小型種薯機的結構設計-雙行馬鈴薯種植播種機【含5張CAD圖帶開題報告-獨家】.zip

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主要生產大中型馬鈴薯播種施肥聯合作業(yè)機具 均可一次性完成播種的全部作業(yè) 它們結構復雜 價格昂貴 二是以意大利日本 韓國為一個檔次 主要生產中小型馬鈴薯播種施肥聯合作業(yè)機具 一般結構較為簡單 國內外相關研究 研究意義 該機器集開溝 施肥 排種 覆土 鎮(zhèn)壓一體化為一身 可以一次性完成這五個工序 而且能降低漏種 重播 損傷署種的概率和解決種距不均勻等問題 自已能完成需要幾個人才能一起完成的任務 大大降低了勞動強度 節(jié)約了勞動力 提高了馬鈴薯的生產效率 而且其成本價不高 非常具有使用價值 本文通過實地考察和認真研究國內外的馬鈴薯種植機器 設計了一款中小型馬鈴薯種植機器 研究意義 研究內容及擬解決的主要問題 延遲付 研究內容 擬解決的主要問題 延時符 研究內容 播種機架的設計 開溝器結構的設計優(yōu)化 施肥器結構的設計 排種器結構的設計與優(yōu)化 研究目標六 整體結構的設計與計算 覆土鎮(zhèn)壓器結構的設計 延時符 擬解決的主要問題 設計合適的開溝結構 使之拆裝方便 檢修 維護效率提高 可以橫向移動來調整行距 也可以調整開溝器的深度 改進施肥機構 使其能均勻的播撒肥料 避免不必要的浪費 改進排種機構 減少漏種 重播 種距不均的現象 降低損傷種子的概率 延遲付 課題研究方法研究方法 方法三 方法五 方法四 調查法 有目的 有計劃 有系統(tǒng)地搜集有關研究對象現狀或歷史狀況的材料的方法 咨詢指導老師 定量分析法 通過定量分析法可以使人們對研究對象的認識進一步精確化 以便更加科學的揭示規(guī)律 把握本質 理清關系 預測事物的發(fā)展趨勢 方法一 方法二 圖形模擬法 進行零件圖紙的繪制對所設計的產品部件進行模擬分析 再改進方案 搜集資料法 通過圖書 期刊 網絡 各類設計手冊等獲取相關的知識 研究方法 研究過程 延遲付 延時符 研究過程 第四周 進行方案的構思論證 確定總體設計方案 繪制草圖第五周 根據初步構思的方案 建立三維模式圖第六周 查閱機械設計與機械原理相關知識 對設計進行系統(tǒng)的復習和學習 第十周 對主要零部件進行校核計算及模型仿真分析的說明第十一周 修改并完善論文 形成定稿第十二周 審閱 評定 按格式整理及打印 準備答辯 第一周 查閱文獻 收集資料第二周 整理資料 確定設計研究方向 初定設計大綱第三周 編寫開題報告 準備開題 第七周 確定各零件尺寸參數 改進模型第八周 確定最終的結構設計方案 運用CAD繪制二維工程圖第九周 進行對機器的各工作部件的設計說明的撰寫 研究措施及參考文獻 感謝語 參考文獻 研究措施 延遲付 延時符 研究措施 4 撰寫論文 修改及定搞 完成設計說明書 3 繪制三維圖形 通過裝配圖進行模擬比較 再做進一步的修改 然后制作二維工程圖 2 搜集及整理相關資料 確定選用的零件 進行總體系統(tǒng)及子系統(tǒng)的原理設計 1 根據設計任務初步設計總體方案 確定其可行性 謝忠東 機械原理 M 北京 北京航空航天大學出版社 2011 何銘新 機械制圖 M 北京 高等教育出版社 2010 韓澤光 機械設計 M 北京 航空航天大學出版社 2011 胡風蘭 互換性與技術測量 M 北京 高等教育出版社 2010 原方 工程力學 M 北京 清華大學出版社 2006 林清安Pro ENGINEER野火3 0中文版動態(tài)機構設計與仿真 M 北京 電子工業(yè)出版社 2007 1 2 3 4 5 6 參考文獻 參考文獻 THANKS 大學生活即將結束 在此 我要感謝所有教導我的老師和陪伴我一齊成長的同學 他們在我的大學生涯給予了很大的幫助 本論文能夠順利完成 要特別感謝我的導師張明秋老師對該論文從選題 構思到最后定稿的各個環(huán)節(jié)給予細心指引與教導 使我得以最終完成畢業(yè)論文設計 最后 我要向百忙之中抽時間對本文進行審閱 評議和參與本人論文答辯的各位老師表示感謝 懇請各位老師批評指正 感謝語 延遲付 答辯人 佟瑤 黑龍江工業(yè)學院 2018 3 17 延遲付 黑龍江工業(yè)學院 答辯人 佟瑤指導教師 張明秋 小型種薯機的結構設計 第一部分 第二部分 第三部分 第四部分 緒論 總體設計 傳動機構的設計 論文目錄 第五部分 開溝裝置及排種裝置的設計 輸種管 鎮(zhèn)壓裝置以及行走輪的設計 緒論 研究背景及意義 馬鈴薯是一種高蛋白農作物 也是主要的糧食之一 在我國得到廣泛地栽種 2007年我國馬鈴薯種植面積約8000萬畝 總產量超過6800萬噸 占世界總產量的22 左右 單從總產量來說我國已經是世界第一 但是單產量卻遠遠低于歐美和澳洲的水平 例如 2003年 我國馬鈴薯的單產量是每公頃14842公斤 低于世界平均水平每公頃16448公斤 還不到單產量最大的國家新西蘭每公頃44248公斤的三分之一 研究背景 研究意義 我國馬鈴薯種植單產量很低這已是不爭的事實 因此 我國應該把提高馬鈴薯的單產作為目前提高馬鈴薯產量的首要任務 提高馬鈴薯單產的措施除了提高機械化生產水平外 還應該改進馬鈴薯的種植方式 提高單產量 首要任務就是提高機械化生產水平 國內外馬鈴薯播種機的發(fā)展現狀 國外馬鈴薯播種機的發(fā)展現狀 在歐美的發(fā)達國家中 馬鈴薯播種機經過幾十年的發(fā)展和應用 其技術水平已經達到了相當完善的程度 無論是工作速度 生產效率 工作性能 播種質量以及播種機具的通用性和適應性上都做得比較好 現在一些發(fā)達國家正把不斷更新播種機的工作原理 盡量完善其結構 延長機具使用壽命 降低制造價格和維護費用的同時提高其工作效率以及提高播種機的通用性和適應性作為未來更先進的播種機研制的方向 國內馬鈴薯播種機的發(fā)展現狀 近年來 隨著馬鈴薯在我國的大量種植 研發(fā)并推廣與馬鈴薯生產相適應機械取得了很大的進展 尤其是馬鈴薯種植機械 盡管我國機械研制和生產水平和歐美發(fā)達國家還有一定的差距 但是隨著我國科研人員的努力 這個差距正在不斷地縮小 排種裝置仍然是播種機最為關鍵的部件 先進的排種器和排種原理對播種機的效率的提高有著很重要的作用 確定研究方案 動力來源 傳動裝置 播種機工作時 拖拉機通過動力輸出軸將動力傳遞給行走輪 行走輪上的主動軸將動力傳遞給中間軸 行走輪隨拖拉機前進而轉動 通過鏈條將動力傳給施肥 播種機構 排出的化肥和種子經輸肥管與輸種管進入開溝器 先后進入開好的地溝中 開溝及排種裝置 開溝選用鋤鏟式開溝器 對馬鈴薯播種機來說 排種器是其最核心的部件 因此需要選擇一種結構更簡單 效率和播種質量更好的排種器 經過對所有可能的排種器 如夾持式 外槽輪式 帶輪式等 的比較 最終決定選取升運鏈式排種器 播種機的動力由額定功率為13KW 轉速為750r min的東風 200拖拉機提供 拖拉機尺寸為2950 x1250 x1980 動力帶動播種機工作 作業(yè)速度為1m s 暫定行走輪的直徑為500mm 設計參數 總體方案擬將開溝裝置 施肥裝置 排種裝置 覆土裝置及鎮(zhèn)壓裝置與選用拖拉機融為一體 使之能一次性順利完成開溝 施肥 播種 覆蓋 鎮(zhèn)壓等功能 并將從播種機的總體設計 傳動機構的設計 開溝裝置的設計 排種裝置的設計 輸種管 鎮(zhèn)壓裝置以及行走輪的設計這幾方面進行設計 設計原則 主要參數 1 外形尺寸 長 寬 高 1460mm 1200mm 940mm 2 配套動力 10kw 3 生產效率 4公頃 小時 4 工作幅寬 