhuǎn)速:6000轉(zhuǎn)/分鐘。該機(jī)具有環(huán)保節(jié)能,效率高,能耗小,對茶作物無污染等優(yōu)點。
平茬機(jī)雙人抬跨行作業(yè)機(jī)具,由兩把鋸齒型刀片作相對往復(fù)運動完成修剪作業(yè)。平茬機(jī)的動力選用日本三菱TL33PVD型電機(jī)。當(dāng)電機(jī)運轉(zhuǎn)達(dá)到一定速度時,離合器先帶動風(fēng)機(jī)運轉(zhuǎn),繼而將動力傳輸?shù)綔p速齒輪箱,減速齒輪與偏心機(jī)構(gòu)設(shè)計在同一箱體內(nèi),通過一級齒輪減速,動力傳到偏心機(jī)構(gòu),偏心機(jī)構(gòu)上有偏心方向為180o的雙凸臺,帶動連桿驅(qū)動刀片作往復(fù)運動,完成切割作業(yè)。
國外如日產(chǎn)的E7B-750型單人平茬機(jī)配日本單缸二沖程1.03kW(1.4馬力)電機(jī),采用平刀片往復(fù)式切割,切割幅寬750mm。具有以下特點:①重量輕、方便于單人操作,平形、弧形樹冠均可使用,適應(yīng)性很好;②發(fā)動機(jī)性能好,操作簡便,機(jī)身上設(shè)有停車按鈕及電機(jī)調(diào)速控制手柄,刀片動、停、快、慢控制十分方便。
目前,國內(nèi)外對的輕、中平茬機(jī)械的研制及應(yīng)用均已成熟。并進(jìn)入大面積應(yīng)用的推廣期。
人工修剪每人8小時只能剪0.02hm2,需付酬金1750元/hm2;采用平茬機(jī)修剪,二人8小時可修剪0.4hm2,人均工效為手工的10倍,與人工相比費用降低了1312.5元/hm2。采用平茬機(jī)進(jìn)行重修剪時,人工重修剪每人8小時僅能剪0.0133hm2,每天工資需40元,需付酬金3000元/hm2;用平茬機(jī)勉強湊合使用,兩人用雙人平茬機(jī)作主修剪,另一人用單人平茬機(jī)補修遺留枝與邊枝,三人可修剪0.2hm2,工效是手剪的5倍,生產(chǎn)成本是1963元/hm2。與手工相比可降低成本1037元/hm2。1999年單臨安市的深修剪工作就可節(jié)約勞力1050工,節(jié)約生產(chǎn)成本30580余元;重修剪工作可節(jié)約成本13820余元,節(jié)約勞力800工。
通過以上研究,過婉珍等人認(rèn)為:機(jī)械修剪是解決勞力不足和降低生產(chǎn)成本的根本途徑。而普通平茬機(jī)用于重修剪是屬于破壞性使用,一般不宜提倡。并建議生產(chǎn)廠家能生產(chǎn)專用重平茬機(jī),以滿足用戶需要。
華南農(nóng)業(yè)大學(xué)的覃松林研究分析了單、雙人平茬機(jī)使用時應(yīng)該注意的問題,他重點指出,單人平茬機(jī)和雙人平茬機(jī)不準(zhǔn)作老的深修剪和重修剪,否則機(jī)器將嚴(yán)重超載而遭到破壞。
通過以上科技人員的研究結(jié)果可以看出,平茬機(jī)無論是單人型還是雙人型,都難以承擔(dān)起老的重修剪任務(wù),這迫切需要國內(nèi)的科技工作者研究開發(fā)出一種專門用于老的重平茬機(jī)械。
綜觀國內(nèi)外,目前對老重修剪方面的研究很少,而且研究領(lǐng)域也僅僅側(cè)重于重修剪工作對的影響及效應(yīng)分析,對重平茬機(jī)械的開發(fā)和研制以及應(yīng)用基本上還處于空白狀態(tài),本課題的開展將打破該領(lǐng)域的空白局面,屬國內(nèi)首創(chuàng)。
第三章 懸掛圓鋸片式灌木平茬機(jī)的設(shè)計
3.1傳動方式的確定
(一). 修剪是人為地抑制頂端主枝生長優(yōu)勢的措施,可刺激著生部位較低的芽萌發(fā)新技,增強樹勢,培養(yǎng)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)樹冠。修剪方法主要有幼齡的定形修剪、成齡的輕修剪與深修剪,衰老的重修剪等。
(二)、主要技術(shù)指標(biāo):
1)刀具使用壽命:720h左右;
2)修剪速度:1平每分;
3)修剪幅寬:500cm;
4)工作效率:最高0.24hm2/h;
5)切口平整度:平均80%;
考慮到經(jīng)濟(jì)性及機(jī)器的整體結(jié)構(gòu)和所需傳動的準(zhǔn)確性,我們擬定傳動部分的示意圖
設(shè)計步驟
1.基本結(jié)構(gòu)的確定
2.根據(jù)基本結(jié)構(gòu)計算分析各個零部件
3.根據(jù)設(shè)計說明畫出總裝圖
4.根據(jù)計算結(jié)果及總裝圖,畫出各個零件圖
5.對傳動方案的要求 ?
