復(fù)式耕整機(jī)設(shè)計【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】_第1頁
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文檔簡介

買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 為了解決傳統(tǒng)整地機(jī)所不能完成的多項作業(yè)的問題,在研究分析傳統(tǒng)整地機(jī)的基礎(chǔ)上,研制出可與大馬力拖拉機(jī)配套的新型復(fù)式耕整機(jī)。 復(fù)式耕整機(jī)是一種多功能的土壤耕作機(jī)械,與大功率拖拉機(jī)配套作業(yè)時,首先對根茬進(jìn)行粉碎還田,然后對壟頂位置進(jìn)行深松,其后進(jìn)行鎮(zhèn)壓等多項作業(yè), 從而可以打破犁底層,提高土壤透氣、透水性能,提高土壤抵抗自然災(zāi)害能力, 一次耕整地作業(yè)使田面達(dá)到待播狀態(tài),機(jī)具應(yīng)用領(lǐng)域廣泛 。 關(guān)鍵詞: 復(fù)式耕整機(jī);滅茬;深松; 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 n to a of of on of a of be a is a on of by to 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 錄 摘 要 . I . 錄 . 言 . V 1 開發(fā)復(fù)式耕整機(jī)的目的和意義 . 1 2 國內(nèi)外復(fù)式耕整機(jī)的發(fā)展動態(tài)、存在問題及發(fā)展方向 . 2 3 總體方案的確定及主要參數(shù)的選擇 . 4 體結(jié)構(gòu)設(shè)計 . 4 要技術(shù)參數(shù) . 5 4 主要結(jié)構(gòu)部件設(shè)計 . 6 盤耙組件 . 6 盤耙片的結(jié)構(gòu)形式 . 7 盤耙片的主要參數(shù) . 8 松部件 . 10 柄受力分析及校核 . 12 壤比阻的確定 . 13 松鏟水平力和垂直力的測定 . 13 柄的校核 . 14 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 壓碎土部件 . 15 壓輥寬度的確定 . 16 壓輥直徑的確定 . 17 他部件的設(shè)計 . 18 撐輪的設(shè)計 . 18 架的設(shè)計 . 18 5 結(jié)論 . 19 參考文獻(xiàn) . 20 致 謝 . 21 附錄 . 22 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 V 前言 復(fù)式耕整機(jī)是一種由多功能的土壤耕作機(jī)械。它的耕作部 件為滅茬部件,圓盤耙的切土、碎土能力強(qiáng),一次耕作能夠達(dá)到一般犁耙作業(yè)幾次的碎土效果,耕后地表平整、松軟,能滿足精耕細(xì)作要求,且縮短工序間隔,有利于搶農(nóng)時抗旱保墑,減少拖拉機(jī)進(jìn)地次數(shù),減輕對土壤壓實,減少能源消耗,降低作業(yè)成本,減少機(jī)具投資,提高機(jī)具利用率,加之近年來國內(nèi)還田技術(shù)和免耕少耕技術(shù)的推廣應(yīng)用,復(fù)式耕整機(jī)得到了迅猛發(fā)展,已成為拖拉機(jī)的主要配套機(jī)具之一。 到目前為止,復(fù)式耕整機(jī) 產(chǎn)品在理論上可以配套 拖拉機(jī),但實際上因受傳動系統(tǒng)強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)尺寸、機(jī)架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的限制,配套合理范圍僅達(dá) 有 所減小 ;耕深亦局限在旱耕 12 1620 世紀(jì) 90 年代以來,為適應(yīng)市場需要,有些企業(yè)試圖開發(fā)大型耕 整 機(jī),但因水平有限,僅采用原有產(chǎn)品外延放大和堆砌材料的方法,沒有著重結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和參數(shù)的優(yōu)化,因而走了彎路。因此,現(xiàn)有 復(fù)式耕整機(jī) 產(chǎn)品在品種上尚有大型和深耕型的 空缺 。隨著水稻集約化、規(guī)?;a(chǎn)的發(fā)展,水田耕整用寬幅高速型 復(fù)式耕整機(jī) 成為發(fā)展方 向 。