1300mm 5 播種方式 平播 6 播種深度 65 155mm 7 作業(yè)行數 2行 8 作業(yè)行距 500mm 9 地輪直徑 500mm 10 作業(yè)速度 1m s 11 傳動形式 鏈傳動 12 土壤工作部件 鋤鏟式開溝器 13 排肥器 外槽輪式 14 覆土器形式 拖環(huán)式 15 鎮(zhèn)壓輪 復合圓錐式 16 種箱容積 30L 傳動裝置設計計算 傳動路線的確定傳動路線要保證總體傳動可靠 不影響拖拉機工作 根據整機的結構以及拖拉機的位置來確定傳動路線 使馬鈴薯在工作過程中能滿足開溝 播種 施肥和鎮(zhèn)壓等工作的需要 借鑒相關機型 將傳動路線分為兩條路線 第一 行走輪隨拖拉機的前進而轉動 經過鏈傳動將動力傳遞給中間軸 第二 中間軸將動力分別傳遞給排種機構和排肥機構的轉軸 驅動排種鏈輪和排肥槽輪轉動 行走輪的行駛速度取3 6km h 換算出來為1m s 行走輪的直徑為500mm 可以通過公式n v d 計算得到行走輪軸的轉速n 38r min 按照設計要求 中間軸的轉速與行走輪軸的轉速應該相等 因此兩軸之間的傳動比為1 中間軸的轉速為38r min 排種器的主動輪安裝在中間軸上 因此轉速也為38r min 排種器的上 下鏈輪垂直安放 在工作過程中要求工作平穩(wěn) 因此兩者之間的轉速相差不大 鏈勺的速度要求不超過0 5m s 最佳的速度為0 5m s 如果將速度降到0 25m s左右 相應地應該將原本要求的株距縮小2倍才能不影響排種效率 再結合鏈輪的要求 最終選取排種器上 下兩鏈輪之間的傳動比為1 12 傳動比的確定 機器的選型及設計 標題 機器選型及設計 排肥器 開溝器 輸種管 排種器 覆土器 行走輪 鎮(zhèn)壓輪 排種器選型由于馬鈴薯薯種為塊狀的這一特點 所以馬鈴薯種植機排種器類型選擇為單排式升運鏈式排種器 隨著播種機在外力的作用下前進 從而帶動行走輪轉動 行走輪上的軸的小鏈輪用來傳遞力量 通過中間的軸功率 電梯鏈鏈輪從小型旋轉驅動以一定的速度上升 并固定在電梯鏈帶動取薯勺舀一塊馬鈴薯種塊 并通過鏈輪和輸種管以及輸肥管會被輸送到排種箱 排肥箱 然后進入開溝器 最后先后進入開好的地溝中 從而實現整個種植過程 排種器選型 排肥器選型 排肥器選型在馬鈴薯種植過程中 不同的分布裝置往往與不同種類的肥料配合在一起使用 化肥一般選用硫酸銨顆?；蛄姿徜@肥 因為我們選擇種植馬鈴薯的肥料含水率都不到1 通過對上述的比較和馬鈴薯施肥的要求 本設計決定選擇一個移動式外部槽輪排種器 可以在排種盒內隨著排種軸而進行左右移動的有旋轉槽輪和非旋轉的阻塞套筒 所以他們可以通過改變溝槽的長度來調整肥料的用量 它可以被一個齒輪取代 槽輪的齒數要比淺盤的小得多 1 卡箍2 軸銷3 排肥輪槽4 排肥輪擋圈5 阻塞套6 排肥軸7 排肥舌軸8 排肥盒9 排肥舌 開溝器選型對于開溝器來說 新耕地上的雜草和植物殘渣并沒有太大的影響 而且出現纏繞機器和堵塞機器的幾率都會減小到3 以下 再考慮到開溝器的性能和經濟方面等因素 鋤鏟式開溝器是我們本次設計優(yōu)先選取的 鋤鏟式開溝器的組成部分有翼鏟 滾筒本身以及深淺調節(jié)扁鋼 輸種管選型在本次設計中 馬鈴薯薯種的形狀大小和對導種管的要求 是我們首先要考慮到的問題 螺旋骨架型塑料管是本次設計選用到的 這種輸種管的制作過程需要以下三個步驟 第一步 用厚度大約為1mm的鋼絲或尼龍絲作出骨架的形狀 第二步 纏繞外敷塑料薄膜 第三步 加熱 這種制作出來的輸種管不但內壁光滑 而且具有結構簡單 重量輕巧 靈活彎曲 耐腐蝕等優(yōu)點 覆土器選型考慮開溝器方面以及本機結構的設計 決定選用拖環(huán)式覆土器 此種覆土器是由幾節(jié)鐵鏈和一兩個鐵環(huán)串聯而成 這種覆土器適用于覆土較淺的地面 但并沒有鎮(zhèn)壓的功能 鎮(zhèn)壓裝置選型此次設計選取圓錐式凹型鎮(zhèn)壓輪 此種鎮(zhèn)壓輪的優(yōu)點是鎮(zhèn)壓效果好 有利于抗寒保暖并且防止水分流失 還能促進種子早期出苗而且對幼苗的生長發(fā)育也有很大的促進作用 行走輪選型由于行走輪不僅是排種 排肥的主動輪 而且還起限制深度的作用 因而在設計過程中 我們應該從以下幾個方面著手 1 具備了較高的剛度以及強度等機械性能 2 要減小滑移系數從而提高播種的均勻性 一般值要小于10 3 較強的適應能力能夠適應地表不平性 避免在遇到高低不平的地面的情況下 造成一些不必要的問題 例如機器出現不排種子和化肥的問題 換句話說就是出現架空驅動排種器以及排肥器的行走輪 導致出現行走輪不轉動的情況 創(chuàng)新之處 該馬鈴薯播種機由機架 開溝器 輸種管 輸肥管 覆土器 種箱 肥箱 排種器以及鎮(zhèn)壓輪構成 在機架的前梁上有上 下懸掛架用于與拖拉機連接 種 肥箱側板固定在機架中間橫梁的上方 前邊為肥箱 后邊為種箱 下邊固定排肥 排種裝置 在肥箱前面有一根安裝開溝器的梁 通過U型螺栓將開溝器的扁鋼鎖住 從而可以調節(jié)開溝深度 開溝器在橫梁上可根據需要進行橫向移動來調節(jié)行距 機架的后梁用來連接鎮(zhèn)壓輪 地輪隨拖拉機前進而轉動 由地輪傳遞動力 在地輪軸的兩端各裝一個傳動鏈輪 通過鏈條將力矩傳給中間傳動鏈輪 再由中間鏈輪將動力傳給排種排肥裝置 通常情況下地輪直徑較大 工作時不易發(fā)生打滑等現象 并且傳動可靠 播種機工作時 拖拉機通過動力輸出軸將動力傳遞給行走輪 行走輪上的主動軸將動力傳遞給中間軸 行走輪隨拖拉機前進而轉動 通過鏈條將動力傳給施肥 播種機構 排出的化肥和種子經輸肥管與輸種管進入開溝器 先后進入開好的地溝中 為了避免燒壞種薯 化肥應位于種子下方5cm處 覆土器進一步覆蓋種溝 鎮(zhèn)壓輪的圓錐滾筒隨即以均勻適當的壓力壓密種床 結論 結論 本設計書較全面的闡述了馬鈴薯播種機的概況和發(fā)展歷程 提出了現時存在的問題 并著重分析了總體結構設計及排種器 開溝器和鎮(zhèn)壓輪的設計思路 提出了馬鈴薯播種機的總體設計方案 馬鈴薯播種機與拖拉機掛接使用 可一次性完成開溝 播種 施肥 鎮(zhèn)壓 覆土等多項工作 開溝器部分的設計通過比較了解多種相關機型 在原有開溝器的基礎上設計了鋤鏟式開溝器 能實現種肥分施 排種器安裝的裝置采用升運鏈式 排肥裝置采用外槽輪式 在拖拉機與馬鈴薯播種機的掛接使用中必須注意整個機組工作時的穩(wěn)定性 以達到機組設計的性能要求 因為直播機是中軸對稱的 所以在穩(wěn)定性的討論中 最重要的是縱向穩(wěn)定性的分析 黑龍江工業(yè)學院 希望各位老師多多批評指正 感謝各位老師 I 小型種薯機的結構設計 馬鈴薯種植機械 摘要 馬鈴薯 也就是我們常說的土豆 作為糧食和農作物之一 是我國非常重要也 是大面積栽培的對象 雖然我國馬鈴薯總產量較大 但是相對于單產量來說卻是很 低 種植方式和機械化水平落后是造成這一原因的兩個主要因素 所以說 提高馬 鈴薯種植的單產量是當前我國面臨的最主要也是刻不容緩的任務 我國馬鈴薯種植機械還處于一個起步初級階段 距離歐美等國家還有很大的差 距 針對這一現象及存在的問題并根據馬鈴薯種子是塊狀型的特點 提出了相應解 決辦法 即本設計采用升運鏈式馬鈴薯播種機 其主要設計結構有 機架 升運鏈 式排種器 外槽輪式排肥器 鏈輪 鎮(zhèn)壓輪 行走輪等 其具有基本結構簡單 工 作可靠 機器使用效率高 對馬鈴薯薯種零危害的優(yōu)點 不論是在國內還是在國外 都正在逐漸得到大量應用 在本次設計中 通過不斷查找資料以及參考大量文獻 為播種機各個結構進行選型并確定參數 計算后最終定型 關鍵詞 播種機 外槽輪式排肥器 除鏟式開溝器 升運鏈式排種器 II