合理的傳動方案,首先應(yīng)滿足工作機(jī)的功能要求,其次還應(yīng)滿足工作可靠、傳動效率高、結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、重量輕、成本低、工藝性好、使用和維護(hù)方便等要求
3.2電機(jī)選擇
考慮到經(jīng)濟(jì)性及機(jī)器的整體結(jié)構(gòu)和傳動所需要的準(zhǔn)確性,我們分析決定采用結(jié)構(gòu)比較簡單的帶輪傳動,故我們選擇第一種傳動方案。
1、已知給定的參數(shù)如下:
(1).切削力F=5.17 x3.14*15^2=3652N;
(2).切削最大半徑R=150mm;
(3).刀片轉(zhuǎn)速n=40/S=40/3.14/0.3=2520r/min
T=FR=3652N×0.15m=547.8N.m
電機(jī)功率P=Tn/9550=115KW
3.2帶輪的設(shè)計計算
確定傳動方式為v帶傳動
傳遞功率115kw
主軸轉(zhuǎn)速2520r/MIN
從動軸轉(zhuǎn)速2520r/MIN
傳動比1
3.3鋸片的選擇
1.刀片的結(jié)構(gòu)采用用圓盤形的刀盤,刀片示意圖入圖所視:
2.材料的選擇:
刀片在高速的環(huán)境下工作,且在剪切過程中,刀片會受到很大的擠壓力,摩擦也會很厲害,需要的硬度也比較高。根據(jù)這些我們決定選擇W18Cr4V
W18Cr4V是應(yīng)用最廣泛的高速鋼,其性能只要有:熱處理硬度可達(dá)63-66HRC,抗彎強度可達(dá)3500MPa,可磨性好。其優(yōu)點:通用性強,工藝成熟。
熱處理的主要特點:淬火加高溫(1200攝氏度),以及回火時溫度高(560攝氏度)左右、次數(shù)多達(dá)三次左右。采用高淬火溫度是為了讓難溶的特殊炭化物能充分溶入奧氏體,最終使馬氏體中W、Mo、V等含量足夠高,保證其熱硬性足夠高;回火溫度
第四章 總結(jié)
經(jīng)過自己和小組成員的共同努力,終于將畢業(yè)設(shè)計完成了。
在這次畢業(yè)設(shè)計過程中,我們遇到了許許多多的問題,一遍又一遍的計算,一遍又一遍的修改,一遍又一遍的推敲機(jī)械結(jié)構(gòu),由于一開始對結(jié)構(gòu)的設(shè)計不太完美,導(dǎo)致我們走了很多彎路。后來,在完全沒老師的指導(dǎo)下,我們進(jìn)一步對結(jié)構(gòu)進(jìn)行了修改和推敲,并得到了比較完善的框架結(jié)構(gòu)。
盡管這次設(shè)計的時間是短暫的,但是對我來說,收獲卻是很大的,俗話說的好“學(xué)到用時方狠少”,以前,我們只知道學(xué)知識,但是對知識的吸收和利用并不多,這次畢業(yè)設(shè)計,讓我們再次溫習(xí)了以前學(xué)過的知識,并聯(lián)系起來,運用在自己的設(shè)計中。同時也對知識有了進(jìn)一步的鞏固,不僅讓我們對的生長和修剪有了進(jìn)以步的了解,而且也讓我們對office軟件,和計算機(jī)繪圖軟件AutoCAD等工具軟件有了熟練的掌握
參 考 文 獻(xiàn)
[1]
《機(jī)械零件設(shè)計手冊》,吳宗澤,機(jī)械工業(yè)出版社,2003年11
[2]
《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》,陳于萍,機(jī)械工業(yè)出版社,2003年10
[3]
《機(jī)械制圖》李澄,吳天生,聞百橋,高等教育出版社,1997年7
[4]
《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》。陳立德,高等教育出版社2000年8
[5]
《機(jī)械設(shè)計手冊》,聯(lián)合編寫化學(xué)工業(yè)出版社,1981年1
[6]
《工程力學(xué)》,張定華 ,高等教育出版社, 2000年8
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