[CAD圖紙全套]振動(dòng)篩式花生收獲機(jī)的設(shè)計(jì)

買(mǎi)文檔就送全套 紙 詢(xún) 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過(guò) 目錄 摘要 . 1 . 1 第一章 緒論 . 5 研究的目的和意義 . 5 中國(guó)花生生產(chǎn)現(xiàn)狀 . 5 中國(guó)花生的種植方式 . 6 花生生產(chǎn)機(jī)械化現(xiàn)狀 . 7 研究目標(biāo)與內(nèi)容 . 8 第二章 振動(dòng)篩式花生收獲裝置的設(shè)計(jì)原理 . 9 設(shè)計(jì)依據(jù) . 9 設(shè)計(jì)方案的選擇與分析 . 10 總體設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 . 10 作業(yè)原理 . 10 第三章 主要參數(shù)確定與關(guān)鍵部件設(shè)計(jì) . 11 要參數(shù)確定 . 11 生收獲機(jī)的功率計(jì)算 . 11 掘鏟主要參數(shù)的確定 . 12 輪及帶的主要參數(shù)確定 . 16 行連桿機(jī)構(gòu)的主要參數(shù)及行走輪的設(shè)定 . 17 的校核 . 18 體裝配 . 21 第四章 結(jié)語(yǔ) . 22 參考文獻(xiàn) . 23 致謝 . 24 1 摘要 花生不僅是優(yōu)質(zhì)油料作物，而且是主要的蛋白資源，加工品類(lèi)多，產(chǎn)業(yè)鏈條長(zhǎng)，現(xiàn)已成為中國(guó)重要的出口創(chuàng)匯產(chǎn)品和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整重點(diǎn)發(fā)展和扶持的種植品種。在消費(fèi)結(jié)構(gòu)和出口結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整和優(yōu)化的雙重拉動(dòng)下，花生生產(chǎn)得到長(zhǎng)足發(fā)展，并逐漸向主產(chǎn)區(qū)相對(duì)集中，優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)帶基本形成。但是中國(guó)花生生產(chǎn)機(jī)械化發(fā)展卻嚴(yán)重滯后，特別是用工量占生產(chǎn)全過(guò)程 1/3以上、作業(yè)成本占生產(chǎn)總成本 50%以上的收獲作業(yè)，目前主要依靠人工完成，勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)成本高、效率低、損失大、成本高已成為生產(chǎn)發(fā)展與產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)的主要瓶頸，國(guó)內(nèi)對(duì)花生機(jī)械化收獲技術(shù)裝備的需求日趨迫切。 設(shè)計(jì)了振動(dòng)篩式花生收獲機(jī)的總體結(jié)構(gòu)、工作原理、技術(shù)特點(diǎn)以及關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)與工作參數(shù)設(shè)計(jì)等。該設(shè)備主要由挖掘鏟、振動(dòng)篩、行走輪、動(dòng)力傳動(dòng)裝置及機(jī)架等組成，與 11 拉機(jī)配套使用，一次完成兩行花生收獲，挖出來(lái)的花生秧被傳送到振動(dòng)篩上，經(jīng)過(guò)振動(dòng)篩的振動(dòng)去除挖掘出的花生所帶有的泥土，最后通過(guò)輸送板實(shí)現(xiàn)花生秧一 側(cè)倒伏的工作原理。該機(jī)具有作業(yè)順暢、運(yùn)行可靠、清土率高、損失率低等特點(diǎn)，純生產(chǎn)率達(dá) 0.1 h。 關(guān)鍵詞 ：振動(dòng)篩，收獲機(jī)，機(jī)械化，花生 動(dòng)篩式花生收獲機(jī)的設(shè)計(jì) 2 is a is s on of of In of of of of in of / 3 of of 0% of of on of of a in of of of a of of of by 1 of of a to to to of It a of .1 h. 買(mǎi)文檔送全套圖紙 扣扣 414951605 3 振動(dòng)篩式花生收獲機(jī)的設(shè)計(jì) 4 5 第一章 緒論 研究的目的和意義 花生不僅是優(yōu)質(zhì)油料作物，而且是主要的蛋白資源，加工品類(lèi)多，產(chǎn)業(yè)鏈條長(zhǎng)，現(xiàn)已成為中國(guó)重要的出口創(chuàng)匯產(chǎn)品和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整重點(diǎn)發(fā)展和扶持的種植品種。在消費(fèi)結(jié)構(gòu)和出口結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整和優(yōu)化的雙重拉動(dòng)下，花生生產(chǎn)得到長(zhǎng)足發(fā)展，并逐漸向主產(chǎn)區(qū)相對(duì)集中，優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)帶基本形成。