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甜菜起拔機的設計 王欽峰 1 李傳峰 1 1 塔里木大學機械電氣化工程學院 阿拉爾 843300 摘要 我國甜菜收獲方式主要以人工為主 機械為輔 用工量大 成本高 產量低 效益差 這些制約了 國內甜菜業(yè)生產機械化的發(fā)展 因此無論從成本 經濟效益或從不誤農時解決秋收勞力緊張及甜菜收獲質 量 提高農工生產甜菜積極性等方面來說 甜菜收獲機械化都是迫切需要解決的問題 目前 甜菜機械化 收獲方法分為聯(lián)合收獲 兩段法 三段法 聯(lián)合收獲是用一臺機器或機組在一次作業(yè)過程中 完成甜菜收 獲過程的各主要作業(yè)工序 生產率高 勞動強度低 但機器結構復雜 成本高 使用水平要求高 只在大 面積收獲時 才能收到經濟效果 二段法 三段法收獲 機具結構簡單 成本低 且勞動強度不大 生產 率也很高 在不完全配套的情況下分段收獲機具可以單獨使用 完成甜菜收獲過程中相應的作業(yè)工序 我 所設計的甜菜收獲機是用于分段收獲的配套機具之一 主要用于挖掘收獲經切纓機切削清理過葉纓的甜菜 該機用于甜菜兩段式收獲工藝 一次性完成甜菜挖掘 將挖掘出的甜菜塊根初步清理后集成堆堆放 以便 于人工進行輔助清理 本次設計主要的機構有挖掘裝置和清理輸送裝置 清楚的反映了收獲機結構部件之 間的工作關系和整機的工作原理 關鍵詞 甜菜 收獲機械 方案選擇 結構設計 0 引言 在我國 甜菜是除甘蔗之外的第2 大重要糖 料作物 是我國北方地區(qū)制糖的主要原料來源 近年來 由于甜菜良種培育技術和先進種植技術 的推廣普及 我國甜菜單位面積產量有了較大提 高 如地區(qū)單產已在54 57 t hm2 接近發(fā) 達國家先進水平 甜菜作為我國北方傳統(tǒng)的糖料 作物 種植面積和總產量都將會穩(wěn)定在一個適當 的范圍內 為發(fā)展甜菜生產 我國甜菜產業(yè)研究 機構和甜菜產區(qū)的農技部門對甜菜良種選育 栽 培模式等現(xiàn)代技術進行了大力推廣示范 已經形 成了一套比較成熟的種植技術和完善的農藝制度 有力地支撐了甜菜種植業(yè)的發(fā)展 相比之下 我 國甜菜生產全程機械化發(fā)展和機械裝備水平卻落 后很多 尤其收獲環(huán)節(jié)的機械化問題更為突出 與當前甜菜種植技術發(fā)展形勢極不適應 我國甜 菜產區(qū)的種植模式大致相同 普遍以采用地膜覆 蓋 直接播種的種植方式為主 也有采用育苗移 栽方式的 但其成本較高 推廣應用的比較少 黑龍江和內蒙古東部地區(qū)以壟作為主 壟 行 距為500 600 mm 定苗密度一般為 6 萬 9 萬株 hm2 華北 西北和夏播地區(qū) 大部分采用溝播 畦作 行距450 500 mm 定苗密度一般為7 5 萬 10 5 萬株 hm2 隨著優(yōu)良品種選育技術 種 植技術的不斷進步以及種植條件的日益改善 單 位面積產量的提高還有較大空間 種植甜菜的經 濟效益也將進一步提高 1 總體設計思路 通過起拔器挖掘甜菜 再通過旋轉式輸送裝 置輸送崛起的甜菜塊根 采用旋轉式輸送裝置輸 送崛起的甜菜塊根具有非常好的清理輸送能力 1 1 設計原理 常用的集中撿拾清理裝置的比較 柵板式傾 斜輸送裝置具有一定的集條作用 但是其清理泥 土的能力差 加上震動裝置后較好些 也不利于 排除泥土和其他雜質 輸送帶不具有集條功能 輸送天才時容易打滑 使甜菜落下 輸送效率低 同時也不利于清理泥土和殘葉等 凸輪式輸送裝 置雖然清理能力好 但是因為采用的是凸輪之間 相互擠壓傳動 因此效率極低 消耗能量很大 制造工藝也很復雜 因此在實際中很少采用 本 設計通過調查 實驗得出結論 采用旋轉式輸送 裝置輸送崛起的甜菜塊根具有非常好的清理輸送 能力 1 2 設計總體結構 甜菜起拔機采用三點懸掛 由拖拉機帶動行 走 