Abstract The potato as we often say as one of the food and crops is very important in China and is also the object of extensive cultivation Although the potato production in China is bigger but it is very low relative to the single output The backward planting method and mechanization level are two main factors of this reason Therefore it is the most important and urgent task for China to increase the single output of potato planting Single potato yields can be increased either through improved cropping practices or through increased mechanized planting China s potato planting machinery is still in its infancy far from Europe and the United States and other countries In view of this phenomenon and existing problems and according to the characteristics of potato seeds are lumpy the corresponding solutions are proposed That is this design USES the elevator chain potato seeder Its main design structures are machine frame lifting chain seeding device outside groove wheel type fertilizer discharge device chain wheel pressure wheel walking wheel etc It has the advantages of simple structure reliable work high efficiency and no harm to potato seed Both at home and abroad are gradually being widely used In this design through constant searching of data and referring to a large number of literature the model selection and parameters determination were carried out for each structure of the planter and the final design was finalized after calculation Key words seeder External groove wheel fatter Stripper trencher Elevator chain seeder III 目 錄 摘要 I Abstract II 第 1 章 緒論 1 1 1 課題背景和科學意義 1 1 2 國內外馬鈴薯播種機的發(fā)展現狀 2 1 2 1 國外馬鈴薯播種機的發(fā)展現狀 2 1 2 2 我國馬鈴薯播種機的發(fā)展現狀 2 1 2 3 馬鈴薯播種機的研究內容 4 第 2 章 總體設計 4 2 1 內容設計 5 2 2 方案設計 5 2 2 1 設計原則 5 2 2 2 基本結構 5 2 2 3 工作原理 6 第 3 章 設計計算說明書 7 3 1 升運鏈式播種機主要技術參數 7 3 2 配套動力的選用 7 第 4 章 傳動裝置的設計計算 9 4 1 傳動路線的確定 9 4 2 傳動比的計算 9 第 5 章 機器的選型設計 10 5 1 排種器的選型設計 10 5 1 1 種箱尺寸的確定 10 5 1 2 種箱容積的計算 10 5 1 3 排種器的選型與計算 11 5 1 4 馬鈴薯播種機對排種器的性能要求 11 5 1 5 現有排種器的類型和特點 11 5 1 6 排種器的選型 12 5 1 7 升運鏈相關系數的確定 13 5 2 排肥器的選型設計 14 5 2 1 排肥器的性能要求 14 5 2 2 常用排肥器的種類和特點 14 5 2 3 排肥量的計算 17 5 3 開溝器的選型設計 18 5 3 1 開溝器的性能要求 18 5 3 2 現有開溝器的種類和特點 18 5 3 3 開溝器的選型 19 IV 5 4 4 開溝器結構參數的確定 19 5 4 5 開溝器外形尺寸的確定 20 5 5 輸種管的選型設計 20 5 5 1 輸種管的性能要求 20 5 5 2 輸種管的選型 21 5 5 3 輸種管參數的確定 21 5 6 覆土器的選型設計 22 5 6 1 覆土器的種類和特點 22 5 6 2 覆土器的選型 22 5 6 3 覆土器性能結構參數的確定 22 5 7 鎮(zhèn)壓輪的選型與設計 23 5 7 1 鎮(zhèn)壓輪的使用條件 23 5 7 2 設計要求 24 5 7 3 結構設計 24 5 8 行走輪的選型設計 26 5 8 1 行走輪的設計要求 26 5 8 2 行走輪的結構 26 5 8 3 行走輪的安裝 27 5 8 4 行走輪轉速的計算 27 結論 29 參考文獻 31 致 謝 33 1 第 1 章 緒論 1 1 課題背景和科學意義 馬鈴薯 也就是我們常說的土豆 不但是一種含有淀粉的作物 而且作為糧食 和農作物之一 是我國是非常重要的也是大面積栽培的對象 我國馬鈴薯種植面積 在 2005 年達到了約 7000 萬畝 超越 6300 萬噸的總產量占世界總產量支配的 23 對于馬鈴薯而言 我國已經居于世界第一位的是它的總產量 然而單產量比 力于歐美和澳洲 程度卻不盡人意 例如 中國的單產量在 2003 年達到了 14842 公斤 而世界的均勻度則比 16448 公斤每公頃還要低 并且不到新西蘭這個單產量 最大國家的三分之一 事實也就是說 我國土豆的單產量很低 因而我國目前最重要的工作也是首要 工作 就是進一步增強馬鈴薯的單產量 除了加強機械化生產程度能夠作為進一步 增強馬鈴薯單產量的方法以外 良馬鈴薯的種植模式也是一種有效地措施 提高機械化生產水平是對于提高馬鈴薯單產量的最有效而且最快捷的途徑 截 止到目前來說 在種植馬鈴薯方面 對于機器的機械化或者半機械化的種植方式在 我國只有少數幾個區(qū)域實現了 而我國對于種植馬鈴薯的絕大部分區(qū)域 栽培的程 度一直停留在傳統(tǒng)的方式下 主要依靠人類和動物勞動的傳統(tǒng)耕作方式 從開挖溝 渠到覆蓋土層 整個勞動過程的勞動強度大 生產效率略低 種植成果肯定遠遠不 如機械化種植水平 而且我們的國家土地面積大 面積廣闊 擁有不同的區(qū)域類型 因此對于馬鈴薯播種機來說 我們所需的機器類型也是相對不一樣的 但將來的必 然發(fā)展趨勢就是 機器設計具有較強較廣泛的適應性能來進行播種 不能被忽視的 兩個重要因素分別是播種機普遍性和播種機的通用性 