水田土壤含水率高,抗剪切、抗壓強(qiáng)度特別低,附著力、外摩擦力也接近為零,切土部件與土壤之間存在潤滑水膜。因此,大塊水田使用大型拖拉機(jī)旋耕機(jī)組水耕時,為充分發(fā)揮其功率,實現(xiàn)高效 率、高效益,需要工作幅寬 3m 以上的寬幅旋耕機(jī)。但寬幅又受到道路行駛和入庫停機(jī)不便的制約 。 解決途徑有二:一是采用寬度伸縮或折疊式結(jié)構(gòu);二是采用適中的幅寬,提高作業(yè)速度,從現(xiàn)有的 2 5km/h 提高到 4 8km/h。為滿足以上要求,需要改進(jìn) 復(fù)式耕整機(jī) 結(jié)構(gòu)和參數(shù),研制寬幅高速耕 整 機(jī)及滅茬、 深松 、 鎮(zhèn)壓 和深施化肥的復(fù)式作業(yè)機(jī)械。 大功率拖拉機(jī)以其強(qiáng)勁的功率,可以配套大型農(nóng)機(jī)具,配套機(jī)具范圍廣,機(jī)動靈活強(qiáng);性能可靠,低故障率;與履帶拖拉機(jī)比較,具有油耗低、工作效率高的特點;標(biāo)準(zhǔn)化的耕整地作業(yè)質(zhì)量,為培肥土壤創(chuàng)造了良 好的基本條件,在買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化中扮演重要角色。預(yù)計到 2012 年,黑龍江省將新增大功率拖拉機(jī) 1 萬臺,保有量達(dá)到 臺。為大功率拖拉機(jī)研制配套的寬幅大型聯(lián)合整地機(jī),可以充分發(fā)揮大功率拖拉機(jī)的作業(yè)效率。因此,為了確保糧食生產(chǎn)安全,發(fā)揮大功率拖拉機(jī)的作用,盡快研發(fā)與大功率拖拉機(jī)配套的寬幅大型耕整地機(jī)具,提高農(nóng)業(yè)機(jī)械化耕整地的作業(yè)效率迫在眉睫。 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 1 1 開發(fā)復(fù)式耕整機(jī)的目的和意義 土壤耕作是種植業(yè)生產(chǎn)過程中的重要一環(huán),對于農(nóng)作物增產(chǎn)具有重要作用。因此,土壤耕作機(jī)械的發(fā)展一直受到人們的關(guān)注。由于土壤耕作是 一項能耗很大的作業(yè),傳統(tǒng)的旋耕、滅茬等是由好幾種機(jī)型來完成的 ,多次耕作會對土壤造成破壞,不利于水土保持,消耗較大。這樣既增加了作業(yè)成本又增加了農(nóng)民的負(fù)擔(dān)。長期以來,人們一直在探討新的工作制度,松土和局部松土,不耕和少耕。在這種形勢下, 研究一種一次作業(yè)可完成滅茬、深松、鎮(zhèn)壓作業(yè)的新型聯(lián)合作業(yè)機(jī) , 實現(xiàn)用一種機(jī)型解決深松、滅茬等幾種機(jī)型的通用問題 , 對于減輕農(nóng)民購買機(jī)具的投資負(fù)擔(dān) , 便于 使用與維修 , 提高機(jī)具利用率 , 都具有極其重要的意。于是復(fù)式耕整機(jī)械誕生了。這種機(jī)械之所以引人注目,一是強(qiáng)化土壤耕作過程, 可以滿足不同條件下的不同土壤類型;二是一次耕作可以聯(lián)合作業(yè);三是有動力驅(qū)動,質(zhì)量好;四是作業(yè)時幾乎不需要牽引功率,減少了功率的消耗。目前廣泛使用的,應(yīng)用前景最好的就是復(fù)式耕整機(jī)。耕機(jī)切土、碎土能力強(qiáng),一次耕作能夠達(dá)到一般犁耙作業(yè)幾次的碎土效果,耕后地表平整、松軟,能滿足精耕細(xì)作要求,且縮短工序間隔,有利于搶農(nóng)時抗旱保墑,減少拖拉機(jī)進(jìn)地次數(shù),減輕對土壤壓實,減少能源消耗,降低作業(yè)成本,減少機(jī)具投資,提高機(jī)具利用率,加之近年來國內(nèi)還田技術(shù)和免耕少耕技術(shù)的推廣應(yīng)用,復(fù)式耕整機(jī)得到了迅猛發(fā)展,已成為拖拉機(jī)的主要配套 機(jī)具之一。 復(fù)式耕整機(jī)用于未耕或已耕地上的耕整作業(yè),一次進(jìn)地可完成深松、滅茬、鎮(zhèn)壓等多項作業(yè)。其中深松作業(yè)要求深松的范圍一般在 250間。具有蓄水保墑、改善土壤結(jié)構(gòu)、優(yōu)化土壤成分、提高作物產(chǎn)量 ,實現(xiàn)耕地的可持續(xù)利用的作用。旋耕滅茬部分全幅旋耕作業(yè)一般用于平作地,耕深要求一般為 100次對于復(fù)式耕整機(jī)的開發(fā)主要以在滿足農(nóng)業(yè)要求的前提下盡可能的選取簡單輕便的結(jié)構(gòu),在原有的結(jié)構(gòu)上要有創(chuàng)新和改進(jìn)。 