且整機動力由拖拉機提供 拖拉機后傳動軸 通過聯(lián)軸器帶動甜菜起拔機的減速器 從帶動收 集清理圓盤 達到收集清理甜菜的目的 與此同 時拖拉機在前進過程中 帶動整個機體前進 這 時起拔器就對甜菜進行起拔 拖拉機繼續(xù)前進 甜菜通過收集清理圓盤 收集成一壟 圖1 甜菜起拔機 1 機架 2 螺母 3 傳動輸出軸 4 起拔器 5 輪胎搖桿 6 輪胎 7 收集清理圓盤 8 支撐桿 9 擋板 10 變速箱 11 圓錐齒輪 12 軸承 13 主 傳動軸 14 螺桿 2 關鍵部件的設計 2 1 起拔器的設計 起拔器的特點是入土能力強 挖掘效率 高 其結構簡單 制造方便 且塊根挖凈率 高 且損傷率低 2 2 集條輸送裝置的設計 常用的集中撿拾清理裝置的比較 柵板 式傾斜輸送裝置具有一定的集條作用 但是 其清理泥土的能力差 加上震動裝置后較好 些 也不利于排除泥土和其他雜質 輸送帶 不具有集條功能 輸送天才時容易打滑 使 甜菜落下 輸送效率低 同時也不利于清理 泥土和殘葉等 凸輪式輸送裝置雖然清理能 力好 但是因為采用的是凸輪之間相互擠壓 傳動 因此效率極低 消耗能量很大 制造 工藝也很復雜 因此在實際中很少采用 本 設計通過調查 實驗得出結論 采用旋轉式 輸送裝置輸送崛起的甜菜塊根具有非常好的 清理輸送能力 這種清理輸送器用金屬桿條 制成 桿條直徑16mm 構成指盤的桿條端部 即指盤的外圓周 采用封閉式 工作時 指盤 用來接受并托住挖掘上來的混合物 在離心 力和摩擦力的作用下 清理并分離塊根上和 塊根間的泥土和雜物 然后把較干凈的塊根 在地上堆放成條 或者再經其它機構進一步 清理后 將塊根直接裝車 2 3 機架的設計 機架結構主要由矩形鋼和方形鋼組成 梁和柱主要以焊接為主 很少用螺釘或鉚接 為避免礎部件的剛性不足 在工作的重力 夾緊力 摩擦力 慣性力和工作載荷等的作 用下 產生變形 振動或爬行 而影響產品 定位精度 加工精度及其它性能 對機架進 行去應力退火處理 以削除焊接應力 提高 機架的穩(wěn)定性 根據(jù)甜菜的行間距 和收獲 機的作業(yè)寬度 機架的尺寸應為 2800 2000 3 總結 該甜菜收獲機結構簡單 制造方便 鐵 牛 55 通過輸出軸過減速器減速后把動力傳遞 給清理輸送裝置 鐵牛 55 型拖拉機牽引能夠 將甜菜的挖掘 集條一次完成的甜菜收獲機 它主要由機架 圓盤挖掘器 圓盤輸送器組 成 使用本產品能提高生產效率和降低勞動 強度 甜菜在我國東北三省 內蒙和西北各 省都有大面積種植 其收獲大都采用犁將甜 菜犁松 然后由人工切削去頂 效力低 勞 動強度大 采用本產品可大大改善工作狀況 該機設計過程是本著制造簡單 效率高 適 應性強的原則進行設計的 適合小面積收獲 參考文獻 1 翟永明 袁 鋼 對甜菜生產機械化的探討 J 農村牧區(qū)機械化 1998 03 12 13 2 陳柏林 甜菜機械化收獲試驗 J 農機化 1996 04 8 3 曲文章 中國甜菜學 M 哈爾濱 黑龍江 人民出版社 2003 4 王建楠 胡志超 彭寶良 王海鷗 曹 士峰 張會娟 國內外甜菜全程機械化生產現(xiàn) 狀與趨 J 農業(yè)機械 2009 43 45 5 周建朝 陳連江 王紹禹 李鐵輝 試談 我國甜菜科研面臨的任務及對策 J 中國 糖料 1998 01 32 36 6 陳學庚 賈首星 王序珍 馬劍英 淺談 甜菜收獲機械化 J 農墾科技 1999 03 72 74 7 盧秉福 張祖立 甜菜生產機械化的研究 進展及發(fā)展趨勢 J 農機化研究 2007 01 21 22 8 付勝利 4TSL 2 型甜菜收獲機的研究 與設計 J 農村牧區(qū)機械化 2007 32 33 9 韓杰 呂金慶 高靖華 等 圓盤式式 挖掘部件的設計 J 農機化研究 2004 03 118 119 10 李芳芳 李志勇 甜菜收獲呼喚機械化 J 農機科技推廣 2007 08 16 18