這兩個重要因素可以幫助提 高播種機的性能 這樣我們就可以對播種機進行充分的利用 雖然在目前的情況下 中國在播種機領域我們沒有辦法立刻減小與發(fā)達國家之間的差距 但我國的科研人 員正在努力不斷與之縮小 制約馬鈴薯單產量不斷增大的一個非常重要的因素 就是傳統(tǒng)的馬鈴薯種植方 法 主要展現在以下方面 1 馬鈴薯的質量過低 大部分在中國馬鈴薯種植面積 薯種通常是私人擁有的 不是滅菌后 消毒和其他技術來提高播種質量 所以常常會導致馬鈴薯的產品質量 以及優(yōu)良程度會偏低 2 2 不同種類的馬鈴薯 因為其受不同生長地區(qū)或者不同氣候環(huán)境的影響 往往 需要薯種的類型也是不一樣的 對于這方面而言 我們的研究方案也不能完全滿足 他們的所需所求 因此 在將來我們應該更側重對于馬鈴薯的品種的發(fā)展研究和開 發(fā) 3 主要依靠人與動物的傳統(tǒng)耕作方式 需要大量的工作時間和大量的勞動力 導致工作效率以及馬鈴薯的產率偏低 土壤壓實情況尤其嚴重 對種子的萌發(fā)和生 長是沒有一點好處的 1 2 國內外馬鈴薯播種機的發(fā)展現狀 1 2 1 國外馬鈴薯播種機的發(fā)展現狀 在經歷了世界第二次大戰(zhàn)之后 歐洲及美國等很多發(fā)達國家已經完成了過渡的 現象 而這種過渡指的是由傳統(tǒng)農業(yè)向當代農業(yè)轉換 通過幾十年不間斷的發(fā)展后 農業(yè)機器的機械化發(fā)展程度是相當完美的 也是相當完善的 現在目前的大規(guī)模形 勢是向移動靈敏 智能化 精確定量 簡單便捷以及多功能聯合的方向開發(fā) 在歐洲和美國等大多數發(fā)達國家 經過幾十年不間斷的發(fā)展 馬鈴薯種植機器 在技術水平上的應用已經達到了一個幾乎完美的程度 無論是從工作速度以及生產 效率的方面 還是從工作性能及種子質量的方面來看 通用性和適應性在我國所生 產出的播種機上都具有十分良好的體現 這對降低種子播種率及種子損失率都有較 好的影響 當然對提高單產率更有很大的影響 一些發(fā)達國家對于目前機器的工作原理正在不斷的研發(fā)和更新 盡可能改善機 器的內部結構 還要對機器的使用壽命進行延長 以及對機器的生產成本和維護成 本進行縮減 所以將機器的使用效率提高 以及增強機器的通用性和適應性 這些 都成為我們未來主要的發(fā)展方向和發(fā)展目標 1 2 2 我國馬鈴薯播種機的發(fā)展現狀 在我國 馬鈴薯種植機械仍然處于一個發(fā)展的初級階段 我國應用較廣泛的馬 鈴薯種植機器有如下種類 第一種是 2CML 2 型 這種馬鈴薯種植機器是一種全自 動機械化生產作業(yè)機具 是集開挖溝渠 開播薯種 以及覆蓋土壤功能為一體的農 作物播種機械 在與拖拉機配套作業(yè)時可以一次性完成以上所有的作業(yè) 并且該機 器還具有節(jié)肥省土以及提高我國經濟效益的優(yōu)點 但是本機器也具有不足的地方 3 就是在機器使用一段時間后 鏈輪有被鏈齒磨壞的現象 此外 該播種機的鏈勺與 鏈條之間也有脫落現象產生 第二種為 2BSMX 2 型 這是一種排種器采用升運薯 杯型 排肥器采用外槽輪式的播種機械 此種播種機不但機身體積小而且本身材質 也很輕 并且在與小型拖拉機配套使用時可以一次性完成播種施肥以及鋪膜等作業(yè) 第三種是 2CMF 型 此機器可以一次性完成開溝 播種 施肥 注水 覆土等一系 列任務 并且其在播種過程中可以調節(jié)行距 株距 施肥量等 以便可以更好的完 成播種機的工作 還能提高馬鈴薯的播種效率 從而在根本上解決馬鈴薯單產量低 的問題 隨著近些年來的發(fā)展趨勢 馬鈴薯在我國大部分地區(qū)大量的種植及栽培 中國 在研究和發(fā)展適應性馬鈴薯相關機械上有了非常大的進步 特別在馬鈴薯種植機方 面尤其突出 雖然在我國馬鈴薯種植機的開發(fā)和生產相比歐洲和美國等發(fā)達國家仍 有很大的差距 但在我國研究人員的努力鉆研下 差距正在不斷的減小 現如今我 國也在不斷地應用和推廣各種先進的馬鈴薯種植機 播種機最主要也是最核心的部件仍然是排種裝置 優(yōu)良改進排種裝置以及引進 國外最先進的排種器 對提高機器的使用效率具有非常重要的作用也是最有效的途 徑 我國到今天為止 槽輪式排種器 離心式排種器 各種各樣的圓盤式排種器等 排種器是我國技術人員主要的研究對象 而且中國原始特色的排種器 比如說窩眼 輪式排種器 紋盤式排種器 錐盤式精量排種器已在很多國家得到大范圍的使用 我國目前應用的馬鈴薯播種機器如下圖 1 1 所示 4 圖 1 1 馬鈴薯播種機 1 2 3 馬鈴薯播種機的研究內容 對于馬鈴薯種植機而言 制約播種機效率的難點仍在先進的排種器以及先進的 排種方式等多方面存在 所以 在種子質量和播種方法已經解決的情況下 我國的 首要任務也是至關重要的任務就是研究并開發(fā)相應的播種機器 可以通過研發(fā)以及 優(yōu)化馬鈴薯種植機器的重要組成零部件或者可以在馬鈴薯播種機上安裝可以提高機 器自動化水平的裝置 也可以針對我國不同地域類型生產適合的馬鈴薯播種機 以 上方法就是解決我國馬鈴薯種植機問題的相關對策 以及提高馬鈴薯播種機作業(yè)效 率的方法 很明顯的是 對于種子計量裝置也就是播種器裝置而言 我國應該往空 氣輸送播種計量裝置 孔帶式精密計量裝置 氣動精密計量裝置和翻轉式閥瓣式以 及指夾式計量裝置等方面研究和發(fā)展 新的排種計量原則并且應該廣泛采用和應用 的裝置 包括氣動原理和機械種子計量原理 5 第 2 章 總體設計 2 1 內容 設計 1 該播種設備機具的總體設計 2 該播種設備傳動機構的設計 3 該播種設備開溝裝置的設計 4 該播種設備排種裝置的設計 5 該播種設備輸種管 鎮(zhèn)壓裝置以及行走輪的設計 2 2 方案設計 2 2 1 設計原則 該方案整體采用的是與拖拉機相連接的方法 將拖拉機與開溝裝置 施肥裝置 排種裝置 覆蓋裝置和鎮(zhèn)壓裝置合并在一起 能夠使裝置將開挖溝渠 施用肥料 播種薯塊 覆土蓋土等功能一次性全部完成 能有效地控制工作部件的提升機構和 懸掛機構 也能有效地控制施工過程中的播種深度和運輸過程的通過性 開溝器除 了可以開挖種溝外 還應具有自動包覆土壤的功能 這種功能安排是為了確保在播 種過程中 漏播和重播的機率減少到 5 以下 最后 機器的鎮(zhèn)壓輪則需要顯著的 鎮(zhèn)壓效果 操作后的地面要求呈水平狀的 2 2 2 基本結構 馬鈴薯播種機的主要組成部分有機架 開溝器 輸種管 覆土器 種箱 肥箱 排種器以及鎮(zhèn)壓輪 與拖拉機相連接的是機架前梁上的兩個懸掛架 而中間的框架 的上部與肥料箱的側板固定框相連接 正前方是一個肥箱 后方是一個種箱 底部 與肥料和安排設備是固定的 有一個安裝在肥料箱前的開溝器的梁 用 u 型螺栓平 鎖的螺栓將開瓶器鎖住 它可以調整挖溝深度 橫梁上的開溝器可以根據需要調整 行間距橫向運動 該裝置用于連接鎮(zhèn)壓輪的框架 2 2 3 工作原理 本機與拖拉機的連接方式是通過上下懸掛的方式相連接的 拖拉機前進所產生 的輸出動力用于驅動播種機工作 它的平均運行速度為 1m s 機床的動力源是 拖 6 拉機向前驅動行走輪和輸出功率 拖拉機動力驅動輪旋轉 分別將動力傳給傳動鏈 輪軸的兩端 中間鏈輪和鏈條的扭矩及功率從中間鏈輪一排排的傳給排肥裝置 通 常情況下 為了不出現打滑的現象 并且擁有可靠的傳動系統(tǒng) 我們會選擇直徑較 大的地輪 播種機正常工作時 在拖拉機運行后 行走輪動力將由動力輸出軸傳送 拖拉 機驅動中間軸齒輪傳動軸動力 動力產生的運動的旋轉輪由拖拉機向前帶動其運動 而施肥 