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 2 2 國內(nèi)外復(fù)式耕整機(jī)的發(fā)展動態(tài)、存在問題及發(fā)展方向 目前,水平軸旋耕部件與地 輪轉(zhuǎn)向一致的耕整機(jī),在國內(nèi)外在實際生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用,并且旋耕工作部件結(jié)構(gòu)相當(dāng)完善。復(fù)式耕整機(jī)的保有量也增加的很快,為了適應(yīng)當(dāng)前的生產(chǎn)規(guī)模,為不同機(jī)型拖拉機(jī)配套,生產(chǎn)了作業(yè)幅:為 8m 多種型號的復(fù)式耕整機(jī)。如南昌旋耕機(jī)廠的 列多種型號復(fù)式耕整機(jī),連云港旋耕機(jī)集團(tuán)公司生產(chǎn)的 210 型復(fù)式耕整機(jī),1復(fù)式耕整機(jī)等。在黑龍江省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,使用的機(jī)型還有 180 型松旋起壟機(jī)、 1280 型組合式旋耕多用機(jī)、 1 210 型旋耕滅茬聯(lián)合整地機(jī)、 1松旋滅茬起壟通用機(jī)等。 對于北方旱田壟作地區(qū)氣溫低,春秋整地時間短,多采用單一滅茬或旋耕和滅茬旋耕聯(lián)合整地為主,機(jī)具的耕作幅寬一般在 2.1 m,配套拖拉機(jī)多以中小功率拖拉機(jī)為主。隨著我國的經(jīng)濟(jì)狀況的不斷提高,支農(nóng)的力度不斷加大,農(nóng)村拖拉機(jī)的整體水平也由中小型向大型轉(zhuǎn)變,進(jìn)口拖拉機(jī)也進(jìn)行了大量引進(jìn),拖拉機(jī)的整體水平得到了顯著提高,但是與之配套的大型機(jī)具還很缺少,急需加大力度研制和開發(fā)。寬幅滅茬、旋耕聯(lián)合整地機(jī)就是專為 上的大型拖拉機(jī)配套使用的,因此,從近幾年國產(chǎn)的旋耕機(jī)配套推 廣應(yīng)用情況來看,存在一些問題:( 1)、拖拉機(jī)動力輸出軸容易損壞:( 2)、十字萬向傳動軸使用壽命短:( 3)、旋耕作業(yè)性能不穩(wěn)定和容易纏草的問題;( 4)、缺少與大功率拖拉機(jī)配套的復(fù)式耕整機(jī);( 5)、作業(yè)性能滿足不了當(dāng)今的農(nóng)藝要求;這些問題的解決有待于進(jìn)行更深入的研究。 機(jī)具通過實際生產(chǎn)應(yīng)用,其作業(yè)效率明顯優(yōu)于其它小型聯(lián)合整地機(jī),提高工作效率在 20%以上,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)贏得農(nóng)時。深松裝置可以打破多年來因用小型機(jī)具整地形成的犁地層,改良土壤、增強(qiáng)土壤活力,提高土壤抵抗自然災(zāi)害的能力。拖拉機(jī)一次進(jìn)地就可以使田面達(dá)到待播 狀態(tài),節(jié)約作業(yè)環(huán)節(jié),減少成本投入,節(jié)約能源消耗 隨著 農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度的增強(qiáng),工作效率和效益的提高,買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 3 現(xiàn)有的復(fù)式耕整機(jī)的弊端日益突出,已滿足不了農(nóng)藝要求和生產(chǎn) 規(guī)模 擴(kuò)大的需要。故對復(fù)式耕整機(jī)的研究有了進(jìn)一步的深化,出現(xiàn)如下幾個方向的發(fā)展趨勢:( 1)、向?qū)挿?,高速型?fù)式耕整機(jī)發(fā)展;( 2)、向聯(lián)合作業(yè)機(jī)組方向發(fā)展;( 3)、向多功能機(jī)方向發(fā)展;( 4)、向可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略型發(fā)展;( 5)、大型復(fù)式耕整機(jī)需求量有所增加。 