小型棚室松土機(jī)的研制答辯PPT

小型棚室松土機(jī)的研制 工程學(xué)院 11屆畢業(yè)答辯 學(xué) 生： 指導(dǎo)教師： 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化 主要內(nèi)容 1.研究的目的與意義 2.國(guó)內(nèi)外松土機(jī)的研究現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題 3.電動(dòng)式松土機(jī)與其他松土機(jī)的對(duì)比研究 4.松土機(jī)的效益分析 5.溫室松土機(jī)作業(yè)的主要作用 6.研究的主要內(nèi)容和方法 7.松土機(jī)總體設(shè)計(jì)方案與主要參數(shù)的確定 研究的目的和意義 1. 針對(duì)我國(guó)溫室大棚的擴(kuò)大與發(fā)展，加快現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展進(jìn)程 。 迫切的需要小型化 ,多功能化的農(nóng)機(jī)具代替人力來(lái)提高生產(chǎn)效率， 目前適用的機(jī)型還不多 ,尤其是無(wú)污染結(jié)構(gòu)緊湊、操作靈活、效率高、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的大棚作業(yè)機(jī)械 。 2. 針對(duì)上述情況 ,開(kāi)展適用于簡(jiǎn)易棚室的土壤耕作機(jī)具， 設(shè)計(jì) 一種以電機(jī)為動(dòng)力的小型松土機(jī)。進(jìn)一步減小機(jī)具的尺寸 ,提高機(jī)器作業(yè)的經(jīng)濟(jì)性和機(jī)動(dòng)性 , 避免 機(jī)器作業(yè)時(shí)對(duì)環(huán)境的污染 ,對(duì)于發(fā)展經(jīng)濟(jì) ,高效和環(huán)保的設(shè)施農(nóng)業(yè) ,改善農(nóng)民的生產(chǎn)條件 ,增加農(nóng)民的收入 ,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 小型松土機(jī)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 1. 國(guó)外溫室耕作技術(shù)成熟，作業(yè)性能穩(wěn)定、功能齊全、小巧輕便、 日本、韓國(guó)、美國(guó)和意大利等國(guó)家生產(chǎn)的系列多功能耕耘機(jī)器操作把手可上下左右隨意調(diào)節(jié)，作業(yè)性能好，可在溫室中進(jìn)行旋耕、移栽、開(kāi)溝、起壟、中耕、培土、噴藥等多種作業(yè)。且體積小、重心低、用途廣、工作部件易更換和安裝， 但是價(jià)格高，一般在 5000元以上 。 2. 國(guó)內(nèi)的溫室耕耘機(jī)械發(fā)展迅速 ，如 沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)研制綠色環(huán)保 IGD.900型電動(dòng)旋耕機(jī)、 DN.4型禾豐牌多功能田園管理機(jī)、江蘇生產(chǎn) ZL.1G2.3微型耕整機(jī)、山 東農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械與電子工程學(xué)院研制的溫室電動(dòng)爪式松土機(jī)等等， 但一般耕深不夠，性能不穩(wěn)定，而且邊角地帶無(wú)法旋耕 。 3. 大多產(chǎn)品仍存在以下問(wèn)題 : 外型尺寸及重量大 ,操作不靈便。特別是從陸地直接轉(zhuǎn)移到大棚內(nèi)的機(jī)械 ,在溫室轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)移都十分困難 ,而且邊角地帶無(wú)法工作。適應(yīng)性較差 ,當(dāng)土壤含水率較高 (超過(guò) 15%以上 ) 時(shí) ,松土效果變差 ,能耗增加 . 可靠性較差 ,易對(duì)環(huán)境造成污染。 電動(dòng)型松土機(jī)與常規(guī)松土機(jī)對(duì)比優(yōu)勢(shì) 常規(guī)動(dòng)力松土機(jī)主要采用汽油機(jī)和柴油機(jī)兩種動(dòng)力，工作時(shí)產(chǎn)生大量煙氣對(duì)棚室內(nèi)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。汽油機(jī)雖能減輕機(jī)器整機(jī)質(zhì)量但動(dòng)力往往偏弱達(dá)不到預(yù)定耕深，柴油機(jī)的污染比較嚴(yán)重。 效益分析 以 100mx6m(1畝 )大棚為例。