播種機構由鏈傳動機構傳動 經過輸肥管與輸種管將排出的化肥和種子一 并帶入開溝器 先后進入開好的地溝中 為了避免在這種操作下薯種被焚燒 應該 先施肥后播種 也就是說 肥料應該位于約 5 厘米的種子下面 然后再進一步被覆 土器的土壤覆蓋 而后鎮(zhèn)壓輪的圓錐滾筒立即均勻壓密種床 7 第 3 章 設計計算說明書 3 1 馬鈴薯播種機主要技術參數 1 外形尺寸 長 寬 高 1460mm 1200mm 940mm 2 配套動力 10 千瓦 3 生產效率 12acre h 4 工作幅寬 1300mm 5 播種方式 平播 6 播種深度范圍 65 155mm 7 作業(yè)行數 雙行 8 作業(yè)時行距 500mm 9 行走輪最大直徑 500mm 10 作業(yè)速度 1m s 11 傳動形式 鏈傳動 12 排種器選型 升運鏈式排種器 13 排肥器選型 外槽輪式排肥器 14 鎮(zhèn)壓輪選型 復合圓錐式鎮(zhèn)壓輪 15 覆土器形式 拖環(huán)式覆土器 16 土壤工作部件 鋤鏟式開溝器 17 種箱最大容積 30L 3 2 配套動力的選用 根據我國目前對馬鈴薯播種機實際情況的掌握 以及對拖拉機模型和機組耗電 量的初步結果的判斷 擬選擇使用東風 200 型拖拉機的拖拉機模型或與之動力非 常接近的拖拉機 拖拉機主要參數如下 外形尺寸 cm 2950 1250 1980 功率 KW 13 16 馬力 額定轉速 r min 750 驅動型式 前輪驅動 8 離合器形式 干式 雙片 制動器 環(huán)狀內脹式 發(fā)動機與離合 V 帶 理論上此款拖拉機前進速度 km h 如表 3 1 所示 表 3 1 前進速度 前進 1 25 1 67 3 07 5 38 6 47 8 65 15 91 27 86 理論速度 km h 后退 1 46 7 59 9 第 4 章 傳動裝置的設計計算 4 1 傳動路線的確定 在不影響拖拉機正常工作的前提下 機器的傳動路線需要還能保證對于總體傳 動的可靠性 整個機器的傳輸路線是根據整體機械的結構以及拖拉機的一般位置來 確定 使機器工作需要的開溝 播種 施肥和鎮(zhèn)壓等作業(yè)步驟 可以一個接一個地 在馬鈴薯種植機工作過程中實現 通過參照并研究有關機器的類型 把傳動路線將它分成兩條不同的路線 第一 種是 行走輪通過拖拉機前進而帶動其轉動 動力由中間軸通過鏈傳動傳遞 第二 種則是 中間軸轉動從而達到驅動排種機構和肥料機構的軸的目的 并由中間軸驅 動 使得動鏈輪和排肥槽輪在中間軸驅動下轉動 4 2 傳動比的計算 將行走輪行駛的平均速度取值為 3 6km h 也就等于是 1m s 已知行走輪的正 常直徑是 500mm 從而通過公式 4 1 計算可以得到行走輪軸的勻速轉速 1n 4 dvn 1 1 式中 v 行走輪在工作行駛過程中的平均速度 d 行走輪的最大直徑 經計算得 通過設計要求可知 中間軸的平均線速度應該等于行走min 381r 輪軸的轉速 所以兩個軸之間的傳動比率是 1 中間軸轉速 38r min 中間軸驅動輪 上安裝有排種器的主動輪 所以速度也 38r min 排種裝置上的垂直的上下鏈輪 在工作的過程中 需要工作順利 所以他們沒有太大之間的速度差異 鏈勺速度要 求不超過 0 5m s 所以得到最好的速度是 0 5m s 如果速度降低到 0 25m s 左右 同樣也應該使種植距離減少 2 倍才能使效率不受影響 然后與鏈輪的需求相結合 最終選擇了排種器裝置 兩種鏈輪的比例為 1 12 10 第 5 章 機器的選型設計 5 1 排種器的選型設計 5 1 1 種箱尺寸的確定 需要一個足夠大容量的種箱來進行播種 所以通常需要直接把種子種在地里 以減少加種的次數 但是 為了不會產生增加機構的重量的后果 所選擇的種箱的 容量和容積都不能太大 因為如果選擇種箱容積過大 不僅影響了播種機的穩(wěn)定性 而且影響了機組的縱向移動 該種箱必須確保種子的自然靜息角小于箱壁的傾角 以確保種子能順利地從播種裝置中滑出 通常兩個薯種塊的自然休止角 大約在 24 和 34 之間 在這里我們選擇 應為 30 也就是 30 除此之外 此外 這些 盒子應該耐用 輕便 堅固 并且應該防水和防潮 很容易添加種子 清除種子和 種子 所以這臺機器選擇的盒子形狀是錐形的 小直徑的下顎 大直徑的上嘴 并 且上端有保護的保護罩 5 1 2 種箱容積的計算 行間距 株距 播種量和播種距離的值決定了種箱容量的大小 根據以前所做 實驗結論得出 播種機在工作時不適合將種子箱內的薯種全部播種 為了避免種箱 內因種子過少 而對播種的質量產生影響 應該將種子余量至少保留 10 需要先 前設定 1000m 為該地塊的長度 D 的值 播種機每加一次種子都會往返行走一次 它的種箱容積 V 可以用公式 5 1 來確定 5 rLBNV67 max 1 式中 L 種子所能裝滿一個種箱并且播種行走的最遠距離 最小值等于一次往返的 距離 它的長度至少等于地塊長度的兩倍 取 L 2000m B 工作時所能播種最大值時所取的幅寬 m 此處取 B 1100m 在單位面積內播種量的最大值 并且將 120mm 設置為薯種maxN 2 hmkg 之間的株距 則在每 100m 內都需要播大約為 833 個種子 每個種子的質量大約為 11 50g 所以可以算出 kgN65 41max r 種子在單位容積下的質量 km min 單位容積為 125 個馬鈴薯品種 大小 為 20mm 20mm 20mm 每個土豆種子的平均重量為 55g 數值約為 7 50kg L 取 5 7 68 41 10 20max rNBL 代入公式 5 1 得 V 20 8476 L 設計值通常比實際情況小一些 所以這個設計所選的體積是 30 升 5 1 3 排種器的選型與計算 對于馬鈴薯種植機來說 最重要也是最核心的部件就是排種器裝置 因為它的 優(yōu)點和播種機播種性能的缺點之間的關系是直接互相影響的 因此 對馬鈴薯播種 器具有相當高的要求 5 1 4 馬鈴薯播種機對排種器的性能要求 1 對于排種器的排種均勻性和排種的穩(wěn)定性 應該是更加優(yōu)化更加完善的 因為排種器的排種均勻性和穩(wěn)定性能夠使機器均勻 連續(xù)作業(yè) 并且能夠在不同的 外部環(huán)境下工作 還能保持均勻性排種 播種數量穩(wěn)定 2 為了使種薯機的播量調節(jié)范圍大 應具有較強的普遍性以及適應性 3 種子的損傷率不宜過大 一般 3 是其最大值 4 基本構造簡單 操作便捷 任務牢靠 比較容易制造和后期保養(yǎng) 也易 于調整 5 種子的泄漏率和再播率要求不能大于 3 5 1 5 現有排種器的類型和特點 在農業(yè)上有各種各樣的條播種子類型 大體上分為三種 撒播排種器 條播排 種器和點播排種器 條播排種器是將種子按要求播到線即可 但是對于行距 播 2 種深度和播量是根據需求而定的 一般對種子間距是沒有要求的 只需要注意種子 的刻粒數以及某些長度段的距離 而外槽輪式 內槽輪式 磨紋盤式 錐面型孔式 擺桿式 離心式 匙式及刷式等播種器類型是我們在播種農業(yè)時使用的 3 其中 被最廣泛使用的排肥器是外槽輪式排肥器 它的組成部分有一個排種箱 一個排種軸 一個外槽輪 一個阻塞輪 一個花型擋板環(huán)和一個清種舌 種子箱下 12 面放置著排種裝置 種子通過盒子底部流入盒內 采用外槽輪和花型擋環(huán)來防止當 該排輪旋轉時種子從槽車的兩側伸出 雖然計量裝置結構簡單 容易制造 易于使 用 通用性能好和廣泛適應性的性能 和世界一直是標準化的 但其局限性也存在 不容忽視 由于馬鈴薯塊莖 種子槽輪計量 不做類型的泄漏率和種子的破損率 