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 4 1 2 3 4 5 6 73 總體方案的確定及主要參數(shù)的選擇 體結(jié)構(gòu)設(shè)計 復(fù)式耕整機(jī)按照工作要求需要完成 滅茬碎土、底層深松、 及鎮(zhèn)壓碎土等作業(yè),本機(jī) 主要是由牽引架、圓盤耙架、主機(jī)架,圓盤耙組件,地輪組件,深松部件及鎮(zhèn)壓碎土部件組成。如圖 3示。 1 牽引架 ; 2 圓盤耙組件 ; 3圓盤耙架 ; 4 主機(jī)架 ; 5深松部件 ; 6地輪組件 ;7 鎮(zhèn)壓碎土部件 圖 3復(fù)式耕整機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 由牽引架和主機(jī)架組成主機(jī)框架,用于整機(jī)各部件的聯(lián)接。圓盤耙架與牽引架鉸接,用液壓油缸調(diào)整耙架的上下位置, 圓盤耙組件安裝于圓盤耙架上,利用液壓油缸調(diào)整耙架實現(xiàn)圓盤耙組件的入土深度,以滿足不同耕深的農(nóng)藝要求。地輪組件安裝于主機(jī)架上,兩個液壓油 缸用于升降地輪,完成整機(jī)的升起和降落,運(yùn)輸時整機(jī)升起,作業(yè)時利用地輪陷深,實現(xiàn)整機(jī)各工作部件的工作深度要求。深松部件安裝于主機(jī)架上,完成深松作業(yè)。鎮(zhèn)壓輪采用牽引的形式與主機(jī)架鉸接,用于鎮(zhèn)壓和碎土。鎮(zhèn)壓強(qiáng)度用安裝于鎮(zhèn)壓順梁上的彈簧調(diào)節(jié)。是將三角形牽引架、 X 形圓盤耙架、深松機(jī)架、和門形鎮(zhèn)壓器梁架按工藝程序要求進(jìn)行合理組配 , 實現(xiàn)各種工作部件的最佳配置 , 同時既可以根據(jù)不同的土壤條件進(jìn)行整機(jī)耕深液壓調(diào)節(jié) , 又可以進(jìn)行不同工作部件買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 5 耕深單獨液壓調(diào)節(jié) , 液壓折疊以實現(xiàn)寬幅作業(yè)、窄幅道路運(yùn)輸?shù)囊?, 提高了土壤條件的適應(yīng) 性和工作性能。 要技術(shù)參數(shù) 根據(jù)作業(yè)速度、效果和防止拖堆堵塞等因素考慮 , 配置 8個深松鏟 , 并按倆排錯位排練,總作業(yè)幅寬 機(jī)的工作阻力主要來自于雙排圓盤和深松鏟入土后土壤的反作用力。參考國外試驗數(shù)據(jù) ,雙排圓盤每米耕幅消耗動力 810機(jī)幅寬為 每個深松鏟消耗動力 10 15松鏟 8個 ,共需消耗動力 150加上自身行走及輔助部件 ,按動力系數(shù) 共需要動力195拖拉機(jī)動力配置范圍定為 195上拖拉機(jī)配套使用。該機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如表 3 表 3主要技術(shù)參數(shù) 配 套動力 整機(jī)量/ 外形尺寸 (長寬高 )/業(yè)幅寬 /m 耙地深度 /松深度 /82 220 4050 9400 4000 1000 80 125(可調(diào) ) 250 350(可調(diào) ) 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 6 4 主要結(jié)構(gòu)部件設(shè)計 盤耙組件 耙是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中傳統(tǒng)的翻地農(nóng)具,曾經(jīng)是農(nóng)家必備的農(nóng)具之一。也是中國武術(shù)器械之一,由農(nóng)具演化而來。鐵齒釘耙,耙齒鋒利似釘,攻擊性強(qiáng),也兼有兵器的作用。因耙可擊,可耙,一度成為軍中最利的武器之一 圓盤耙是根據(jù)耙耕 作的原理以成組的凹面圓盤為工作部件, 耙片刃口平面同地面垂直并與機(jī)組前進(jìn)方向有一可調(diào)節(jié)的偏角。作業(yè)時在拖拉機(jī)牽引力和土壤反作用力作用下耙片滾動前進(jìn),耙片刃口切入土中,切斷草根和作物殘茬,并使土垡沿耙片凹面上升一定高度后翻轉(zhuǎn)下落。作業(yè)時能把地表的肥料、農(nóng)藥等同表層土壤混和,普遍用于作物收獲后的淺耕滅茬、早春保墑和耕翻后的碎土等作業(yè),也可用作飛機(jī)播種后的蓋種作業(yè)。 圓盤耙按耙的重量除耙片數(shù)的平均機(jī)重分為重型、中型和輕型三種。按耙組的配置方式,圓盤耙又分為單列,雙列;對置式和偏置式等。單列圓盤耙目前已很少使用。對置式圓盤耙的側(cè)向力由左右耙組互相平衡,調(diào)整方便,工作平穩(wěn),便于左右轉(zhuǎn)彎。但由于后列耙組都向內(nèi)翻土,耙后中間有埂,倆側(cè)有溝。