滅除韭菜根是棚內(nèi)菜地最苦最累的一種農(nóng)活，如用人工，每池子價(jià)格為 3元，每畝地按 80個(gè)池子計(jì)算是 240元，而用該機(jī)作業(yè)成本是55元。其中 :電費(fèi) 20元 ；人工費(fèi) 30元 ；機(jī)器折舊費(fèi) 5元。成本只有原來(lái)的 l/5，既節(jié)省了費(fèi)用，又搶了時(shí)間，減輕了菜農(nóng)的勞動(dòng)強(qiáng)度。人工整地一個(gè)池子價(jià)格 2元，一個(gè)100m長(zhǎng)棚將近 200元，一個(gè)人干約 3天時(shí)間 ；而用該機(jī)作業(yè)一個(gè)人半天時(shí)間即可完成，費(fèi)用僅 40元，其中 :電費(fèi)15元 ；人工費(fèi) 23元 ；折舊費(fèi) 2元。成本約是人工的 1/5，時(shí)間僅是人工的 l/6。 經(jīng)過(guò)分析可知使用松土機(jī)作業(yè)即降低了作業(yè)成本又節(jié)省了時(shí)間，大大提高了生產(chǎn)效率。 溫室松土機(jī)的主要作用 1.疏松土壤 ,恢復(fù)土壤團(tuán)粒的結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)通氣性提高表層地溫 2.調(diào)節(jié)土壤水分 ,切斷土壤中毛細(xì)管 ,減少土壤下層水分蒸發(fā) ,起保墑防旱作用。 3.改善土壤物理性狀 ,增加好氣性微生物活動(dòng) ,加速土壤營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)分解 ,提高土壤肥力 ,有利于農(nóng)作物根系吸收。 4.消除雜草 ,消滅蟲(chóng)害 。 棚室松土的技術(shù)要求 1 要滿足農(nóng)民的生產(chǎn)農(nóng)藝要求。 2 結(jié)構(gòu)緊湊，操作靈活簡(jiǎn)單。 3 節(jié)能環(huán)保，生產(chǎn)效率高。 4 要求達(dá)到 1015cm的耕深，且不可出現(xiàn)漏耕現(xiàn)象，邊角地帶正常松土。 5 要求傳動(dòng)平穩(wěn)，性能可靠，部件易更換，通用性強(qiáng)等。 研究的主要內(nèi)容和方法 1. 根據(jù)我國(guó)溫室耕耘機(jī)械研究現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題 ,以及溫室土壤區(qū)別于一般大田作業(yè)的物理特性， 研究一種體型小、松土性能高、不污染溫室內(nèi)環(huán)境并充分利用電力資源的小型松土機(jī) 。 2. 深入分析旋耕機(jī)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn) ,選定旋耕刀為松土機(jī)的松土工作部件 . 分析影響松土機(jī)工作性能的因素 ,在保證農(nóng)藝要求并能盡可能減小功耗的前提下 ,確定松土機(jī)的各項(xiàng)參數(shù) ,計(jì)算出松土機(jī)所需的功率 ,根據(jù)該計(jì)算功率選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)， 設(shè)計(jì)松土機(jī)的整機(jī)結(jié)構(gòu)。 總體設(shè)計(jì)方案與主要參數(shù)確定 第一次設(shè)計(jì)方案和第二次設(shè)計(jì)方案 最初采用的是雙電動(dòng)機(jī)雙變速器設(shè)計(jì)尺寸寬度比較大，整機(jī)質(zhì)量也過(guò)大，對(duì)電力消耗大。 方案一 方案二 第三次設(shè)計(jì)方案 第三次設(shè)計(jì)改變前倆次設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)和傳遞方案。主電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)帶輪把動(dòng)力傳遞給變速箱，經(jīng)過(guò)變速箱變速增加輸出扭矩然后經(jīng)過(guò)鏈輪把動(dòng)力傳遞給旋耕刀輥， 并且采用雙側(cè)輸出的傳遞辦法，這樣就可以改進(jìn)原有的中間傳動(dòng)漏耕的情況 ，同時(shí)也使傳動(dòng)更平穩(wěn)，減速電機(jī)經(jīng)鏈輪把動(dòng)力傳遞給行走輪軸，使其轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)自走功能。該機(jī)型設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)更緊湊，更適合棚室松土作業(yè)。 