但是中國(guó)花生生產(chǎn)機(jī)械化發(fā)展卻嚴(yán)重滯后，特別是用工量占生產(chǎn)全過(guò)程 1/3以上、作業(yè)成本占生產(chǎn)總成本 50%以上的收獲作業(yè)，目前主要依靠人工完成，勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)成本高、效率低、損失大、成本高 已成為生產(chǎn)發(fā)展與產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)的主要瓶頸，國(guó)內(nèi)對(duì)花生機(jī)械化收獲技術(shù)裝備的需求日趨迫切。 發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)花生收獲技術(shù)與裝備的研究開(kāi)發(fā)，起步早、投入大、發(fā)展快，早已實(shí)現(xiàn)了專(zhuān)用化、標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。中國(guó)對(duì)花生機(jī)械化收獲的研制雖較早，但發(fā)展十分緩慢，近年來(lái)，隨著花生收獲機(jī)械市場(chǎng)需求的不斷趨旺，花生收獲機(jī)械的研究開(kāi)發(fā)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期。可實(shí)現(xiàn)挖掘、清土、鋪放功能的花生收獲機(jī)，具有無(wú)需自帶動(dòng)力、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、使用成本低等特點(diǎn)，較適合現(xiàn)階段中國(guó)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)條件，具有較好的市場(chǎng)需求。但是長(zhǎng)期以來(lái)，由于對(duì)花生機(jī)械化收獲技術(shù)缺乏深入 系統(tǒng)的研究，壅土阻塞、秧蔓纏繞、適應(yīng)性差、損失率高等機(jī)械化收獲中存在的技術(shù)難題始終未能得到很好解決。 花生的種植歷史悠久，地域廣闊，是國(guó)際公認(rèn)的半干旱作物，是世界上廣泛栽培的主要油料和經(jīng)濟(jì)作物，同時(shí)也是主要的創(chuàng)匯農(nóng)產(chǎn)品之一?；ㄉ运?dú)有的優(yōu)勢(shì)，在世界油料生產(chǎn)和國(guó)際貿(mào)易中僅次于大豆而居第二位，在亞洲、非洲、澳洲及南北美洲的絕大多數(shù)國(guó)家和地區(qū)均有花生的種植和生產(chǎn)，其中，中國(guó)是世界上主要的花生生產(chǎn)國(guó)和花生消費(fèi)國(guó)，同時(shí)也是最大的花生出口國(guó)。 據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明，世界花生種植面積由 20世紀(jì) 60年代的 080世紀(jì) 70年代的 08呈上升趨勢(shì)。隨著花生栽培技術(shù)的不斷提高，花生總產(chǎn)也在不斷提高，世界花生年總產(chǎn)量 20世紀(jì) 60年代為 010010花生生產(chǎn)量紀(jì)錄。 中國(guó)花生生產(chǎn)現(xiàn)狀 自 20世紀(jì) 90年代以來(lái)，隨著農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的不斷深入，中國(guó)花生生產(chǎn)和整體效益增長(zhǎng)很快。 花生種植面積由 1996年的 06展至 2002年的 106產(chǎn)由 1996年的 010展至 2002年 的 010產(chǎn)由 1996年的 03kg/展至2002年的 03kg/貿(mào)出口花生原料 (以籽仁計(jì) )由 1996年的 3108展至 2002年的 08口范圍由 1996年的 72個(gè)國(guó)家和地區(qū)，擴(kuò)展至 2002年的 108個(gè)國(guó)家和地區(qū) :創(chuàng)匯額由 1996年的 08美元，增長(zhǎng)至 2002年的 08美元。 花生一直是中國(guó)主要的經(jīng)濟(jì)作物和油料作物，種植面積位于印度之后居世界第二位 ;振動(dòng)篩式花生收獲機(jī)的設(shè)計(jì) 6 總產(chǎn)居世界第一，并且還有如圖 1 圖 國(guó)花生生產(chǎn)趨勢(shì)圖 花生適應(yīng)性廣，全國(guó)除青海以外，其它省 (市 )均有種植，但產(chǎn)區(qū)優(yōu)勢(shì)非常明顯。以2002年為例，全國(guó)花生種植面積 06產(chǎn) 010106產(chǎn)量 1010分別占全國(guó)的 種植面積超過(guò) 1105市 )為 13個(gè)，即山東 105南 105北 105東 105徽 05川 105遼寧 105西 105蘇 105北 105西 105南 105建 105植面積增長(zhǎng)較快的是山東、河南、安徽和湖北產(chǎn)區(qū)，而花生總產(chǎn)量超過(guò) 1 109南、河北和安徽等 4省份，分別占全國(guó)總產(chǎn)量的 24%, 22%, 10%和 8%。 