偏置式圓盤耙耙后地面平整,無溝埂,目前應(yīng)用日益增多。所以該機(jī)第 1道工序采用雙列單圓盤耙滅茬碎土 , 切碎秸稈殘茬 , 防止拖堆堵塞 , 并減少了深松阻力。雙列單圓盤耙與前進(jìn)方向夾角 18對稱配置 , 采用彈性 形耙架相連 , 具有很好的越障保護(hù)作用 ,而耙架又通過平行四桿機(jī)構(gòu)與牽引架聯(lián)接 , 工作深度為 0 10盤耙結(jié)構(gòu)如圖 4 雙列對置圓盤將地表的秸稈、根茬及雜草等切斷 ,保證深松部件和碎土等工作部件的通過性能,同時對地表以下 10地表的土壤全面松動,為播種作業(yè)提供良好的疏松環(huán)境。 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 7 圖 4盤耙組件結(jié)構(gòu)圖 盤耙片的結(jié)構(gòu)形式 圓盤耙片采用球面圓盤,按其外形分為無缺口耙片和有缺口圓盤耙片兩種。無缺口耙片制造簡單、磨刃方便。缺口耙片在外緣有 6 12個三角形、梯形或半圓形缺口。入土性能好,切碎土塊和作物殘株的能力較強(qiáng),多用于重型圓盤耙上。耙片凸面周邊磨刃,缺口耙片的缺口部分也磨 刃。缺口耙片易于切斷殘茬,這是因為缺口能將殘茬拉入切斷而不向前推移。圓盤耙片的凹面一般為球面,也有錐面,耙片的中心孔一般為方孔,也有圓孔。 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 8 盤耙片的主要參數(shù) 圓盤耙片的主要參數(shù)有耙片直徑 D,球面曲率半徑 R、扇形中心角 2耙片刃角 i、隙角刃面角 (刃面錐底角 ) 、耙片厚度等 (如圖 4 圖 4片的主要參數(shù) 為偏角,即圓盤面與前進(jìn)方向線所成的角; 為錐底角,即圓盤面與磨刃面所成之角; 為切角,在斷面上過 向所成的角; 為隙角,刃面線與前進(jìn)方向所成之角;為圓盤球心角的一半。 (1)耙片直徑 下列經(jīng)驗公式計算: = ( 4 式中 為耙深 ( 于一般圓盤耙取 4 6,重型耙取 3 6,淺耕滅茬耙取 5 6。在滿足作業(yè)質(zhì)量的條件下,應(yīng)盡量取下限,以縮小圓盤的尺寸。根據(jù)作業(yè) 需求耙深取 100 故 0 01 0 05 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 9 耙片直徑還要滿足下述結(jié)構(gòu)要求: 2 ( 4 式中 d 間管最大外徑 (2)耙片刃角 i 如圖 4 A 點 (刃尖 )的球面切線與刃面線所成之角,即為耙片的刃角 i。刃角 刃角大時,刃角強(qiáng)度較好,不易損壞,但切土性能較差。刃角小時,切土性能較好,但刃口小圓盤薄,容易磨損。在保證刃口強(qiáng)度條件下,應(yīng)盡量取小值,以減少切土阻力,通常 22。系列圓盤耙中重型為 22;中型為 20;輕型為 (3)耙片的曲率半徑 R R 值小的耙片翻土性能較強(qiáng),但工作阻力增加。 R 值的選取與耙片直徑 D、徑深比 按下式公式計算: 22 )15.0(s ( 4 或按經(jīng)驗數(shù)值選取。 故可得 22 )8s 0 6834)耙片的工作隙角 a 。工作隙角是在地表平面與圓盤的截面上,刃面線與前進(jìn)方向所成之角。工作隙角 a 對工作質(zhì)量有直接影響, 盤人土容易;過小時入土性能較差。但在一般圓盤耙上,由于圓盤的刃口甚薄,人土不困難,故在松軟的已耕地上工作時,有時可以小于零,因 ( 4 則當(dāng)圓盤耙的偏角 引起的變化, a 常為負(fù)值,此時產(chǎn)生圓盤背刃與溝壁的作用,刃面將承受一部分土壤支反力,從而使刃口對土壤的作用減少,這時圓盤的入土性能將變差,從而影響了耙地的深度。 (5)耙片的厚度值根據(jù)工作負(fù)荷的大小選取,或用下列經(jīng)驗公式計算: =(O 008 O 012)D 在粘重土壤上作業(yè)時 = ( 一般常用 =6 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 10 (6)耙片的間距 3中可以看出,在 b = D = 2 5 2 3 = 5 6c tg ( 4 式中 因 D C)和 2 = 2 3 2 6 - 3 = 2 4 D C ( 4 即 2 = 2 3 2 6 - 3 t g 2 3 1 8 b C D C t g ( 4 由此可知,間距 b與 片直徑 由此計算出的 往太小,工作時容易發(fā)生堵塞,故為了既使溝底平坦又不發(fā)生擁土現(xiàn)象,圓盤耙常配置成前后兩列,并使前后列耙片相互交錯,這樣耙片間的間距就可以增大。