1機(jī)架 2主電機(jī) 3大帶輪 4變速箱 5鏈輪 a 6擋土板 7旋耕刀 8鏈輪 b 9小帶輪 10減速電機(jī) 11鏈輪 c 12張緊鏈輪 13地輪 工作原理 電源連接是通過(guò)電線在溫室上方由懸掛輪吊起 ，連接到松土機(jī)的手臂上的萬(wàn)向連接頭，在機(jī)器的左扶手上配有電源總開(kāi)關(guān)和主電機(jī)的開(kāi)關(guān)按鈕，右扶手上配有行走電機(jī)的開(kāi)關(guān)按鈕和正反轉(zhuǎn)按鈕，動(dòng)力由電機(jī)經(jīng)過(guò)帶輪傳給變速器減速在由鏈輪傳給松土機(jī)刀滾，實(shí)現(xiàn)松土作業(yè)，考慮棚室狹窄和舊時(shí)的竹竿棚室有支架等原因， 工作的時(shí)候機(jī)器可 由正反轉(zhuǎn)電機(jī)在一個(gè)工作區(qū)域內(nèi)往復(fù) 松土，且可以使邊角地帶正常松土 。 行走電機(jī)功率為 0.55Kw，正常工作的 時(shí)候人手只起到了扶持轉(zhuǎn)向的作用， 平時(shí)行走的時(shí)候只需要控制后輪調(diào)節(jié) 手柄和前面的限深輪手柄使松土刀被 抬起即可。 并且扶手可以繞著機(jī)架橫 梁旋轉(zhuǎn)，使身高不同的人通過(guò)調(diào)節(jié)都可以操作 。 大棚的結(jié)構(gòu)模擬模型 大棚中間有土梗，主要是用來(lái)放水的，兩側(cè)也有土梗每一格為一個(gè)池子，也就蔬菜種植區(qū)，松土機(jī)松土是時(shí)候主要是對(duì)池子松土，不破壞土梗。 小型松土機(jī)的三維整體結(jié)構(gòu)模型 局部部裝設(shè)計(jì)模型 地輪調(diào)整部件與支臂調(diào)整部件 地輪調(diào)節(jié)采用的是搖柄結(jié)構(gòu)，省力方便支臂采用的是雙側(cè)套臂可以伸縮調(diào)節(jié)進(jìn)而調(diào)節(jié)扶手的高低而且可以起到支撐的作用，增加機(jī)架的強(qiáng)度。 主要參數(shù) 1.前進(jìn)速度 大田旋耕機(jī)常用的前進(jìn)速度一般為 0.55 0.85 m/s。故選定機(jī)組的前進(jìn)速度 Vm=0.4m/s。 2刀輥轉(zhuǎn)速 旋耕機(jī)的轉(zhuǎn)速通常 173 280 r/min,考慮到溫室內(nèi)土壤比較松軟 , 松土機(jī)的刀棍轉(zhuǎn)速為 200r/min。 3.切土節(jié)距 切土節(jié)距得 S=60mm。 4.松土速比 選擇既要保證松土機(jī)的正常工作及松土深度的要求，還要綜合考慮松土機(jī)的結(jié)構(gòu)，功率消耗及生產(chǎn)率的其他因素。長(zhǎng)選速比 =4 10。初選 =6則 Vp=*Vm=6x0.4=2.4m/s。 5.松土深度 H 根據(jù)農(nóng)藝要求，溫室土壤耕作深度一般在 10 15Cm，選定松土機(jī)的松土深度為 15Cm?？梢詽M足農(nóng)藝要求。 松土幅寬 n為發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率，考慮功率損耗問(wèn)題本機(jī)設(shè)計(jì)的幅寬為 0.4m 理論生產(chǎn)功率 6.松土機(jī)功率的消耗 6000* MVSZN mmnB 29.026.0 hhmBVW m 20 5 7 6.044.14.01.01.0 BHVkN m1.0傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 傳動(dòng)系統(tǒng)包括電機(jī) 帶輪 變速器 鏈輪等?？倐鲃?dòng)比為 i=7.15 N1=1430r/min N2=749.4r/min N3=317.8r/min N4=199.8r/min 刀輥采用雙側(cè)鏈條傳 動(dòng)可以使傳動(dòng)更平穩(wěn)諧調(diào)， 還可以避免中間發(fā)生漏耕 的現(xiàn)象。 主要部件的設(shè)計(jì)與選擇 Y100L2-4型電動(dòng)機(jī)與 AR17型減速電機(jī) 零件的設(shè)計(jì) 對(duì)輸出軸用 solidworks進(jìn)行建模，然后對(duì)其進(jìn)行靜力分析。 結(jié)論 1. 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我對(duì)目前我國(guó)的溫室現(xiàn)狀和棚室機(jī)器有了更升入的了解，利用自己四年所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，并查找參考了大量相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，針對(duì)溫室松土設(shè)計(jì)了以電機(jī)為動(dòng)力的小型松土機(jī)