也不能增加穩(wěn)定性的播種 所以你需要選擇一個設備 使其結構更簡單 更有效率 在所有可能的比較中 如夾鉗式 外槽輪 車輪等 最終決定選擇了由發(fā)達國家 如美國 日本等發(fā)達國家 開發(fā)的升運鏈式排種器 5 1 6 排種器的選型 1 升運鏈式排種器的選型及結構 由于馬鈴薯薯種為塊狀的這一特點 所以馬鈴薯種植機排種器類型選擇為單排 式升運鏈式排種器 其結構如圖 5 1 所示 圖 5 1 升運鏈式排種器 2 工作原理 隨著播種機在外力的作用下前進 從而帶動行走輪轉動 行走輪上的軸的小鏈 輪用來傳遞力量 通過中間的軸功率 電梯鏈鏈輪從小型旋轉驅動以一定的速度上 升 并固定在電梯鏈帶動取薯勺舀一塊馬鈴薯種塊 并通過鏈輪和輸種管以及輸肥 管會被輸送到排種箱 排肥箱 然后進入開溝器 最后先后進入開好的地溝中 從 13 而實現整個種植過程 3 升運鏈式排種器工作性能的結構參數 根據參考有關的文獻作品和馬鈴薯播種機的設計要求 主要有以下構造參數 取薯勺平均速度 v 機器作業(yè)時的速度與取薯勺運動的線速度成正比 試驗 表明 若取薯勺速度大于 0 5m s 時 作業(yè)質量則顯著變差 播種的漏播率也會大 幅度增加 因此鏈輪最高作業(yè)速度的線速度應該小于 0 5m s 鏈條的工作長度 L 鏈條的長度太長 會導致兩個鏈輪之間的中心距離增 加 也會增加傳動的距離 而鏈條長度太短 如果要給薯種塊做緩沖就會太遲了 因為被舀起來的薯種塊會從勺子里掉下來 從而使排種的均勻性大大降低 取薯勺的形狀與大小 對于馬鈴薯種塊來說 單邊尺寸的大小應為 20mm 這也是為了薯種塊在升運的過程中盡量不要出現滑落的情況 也就是說 取薯勺需 要背面光滑流暢 不能傷到薯種 還要求取薯勺質量要輕巧 因此取薯勺都是用鐵 皮沖壓而成 它的厚度大約為 1 2mm 5 1 7 升運鏈相關系數的確定 1 最開始將理論株距設定為 120mm 因此所需要播種的個數 n 也就是在 行走輪轉動一圈后的個數 n 可以通過公式 5 2 計算得到 5 2 10DL 式中 L 行走輪的周長 D 行走輪的最大直徑 通過已經得到的數據 D 0 5m 可知 算得 n 13 個 2 取薯勺之間的間距即株距 B 此次設計選擇類型為 16A 的滾子鏈 其鏈條節(jié)距大小為 P 26 8mm 長度略微 為 2 54m 鏈條大約以 0 28m s 的速度 也是最大速度 0 5m s 的 0 54 倍 因此 為 了滿足馬鈴薯種塊在播種過程中的需求 可以通過縮小種植距離來調整 應該減少 種植距離的 0 54 倍 再根據節(jié)距和鏈的長度進行進一步調整 經計算共有 88 節(jié)的 整個鏈條 為了使效果達到最好 需要 24 個取薯勺 所以 16 個取薯勺由四個環(huán)節(jié) 組成 其余 8 個由三個環(huán)節(jié)組成 因此 每個取薯勺之間的平均距離是 14 B 88 24 25 4 即約等于 93mm 此結果也就是所說的株距 這可以保證有足夠的 空間來克服種子不填充的情況 3 取薯勺尺寸的確定 通過馬鈴薯種塊在取薯勺內的受力情況的分析 以及查閱相關取薯勺的資料 要求取薯勺的寬度要在種子長度的 0 5 倍和種子厚度的 1 5 倍之間 因為種子的尺寸是 20mm 20mm 20mm 所以取薯勺的寬度應該是 20 1 5mm 30mm 同時 為了給馬鈴薯種子留出足夠的時間和空間 取薯勺的長 度必須是塊長度的 2 倍 所以長度至少是 20mm 2 40mm 距離是 45mm 通過 研究 農業(yè)機械設計手冊 已知的一種自然角度的靜止角一般為 35 因此自 然休止角應該略大于其取薯勺內的角度 這里也取 35 5 2 排肥器的選型設計 5 2 1 排肥器的性能要求 馬鈴薯作為我國第四大糧食產業(yè) 它的產量與我國糧食安全有密切的聯系 不 僅如此 對于農作物本身來說 適宜程度下的施肥量對馬鈴薯的單產量以及生態(tài)環(huán) 境有非常大的影響 因此 要針對我國馬鈴薯種植機對于傳統(tǒng)意義上施肥裝置施肥 不均勻 施肥量不充足 容易產生堵塞等情況 應該注意以下要求 1 機器運行過程中肥料的用量應該均勻穩(wěn)定 不受肥料箱中肥料用量多少 地形坡度和前進速度大小的影響 2 具有良好的通用性和多種肥料 除了顆粒狀的化學肥料和復合顆粒肥料 外 還可用于肥料的流動性 3 肥料的調節(jié)應保證肥料的穩(wěn)定性和準確性 調整施肥范圍 以滿足不同 肥料品種和不同作物的施用要求 4 對于排肥器與所有肥料接觸的機構和零件 材料制作最好采用防腐技術 5 2 2 常用排肥器的種類和特點 常用的化肥排肥器有以下幾種類型 1 外槽輪式排肥器 可以在排種盒內隨著排種軸而進行左右移動的有旋轉槽輪和非旋轉的阻塞套筒 15 所以他們可以通過改變溝槽的長度來調整肥料的用量 它可以被一個齒輪取代 槽 輪的齒數要比淺盤的小得多 1 卡箍 2 軸銷 3 排肥輪槽 4 排肥輪擋圈 5 阻塞套 6 排肥軸 7 排肥舌軸 8 排肥盒 9 排肥舌 圖 5 2 移動式外槽輪排肥器 2 星輪式排肥器 在工作中 這種肥料通過旋轉的星形齒輪的力量被擠出 為了消除肥料負荷和 錐齒輪的軸向力 常用兩個星輪對轉的方法 而為了消除殘留下來的化肥 通常在 該排肥器的肥箱底部裝有活頁式鉸鏈 可以通過調節(jié)手柄來改變排肥量活門的開度 從而來實現排肥量的調節(jié) 16 圖 5 3 星輪式排肥器 3 螺旋式排肥器 顧名思義 在螺旋式排肥器中排肥螺旋就是其最主要的工作部件 通過螺旋 回轉 將肥料準確無誤的導入排肥管就是它的主要工作 4 攪撥輪式排肥器 這種排肥器被稱為是一種通用型排肥器 碳酸氫銨的高含水量可以有效地消除 肥料的 負荷 是一個突出的特點 而清肥不便則是它的缺點 圖 5 4 攪撥輪式排肥器 5 振動式排肥器 由于震動關系 排肥量的穩(wěn)定性和均勻性的好壞與肥料排量的多少是受外界因 17 素不斷變化的 尤其是受肥箱內肥料多少 肥料密度 粘結力等的影響較大 在馬鈴薯種植過程中 不同的分布裝置往往與不同種類的肥料配合在一起使用 化肥一般選用硫酸銨顆?；蛄姿徜@肥 因為我們選擇種植馬鈴薯的肥料含水率都不 到 1 通過對上述的比較和馬鈴薯施肥的要求 本設計決定選擇一個移動式外部 槽輪排種器 這種排肥裝置的優(yōu)點是可以用齒輪代替原來的槽輪 工作原理與槽輪相同 槽 輪分布一般用于顆粒式肥料的排放 因為它具有良好的流動性 較強的穩(wěn)定性和分 布的均勻性 但也有缺點 是排非流動性的化肥是不能使用它的 5 2 3 排肥量的計算 排肥器的排肥量是可以通過手動調節(jié)外部調節(jié)手柄來控制的 改變施肥手柄 從而改變排肥槽內槽輪的有效長度 達到控制排肥量的目的 槽輪的有效長度越長 排肥量越大 反之 槽輪的有效長度越短 排肥量越小 可以通過公式 5 3 計算外槽輪排肥器的排肥量 5 3 tfadLrQq0 式中 d 外槽輪的最大直徑 d 取 46mm L 外槽輪的有效最大長度 L 取 134mm r 所施肥料的密度 磷酸二銨是其經常施用的化肥 密度為 793g L 肥料自上而下完全充滿槽內時的系數 一般取 0 80a 單個凹槽的截面積 通過實驗計算選取gf 258 67mfg t 槽輪凹槽節(jié)距 通過計算得到 zdt421 帶動層特性系數 這里取 0 55 經計算得 這里取 7kg acre acrekQ 5 6 5 3 開溝器的選型設計 5 3 1 開溝器的性能要求 開溝器作為馬鈴薯播種機上最重要的零部件之一 它具有開挖溝渠 整理種床 18 自動覆土和導入種子及肥料入土的功能 因為影響播種質量和種子發(fā)芽生長的主要 條件 