耙片的關(guān)系如圖 4 圖 4片的間距 b 與 c、 a、 d 的關(guān)系圖 松部件 土壤深松作為一項重要的農(nóng)業(yè)保護(hù)性耕作技術(shù) ,已經(jīng)在國內(nèi)外農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。深松的范圍一般在 230踐證明 ,深松作業(yè)在不改變土壤耕層情況下對蓄水保墑、改善土壤結(jié)構(gòu)、優(yōu)化土壤成分、提高作物產(chǎn)量 ,實現(xiàn)耕地的可持續(xù)利用是十分有效的。 目前國內(nèi)外已有的土壤深松 模式分全方位深松和局部深松 ,全方位深松動力消耗大 ,適于大地塊和無種植作物的條件下進(jìn)行。局部深松用于作物行間 ,相對消耗動買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 11 力少 ,適用于一年多季種植 ,土地空置時間少的農(nóng)業(yè)區(qū)。 兩種深松模式作業(yè)機(jī)具所采用的深松鏟結(jié)構(gòu)區(qū)別較大 ,深松鏟是深松機(jī)械的關(guān)鍵部件 ,對于局部深松目前常用的深松鏟基本都是設(shè)計為圓弧形鏟柄 ,雙翼型鏟刀 ,圓弧形鏟柄自身不能調(diào)節(jié)深度 ,雙翼型鏟制造工藝相對復(fù)雜。 本設(shè)計中深松鏟是深松部分的工作部件, 深松部件由深松鏟尖、鏟柄和順梁組成(如圖 4耕深為 30 因經(jīng)常在堅硬的土壤中工作,故應(yīng)具有較強(qiáng)的 松碎土壤能力,足夠的強(qiáng)度、剛度和耐磨性能。鏟尖是入土工作部分,鏟尖形式很多,我們采用鏟尖與鏟柄寬度相近的深松鏟。 深松鏟為土壤工作部件,作業(yè)時磨損嚴(yán)重,是整機(jī)的主要磨損部件。為了提高部件的使用壽命,深松鏟尖采用呈雙翼形,鏟尖的表面采用焊熔耐磨合金的工藝,增加其耐磨性。深松鏟與深松鏟柄采用螺栓連接的方法,磨損后可進(jìn)行更換。 深松鏟鏟尖的起土角 一般為 20左右。該角過大,阻力將增大。實驗表明:起土角從 45 左右減小到 20 時,牽引阻力隨 減小而降低。當(dāng) 50時,鏟尖將粘結(jié)上由壓實土壤構(gòu)成的固定錐 體(土楔)。深松鏟鏟柄采用彎形鏟柱,鏟柄為矩形斷面,入土部分的前面制成尖菱形,有碎土和減少阻力的作用。鏟柄的結(jié)構(gòu)對工作阻力有很大影響。當(dāng)它的傾角大于 6075時,深松鏟的入土能力降低,甚至達(dá)不到所要求的深度,故起土角和鏟柱傾角均不宜過大。但深松鏟的鏟柄如果都按 20傾角向前伸出,則顯得太長而不適用,故通常是將鏟柱作成彎曲形,以便從下向上掀動土壤并減少阻力。 1 鏟柄 ; 2 鏟尖 圖 4松部件 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 12 柄受力分析及校核 鏟柄的截面形狀 一般可視為雙楔面受力,如圖 4 則水平阻力可表示為: 1 2 3+ P P( 4 式中1 2 3 圖 4松鏟鏟面受力分析 普通狀態(tài)下鏟面的受力如圖 4作時, 機(jī)具以速度 水平面成角的斜面 當(dāng)于一個單楔面。土壤對其作用力 似作用于中點行進(jìn)中除阻力 N 外,尚有一個沿 指向后方的摩擦力 F,力 N 與力F 合成阻力 P,阻力可以分解為水平分力 垂直分力 直分力 作業(yè)時工作部件抬起耕層土壤,起到松動耕層的有用阻力,從圖 2中的分析可以看出,工作阻力 作用力 大小隨著耕地的土質(zhì)、含水量及前茬作物的種類的不同而變化,在保證 定的情況下,角越大,牽引阻力 P 越大,且有關(guān)系式: 90 o ( 4 式中 為起土角; 為合作用角; 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 13 為摩擦角。 壤比阻的確定 深松鏟所受到的土壤阻力,一般通過試驗測定才能得到準(zhǔn)確值,設(shè)計時按照經(jīng)驗公式進(jìn)行計算,有 =F ( 4 式中 土壤比阻如下表所示。本機(jī)具主要是為黑龍江地區(qū)設(shè) 計試驗,而該地區(qū)土壤類型為黑鈣土 (屬黏方土 ),根據(jù)下表土壤比阻取 K=8。(表 4 表 4壤比阻 土壤類型 K( N) 輕松土 23 一般土壤 45 粘土 68 重粘土 912 松鏟水平力和垂直力的測定 ( 1)深松鏟水平力 計算深松鏟的橫截面積 S。已知起土角 a=32,摩擦角 =25, B=40, L=180,K=8,則 = s i n + = 0 . 5 6 1 8 6 ( ) 8 4 0P K ( 4 ( 2)深松鏟的垂直阻力 深松鏟的垂直阻 力由公式 中為合力作用角,在 20左右,黑鈣土屬沙礫黏土,取 25;則 o= t a n = 2 1 7 2 t a n 2 5 1 0 1 2 ( 4 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 14 柄的校核 以鏟柄與機(jī)架連接點為支點進(jìn)行受力和力矩分析,如圖 4 圖 4柄受力及力矩 假設(shè)深松鏟以勻速狀態(tài)工作,則有: X=0 x=0 Y=0 z=0 M=0 通過計算得: 175N, 彎截面系數(shù)為: 2 2 - 51= = 0 . 1 6 0 . 0 2 5 = 1 . 6 7 1 06W b h ( 4 式中 b=鏟柄橫截面厚度; h=鏟柄橫截面寬度。 截面面積為: A= 10截面應(yīng)力為: 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 15 m a x 0 1m a x - 5 - 3+= + = + = 8 0 . 41 . 6 7 1 0 4 1 0z M ( 4 為了加強(qiáng)剛度,材料可選錳鋼,查表可知 : m ax a= 2 9 4 安全系數(shù) 2因為 80 4147,通過以上校核,深松鏟鏟柄材質(zhì)和結(jié)構(gòu)選用合理,由上述可知,鏟柄中部剛度薄弱,因此連接架應(yīng)采用雙面結(jié)構(gòu)。 壓碎土部件 鎮(zhèn)壓器能起到對起垅地的扶正、壓實、保墑、保苗的良好效果,特別是能使噴灑的封閉農(nóng)藥得以完全吸收。 常用的鎮(zhèn)壓器有 一個良好的鎮(zhèn)壓輪必須轉(zhuǎn)動靈活,不粘土,不奎土,鎮(zhèn)壓力可適當(dāng)調(diào)整,鎮(zhèn)壓后地表不產(chǎn)生鱗狀裂紋。常用的鎮(zhèn)壓裝置主要有 : 光面圓柱形和網(wǎng)面圓柱形兩種,其鎮(zhèn)壓輪面較寬,壓力分布均勻。 本身重量或在其空腔內(nèi)灌入適量 的沙土產(chǎn)生鎮(zhèn)壓力。凹面輪對種子上層土壤不如兩側(cè)的土壤被壓得緊實,有利于種子幼苗出土。 根據(jù)需要來改變兩錐形輪間距,成為寬窄不同的圓錐復(fù)合輪,其鎮(zhèn)壓力可由附加彈簧調(diào)節(jié)。 鎮(zhèn)壓輪與土壤緊壓時,膠圈變形 ;而當(dāng)它滾動到上方,無外力時,膠圈復(fù)原。因此,鎮(zhèn)壓輪膠圈在滾動過程中變形與復(fù)原交替作用,使?jié)裢岭y以粘結(jié)在膠圈表面上。即使少部分土壤粘上,由于濕土與膠圈的附著力較小,稍有震動,粘土很容易脫落。該鎮(zhèn)壓輪結(jié)構(gòu)復(fù)雜,鎮(zhèn)壓效果較好。 通過小孔與外界大氣相通,故又稱為零壓鎮(zhèn)壓輪,在其滾動鎮(zhèn)壓土壤時,橡膠輪變形與復(fù)原相互交替反復(fù),因此,粘土少,脫土容易,鎮(zhèn)壓質(zhì)量好,壓后地表產(chǎn)生鱗片狀裂紋較少,有的表面花紋可增加鎮(zhèn)壓輪的附著力。 鎮(zhèn)壓碎土部件主要由牽引架、鎮(zhèn)壓輥和支撐輪等件組成(如圖 4加壓部件可調(diào)節(jié)鎮(zhèn)壓輥的鎮(zhèn)壓強(qiáng)度,即保證鎮(zhèn)壓輥有一定的工作壓力,在土壤阻力較大時買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 16 也具有越障性能。鎮(zhèn)壓輥的作用是將圓盤耙組件、深松部件等耕翻的土壤進(jìn)行細(xì)碎、滾壓,進(jìn)一步破碎土壤,使之達(dá)到播種前的土壤農(nóng)藝要求。 1 牽引架 ; 2 鎮(zhèn)壓輥 3 支撐輪 圖 4壓碎土部件 壓輥寬度的確定 鎮(zhèn)壓輥寬度的大小,應(yīng)該視開溝寬度而確定。若小于開溝寬度易造成苗帶下沉,形成溝狀。若大于一定寬度,在同樣的輪重情況下,壓強(qiáng)減小,難以達(dá)到農(nóng)藝要求。對于尖角型開溝器的開溝寬度可以通過下面的方法來確定。 首先,在溝形上找到 5個點 A、 B、 C、 D、 E(見圖 4其中 A 點橫坐標(biāo)最小,點中夕值最小的點。以為分界點,在圖象中沿 得到 C、 。 回土深度: 3h = 0 4 我們把在 1/2溝深處測量的寬度定義為溝寬,則 F、 2y 2f g d ( 4 按照此條件,即可找到 F、 多于兩點,則 點, 點。 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 17 溝寬: 223 ( ) ( ) 0 . 3 mg f g fd x x y y ( 4 因此,鎮(zhèn)壓輥的寬度應(yīng)大于3d,在此基礎(chǔ)上根據(jù)作業(yè)情況去鎮(zhèn)壓輥寬度為 圖 4形參數(shù)圖 壓輥直徑的確定 鎮(zhèn)壓輥的直徑對鎮(zhèn)壓效果影響很大。