就是開溝器工作性能的好壞 因此 開溝器應滿足如下條件 1 開溝要一直保持在同一水平線上 深度和淺度也要一致 而幅寬更要大 小適中 溝底平坦整齊 并且具有一定的自動覆土功能也是開溝器需要滿足的 2 具有較好的入土性能 可以達到無積土 無植被纏繞 無封堵機 低阻 力 工作可靠的條件 3 為了滿足農業(yè)技術要求 并且要使種子全部落入開好的地溝中 應該掌 握好行內種子分布的范圍和均勻度 5 3 2 現有開溝器的種類和特點 根據開溝器的入土角值的大小的不同 把開溝器的種類分為銳角型開溝器和鈍 角型開溝器兩種 常見開溝器有以下幾種 1 鋤鏟式開溝器 開溝器類型屬于銳角型開溝器 在機器正常工作時 開 溝器隨著播種機的前進而前進 開溝器的鏟子在力的作用下使土壤膨脹 土壤受擠 壓而在鏟子兩側分開 開溝器離開后 溝壁上的土壤自行下落覆蓋住種子本身 而 結構便捷簡單 擁有較強的入土掘進能力以及工作阻力小就是此款開溝器的優(yōu)點 其中取值為 a 3 6 厘米 R 30 65 牛 個 但是此款開溝器極易造成堆積泥土 纏 繞植被 干濕土混雜 播深不穩(wěn)的現象 2 雙圓盤開溝器 開溝器的類型是鈍角 他的主要部件是一對平面磁盤 溝渠 圓盤軸和分散的板 工作 兩個圓盤在力的作用下 向前滾動 在前一點 稱為一個聚點 的底部使用兩個圓盤 稱為聚點 由接觸角形成 擠壓你的土壤到 側面 中間產生的凹凸尖槽 和溝的溝底呈 形 種子和肥料被種子和肥料掉到溝w 底 他有平滑的工作 整齊的排 不受干擾的土壤 能折斷草的能力 但是此款開 溝器的缺點是結構本身復雜 外形尺寸大 工作阻力也大 其中取值為 a 5 9 厘米 R 70 150 牛 個 3 芯鏵式開溝器 開溝器類型屬于銳角型 此款開溝器主要零件就是芯鏵 芯鏵的主要作用就是在工作時進行入土開溝 種溝是由兩個芯鏵側板向兩側分播土 壤而形成的 其優(yōu)點是開溝寬度大 具有良好的入土性能 但缺點是工作阻力較大 其中 a 6 12 厘米 R 200 800 牛 個 19 5 3 3 開溝器的選型 在新耕地上工作時 通常都會選用馬鈴薯播種機來進行播種 對于開溝器來說 新耕地上的雜草和植物殘渣并沒有太大的影響 而且出現纏繞機器和堵塞機器的幾 率都會減小到 3 以下 再考慮到開溝器的性能和經濟方面等因素 鋤鏟式開溝器 是本次設計優(yōu)先選取的 鋤鏟式開溝器的組成部分有翼鏟 滾筒本身以及深淺調節(jié) 扁鋼 其優(yōu)點是 1 開溝深度較大 2 開出的地溝不但平坦 而且開闊 3 機器結構輕巧簡單 易于維修與保養(yǎng) 5 4 4 開溝器結構參數的確定 1 入土角 的確定 對于開溝器來說 選擇入土角 時 值選的過大 開溝器工作時就會導致土壤 整體向上移動 從而就會抬高土壤層的高度 并可能會使之混亂在一起 同時還會 使工作阻力大大加強 如果在選擇入土角時值選取得過小 則過小的入土角將會減 弱刃部強度 通常情況下 入土角的取值范圍應該在大于 20 而小于 45 也就 是在 20 到 45 之間 為了使入土能力得到保證 因此入土角不應該取得過小 這里將入土角取為 35 2 切土角 的確定 而對于切土角來說 值過大 土壤易向兩側推開 造成土壤外翻的情況 影響 了覆土性能的好壞 同樣值也不能過小 太小的值將使鏟面的高度受到嚴重影響 在普遍的情況下 的值大約選取在 20 到 30 之間 特殊情況下可以取得小一點 這里 30 3 鏟翼張角 的確定 張角值過大就會直接導致翼鏟增大 使得雜草沿刃口滑過變得很困難 容易發(fā) 生纏繞草木 堆積泥土 泥土堵塞等現象 值過小也會導致翼鏟切斷草根的能力減 弱 為使沿著翼鏟刃緣向后滑切雜草 張角值一般應該取值在 73 到 87 之間 這 里取 80 5 4 5 開溝器外形尺寸的確定 我國現有開溝器如下圖 5 5 所示 20 圖 5 5 開溝器實物圖 根據查找相關資料及對實物圖的觀察 數據取值如下 調節(jié)扁鋼尺寸為 50mm 30mm 開溝器體尺寸 長 寬 高 175mm 125mm 535mm 5 5 輸種管的選型設計 5 5 1 輸種管的性能要求 排種器排出的種子可以直接進入到地溝中 種子可以很容易地落在溝槽中 這 是輸種管的主要功能 對播種的平均性有非常大的影響 該植物的馬鈴薯種植機的 要求是 1 減小對種子流的干擾 能保證種子能自由流動 不會使輸種管的排種均 勻性大大降低 2 具有良好的伸縮性并能隨意纏繞彎曲 并且能夠完全適應開溝器的升降 和調節(jié) 輸種管一般要求在排種器上的鉸鏈能夠向各個方向擺動的同時 也能夠不 影響種子的通過率 3 理應具備相當的伸縮常量 彈性要求以及彎曲度的要求 并且要有較強 的耐腐蝕性 除此以外圓度也是需要具備的條件之一 因為不能在外力的作用下使 之變癟 4 為了做到利于輸種管的制造和后期維修 需要它的結構簡單易于拆卸 21 5 5 2 輸種管的選型 在本次設計中 馬鈴薯薯種的形狀大小和對導種管的要求 是首先要考慮到的 問題 螺旋骨架型塑料管是本次設計選用到的 這種輸種管的制作過程需要以下三個步驟 第一步 用厚度大約為 1mm 的鋼 絲或尼龍絲作出骨架的形狀 第二步 纏繞外敷塑料薄膜 第三步 加熱 這種制 作出來的輸種管不但內壁光滑 而且具有結構簡單 重量輕巧 靈活彎曲 耐腐蝕 等優(yōu)點 如下圖 5 6 所示 圖 5 6 輸種管 5 5 3 輸種管參數的確定 1 輸種管的直徑 按照農作物馬鈴薯的最大播種量和種子物理性能的的優(yōu)良 例如種塊的外形尺 寸大小 種塊與輸種管壁的摩擦系數等 從而加以確定輸種管的最小直徑 種子在 輸種管內自由降落時的擴散范圍應與輸種管的最小直徑相適應 根據以前的實驗數 據來說 尺寸集中在 20mm 范圍以內的有三分之二的馬鈴薯單邊種子 因此輸種管 的最小直徑大約為 26mm 最大直徑約為 40mm 2 輸種管的傾斜度與長度 輸種管傾斜度和長度的最終取值需要根據不同類型播種機的結構需要 排種器 的特點以及對種子落到地溝底部的要求進一步確定 一般情況下 橡膠輸種管的傾斜角取值為 45 則長度可通過下列公式進行計 22 算 5 4 sin HL 式中 H 垂直距離 種子從排種口下落到開溝器接種口的最大距離 輸種管所受的最大傾斜角度數 算得 L 的值為 235mm 5 6 覆土器的選型設計 5 6 1 覆土器的種類和特點 播種機上常用的覆土器的種類 分別有鏈環(huán)式 彈齒式 爪盤式 圓盤式 刮 板式等 其中全幅覆蓋的有鏈環(huán)式 彈齒式 爪板式三種 行距較窄的谷物條播機是近些年來我國最常用的 而用于行距較寬 所需大量 覆土 要求嚴密覆土 并有一定起壟作用的中耕作物播種機則適用于圓盤式和刮板 式覆土器 5 6 2 覆土器的選型 考慮開溝器方面以及本機結構的設計 決定選用拖環(huán)式覆土器 此種覆土器是 由幾節(jié)鐵鏈和一兩個鐵環(huán)串聯而成 這種覆土器適用于覆土較淺的地面 但并沒有 鎮(zhèn)壓的功能 5 6 3 覆土器性能結構參數的確定 拖環(huán)最大直徑 D 280mm 鏈環(huán)長度 L 15mm 兩環(huán)間距離 h 130mm 掛鉤有效直徑 d 20mm 整個部件有效工作高度 H 385mm 可調 其結構如圖 5 7 所示 23 圖 5 7 拖環(huán)式覆土器 我國現有播種機常用覆土器實物圖如下圖 5 8 所示 圖 5 8 覆土器 5 7 鎮(zhèn)壓輪的選型與設計 5 7 1 鎮(zhèn)壓輪的使用條件 為了更加緊密并充分的能使種子與濕土壤接觸 將鎮(zhèn)壓輪采取鎮(zhèn)壓作用 這樣 不但有利于種子的發(fā)芽和生長并能減少水分的蒸發(fā) 而且還有利于保持土壤的有一 定的水分 