一般在 輥重相等的情況下,輥徑愈小,其碎土效果與拉力愈增大。其受力分析如圖 4 圖 4形參數(shù)圖 則: s H h R s h ( 4 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 18 式中 然而,當(dāng)牽引力,輪重一定時,在相應(yīng)的速度下,輪徑越小,鎮(zhèn)壓時間越短,土壤壓實效果就越不理想,同時滑移系數(shù)增大,易拖土奎土。研究結(jié)果表明,輥徑10一 30此根據(jù)作業(yè)要求鎮(zhèn)壓輥的直徑取 28 他部件的設(shè)計 撐輪的設(shè)計 支承輪的主要作用是在運(yùn)輸時支承整機(jī)質(zhì)量和作業(yè)時限制整機(jī)耕深,因此高度要求可調(diào)。本機(jī)支承輪組件設(shè)計了單支臂鉸接結(jié)構(gòu)、液壓高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)及具有較好通過性能的橡膠充氣輪胎。 架的設(shè)計 根據(jù)機(jī)具的總體結(jié)構(gòu)配置需要,并保證各組件之間保持足夠間隔距離和各工作部件前后距離,保證機(jī)具的通過性能。因此,本機(jī)設(shè)計了框架式和三角形機(jī)架結(jié)構(gòu)。 1) 牽引架的設(shè)計。牽引架承擔(dān)整機(jī)前進(jìn)方向的力量,因此要求牽引架有足夠強(qiáng)度和剛度。本機(jī)采用 200 100 6、 150 100 6(210型 )的矩形管、搖臂、牽引板焊合而成的三角形機(jī)架結(jié)構(gòu)。 2) 深松鏟機(jī)架的設(shè)計。深松鏟機(jī)架聯(lián)接深松鏟,并承擔(dān)著聯(lián)接后面各個組件,因此要求此架有足夠的強(qiáng)度和剛度。本機(jī)采用 150 100 6的矩形管與 18板焊合而成的框架式結(jié)構(gòu)。 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 19 5 結(jié)論 該機(jī)具與大功率拖拉機(jī)配套作業(yè)時,首先對根茬進(jìn)行粉碎還田,然后對壟頂位置進(jìn)行深松,其后進(jìn)行鎮(zhèn)壓等多項作業(yè),一次耕整地作業(yè)使田面達(dá)到待播狀態(tài)。該機(jī)具應(yīng)用領(lǐng)域廣泛 , 適宜在東北三省旱田壟作地區(qū)的耕整地作業(yè)。深松裝置可以打破多年來因使用小型機(jī)具整地形成的犁地層,改良土壤、增強(qiáng) 土壤活力,提高土壤抵抗自然災(zāi)害的能力。拖拉機(jī)一次進(jìn)地就可以使田面達(dá)到待播狀態(tài),節(jié)約作業(yè)環(huán)節(jié),減少成本投入,節(jié)約能源消耗。 該機(jī)具為大功率拖拉機(jī)提供了一種新型的配套機(jī)具,機(jī)具適宜在各種地塊作業(yè),提高耕整地作業(yè)效率,縮短作業(yè)周期,用較少的作業(yè)時間,使田面達(dá)到待播狀態(tài)。減少了機(jī)車對土壤的壓實程度,提高作業(yè)質(zhì)量,減少了生產(chǎn)成本的投入,具有明顯的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 20 參考文獻(xiàn) 1國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究所 M 中國工業(yè)出版社 1988, 232濮良貴,紀(jì)名剛 M.(第七版) ,北京: 高等教育出版社 , 2001, 133吳宗澤 , 羅圣國 . 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊 M.(第二版), 北京: 高等教育出版社 , 1999,114董國耀 , 機(jī)械制圖 M. 北京: 北京理工大學(xué)出版社 , 1998, 15孔令德 , 張認(rèn)成 . 旋耕刀的研究現(xiàn)狀與展望 J. 江蘇理工大學(xué)學(xué)報 , ):886葉新躍 , 對我國 復(fù)式耕整機(jī) 機(jī)研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向的探討 J. 山東農(nóng)機(jī)

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