利于農作物的生長發(fā)育 還可以增強土壤毛細管水的作用 根據土壤性 質 水分 密度和作物的要求 決定了鎮(zhèn)壓輪對土壤壓強的大小 一般大于 30kPa 24 而小于 50kPa 而其自身的重量和作用在它上面的附加重量則決定了鎮(zhèn)壓輪的壓力 大小 對于土壤的容積來說 壓緊后的值一般為 8 1 2g cm 5 7 2 設計要求 1 具有靈活的轉動能力 2 具有可調節(jié)的鎮(zhèn)壓能力 3 鎮(zhèn)壓后土地表面不會產生鱗狀的裂紋 4 不堆積泥土 不纏繞草木 5 7 3 結構設計 在如今現有的馬鈴薯播種機中 對于鎮(zhèn)壓輪一般采用常規(guī)式的鎮(zhèn)壓輪 因為其 具有質量輕巧 結構簡便 壓而不實的優(yōu)點 能夠直接使種植作業(yè)的質量受到影響 此次設計選取圓錐式凹型鎮(zhèn)壓輪 此種鎮(zhèn)壓輪的優(yōu)點是鎮(zhèn)壓效果好 有利于抗寒保 暖并且防止水分流失 還能促進種子早期出苗而且對幼苗的生長發(fā)育也有很大的促 進作用 為了使鎮(zhèn)壓輪在正常運轉時 還要避免工作中出現滑行移動與堆積泥土 的現象 則要使鎮(zhèn)壓輪的直徑應該滿足以下公式 5 5 DWST 2max 因為 則QfS max 5 2QfT 6 式中 附著力最大取值 這里為土壤對鎮(zhèn)壓輪表面的附著力 maxS Q 鎮(zhèn)壓輪在力的作用下所受負荷大小 f 附著系數 這里為土壤對鎮(zhèn)壓輪表面的附著系數 查表可知 f 一般取 0 4 到 0 5 之間 摩擦力矩TW D 鎮(zhèn)壓輪最大直徑 25 以上面公式可以看出 必須要用足夠的力來帶動鎮(zhèn)壓輪 并使之正常運轉 車 輪的材料和土壤的狀況決定了土壤對鎮(zhèn)壓輪的附著系數 f 而在一般情況下 f 是一 個常量 為了提高土壤對輪緣的粘附力 鎮(zhèn)壓輪載荷可能會增加 但增加的鎮(zhèn)壓輪 載荷 將增加輪子的下陷程度使沉沒車輪 驅動車輪的阻力增加 與此同時 還可 使土壤壓實程度增加 導致對種子萌發(fā)產生不利的影響 因此 減少套筒中產生的 摩擦扭矩是我們可以選擇的最佳方式 這就需要使用滾動軸承 因為軸套中產生的 摩擦扭矩較小 還可以增加輪子的直徑 以方便鎮(zhèn)壓輪的正常運行 經過精密的分析和大量的計算后 鎮(zhèn)壓輪的直徑 D 以及鎮(zhèn)壓輪的寬度 H 分別 取值為 D 400mm H 120mm 鎮(zhèn)壓輪的構造簡圖如上圖 5 9 所示 圖 5 9 鎮(zhèn)壓輪裝置 26 5 8 行走輪的選型設計 5 8 1 行走輪的設計要求 由于行走輪不僅是排種 排肥的主動輪 而且還起限制深度的作用 因而在設 計過程中 應該從以下幾個方面著手 1 具備了較高的剛度以及強度等機械性能 2 要減小滑移系數從而提高播種的均勻性 一般值要小于 10 3 較強的適應能力能夠適應地表不平性 避免在遇到高低不平的地面的情 況下 造成一些不必要的問題 例如機器出現不排種子和化肥的問題 換句話說就 是出現架空驅動排種器以及排肥器的行走輪 導致出現行走輪不轉動的情況 5 8 2 行走輪的結構 1 一般來說 隨著行走輪的直徑變大 轉動也就越容易 滑移比值越小 直徑越大 排種越均勻 本次設計為了協(xié)調機具空間面積與行走輪的大小 特將其 直徑 也就是其行走輪圈外徑設計為 550mm 寬度為 90mm 2 這一綜合考慮 是為提高其入土壤性能和土壤去除性能 也就是入土性 能及脫土性能 并設計參考相關的機具 其結構如圖 5 10 所示 圖 5 10 行走輪 27 5 8 3 行走輪的安裝 如上圖 5 10 所示 將行走輪分別安裝在行走輪軸上 而行走輪兩端分別緊挨 著鏈輪 兩輪間的長度應為 400mm 5 8 4 行走輪轉速的計算 按照設計要求并且參照有關資料可以知道 該播種機的生產率大約為 3 2 4 1hm2 h 幅寬 1100mm 因而 機器向前移動的平均速度 V 為 smbsV 21 790365 10 4 則取平均速度為 v 1m s 按照配套拖拉機的結構尺寸和常用播種機的行走輪 大小 取行走輪直徑為 500mm 有 5 7 rnv602 式中 v 行走輪軸的轉速 m s 行走輪軸的角轉速 rad s n 行走輪的轉速 r s 由公式 5 7 得 n 38r min r 行走輪的半徑 m 28 29 結 論 隨著近些年來的發(fā)展趨勢 馬鈴薯在我國大部分地區(qū)大量的種植及栽培 中國 在研究和發(fā)展適應性馬鈴薯相關機械上有了非常大的進步 在馬鈴薯種植機方面尤 其突出 雖然在我國馬鈴薯種植機的開發(fā)和生產相比歐洲和美國等發(fā)達國家仍有很 大差距 但在我國研究人員努力鉆研下 差距正在不斷減小 針對這一現象及存在 的問題并根據馬鈴薯種子是塊狀型特點 提出了相應解決辦法 即本設計采用升運 鏈式馬鈴薯播種機并得出如下結論 1 設計文檔全方位論述了馬鈴薯播種機國內外現狀和發(fā)展歷程 提出了當前情 況下存在的問題 并著重刨析了總體構造設計和計量裝置也就是排種器以及鎮(zhèn)壓輪 的設計思路 提出了馬鈴薯種植機總體設計計劃及研究方案 2 馬鈴薯種植機與牽引車也就是與拖拉機相連 可用于開溝 播種 施肥 粉 碎 覆蓋土壤 3 拖拉機和馬鈴薯播種機使用過程中必須注意整個機器的穩(wěn)定性 也是工作機 器為了達到使用性能要求的設計 由于生活中我們常見機器一般都是軸對稱 所以 在穩(wěn)定性討論中 最重要的是縱向穩(wěn)定性的分析和確定 4 通過比較各種相關模型 設計了挖溝部分設計 在原有開溝器的基礎上 設 計出一種可實現一種肥料應用的鋤鏟式開溝器 5 排種器安裝裝置采用升運鏈式 排肥裝置采用外槽輪式 30 建 議 1 在這次試驗設計過程中 由于我們沒有充足的掌握實際理論知識 所以在一 些設計需要上往往浪費了很長的時間和精力 但是結果也并不是很理想 如單元驅 動的分析做得不夠 所以要想進一步提高馬鈴薯播種機的性能 我們需要加強研 究和設計理論的基礎 2 由于在條件的限制下 并沒有實際參考的機器類型 所以只能通過平面設計 結合自己的想法來進行計算 因此有些數據只能大致估計 如計量箱的結構體型 即 機器的結構形狀 應力分布和性能指標并不是能很準確的確定下來 3 在傳動裝置的設計過程中 利用了很多傳統(tǒng)的設計方法 其中除了有軟件可 以使用外 還可以使用機械設計手冊等 但是希望能在未來的學習生活中 可以使 用一些現代設計方法來優(yōu)化設計 使機器的性能更穩(wěn)定 4 在做此次設計時 我們需要將一些理論知識與實踐內容充分相結合 參照一 些具有參考價值的實用模型 5 應該盡自己所能努力完成自己的畢業(yè)設計 充分認知設計的目的并且深度研 究它的要求 合理并且優(yōu)化時間的安排 制訂確切并合理的時間表 按表執(zhí)行 我 們還應該參考各種文獻和實際相關的模型 分解并解決設計中存在的問題 爭取在 自己能力范圍內做到最好 6 在此次設計實驗中 沒有合理的安排設計流程以及論文布局的布置 所以出 現了有時間不充裕的現象 經過了這次的經驗教訓 我一定會在以后的工作和生活 中安排好每件事情的流程并且優(yōu)化自己的時間和工作進度 31 參考文獻 1 劉權威 吳建民 馬鈴薯播種機研究現狀 甘肅農業(yè)大學工學院 蘭州 730070 2 程興田 播種機械的現狀及發(fā)展前景 農機與食品機械 1999 6 3 國委文 播種機的現狀及發(fā)展趨勢 農業(yè)機械化與電氣化 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