雖然中國(guó)花生產(chǎn)區(qū)發(fā)展不平衡，但是花生種植、生產(chǎn)的發(fā)展是顯而易見(jiàn)的，其主要原因有兩點(diǎn) :一是在國(guó)內(nèi)種植花生的效益較種植其它作物要高 ;二是在際市場(chǎng)上具有 價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。加入 外機(jī)械化程度高、生產(chǎn)規(guī)模大的農(nóng)作物，如小麥、玉米、大豆等都將涌入國(guó)內(nèi)而沖擊國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，但作為勞動(dòng)密集型生產(chǎn)的花生仍具有強(qiáng)勁的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。例如 2002年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)花生仁每 同期國(guó)際市場(chǎng)經(jīng)合組織報(bào)價(jià)每噸價(jià)格為 表明中國(guó)花生生產(chǎn)仍有較大的發(fā)展?jié)摿Α?中國(guó)花生的種植方式 中國(guó)花生的種植方式有裸地栽培和地膜覆蓋栽培兩種。裸地栽培是傳統(tǒng)的常規(guī)種植方式，地膜覆蓋栽培是進(jìn)行高產(chǎn)栽培的新技術(shù)，技術(shù)性較強(qiáng)。這兩種栽培方式根據(jù)整地方法又分為以下 三種； （ 1）平作 平作是北萬(wàn)和南方早薄地花生產(chǎn)區(qū)的一種種植方式。在無(wú)灌溉條件、土壤肥力低的012345696年 97年 98年 99年 00年 01年 02年播種面積總產(chǎn)量 7 旱地或山坡地，土壤保水性差，水分容易流失，花生不易封行采用平作和密植，有利于抗早保墑，爭(zhēng)取全苗，在土地多勞力少的情況下可以減少整地工作量。 （ 2）壟種 壟種是北方中肥田和肥水地的一種種植方式。在地勢(shì)平坦、土層深厚、排灌條件齊全的大田，壟種有利于花生合理密植，有利于田間通風(fēng)透光，獲得高產(chǎn)?；ㄉ鷫欧N需要在播前整地時(shí)起壟，在壟上開(kāi)溝或開(kāi)穴播種，壟種根據(jù)具體操作方式分為單行壟種和雙行壟種兩種。 （ 3）高畦種植 中國(guó)南方地區(qū)春 季雨量充足，為了能排能灌，防止花生田積水，農(nóng)民往往起畦種植花生，一般采用直行條播，每畦種植 4 8行。 中國(guó)北方地區(qū)春、秋季節(jié)花生播種期間，普遍干旱少雨、溫度低，且無(wú)霜期短，南方春季則低溫多雨。為了實(shí)現(xiàn)花生的豐產(chǎn)和豐收，各生產(chǎn)部門(mén)普遍改變種植方式，采用花生覆膜的種植方式，最終實(shí)現(xiàn)了抗早、保墑、提溫、防雨、排澇，減少苗期管理的效果，為花生的早熟增產(chǎn)提供了保障。 地膜覆蓋是近年來(lái)興起的一項(xiàng)種植技術(shù)，它是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)技術(shù)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)相結(jié)合的一項(xiàng)重大的技術(shù)改革，是大幅度提高花生單產(chǎn)的一項(xiàng)有效措施。這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，解決了 北方地區(qū)低溫、干早和無(wú)霜期短，南方春季低溫多雨等不利自然氣候條件，開(kāi)創(chuàng)了中國(guó)花生生產(chǎn)的新局面。 目前，花生地膜覆蓋栽培技術(shù)己在華北、東北大面積推廣應(yīng)用，并取得了明顯增產(chǎn)效果，經(jīng)濟(jì)效益顯著，深受群眾歡迎。 但花生覆膜播種的種植方式在使花生增產(chǎn)的同時(shí)，也引發(fā)了影響農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的“白色污染”。目前所用的塑料薄膜，大多是聚乙烯或聚氯乙烯為原料的高分子化合物，在自然中塑料薄膜極難被土壤微生物分解、消化，可存在 400年之久，農(nóng)田使用的塑料薄膜老化后，破碎遺留在田間，使得地下的殘膜數(shù)量逐年增多，遺留在田間的殘余地膜，污染 土壤，降低了土壤的透氣性及肥力，阻礙了植物吸收水分及根系生長(zhǎng)，直接影響了農(nóng)作物的收成和品質(zhì)。 花生生產(chǎn)機(jī)械化現(xiàn)狀 隨著花生種植面積的不斷擴(kuò)大和農(nóng)村勞動(dòng)力的轉(zhuǎn)移，花生生產(chǎn)機(jī)械化的問(wèn)題就顯得尤為重要。西方發(fā)達(dá)國(guó)家在花生生產(chǎn)機(jī)械化方面的研究較早，與其它農(nóng)業(yè)機(jī)械相比，幾乎是同步發(fā)展的，機(jī)械制造與應(yīng)用技術(shù)己比較先進(jìn)、完善。美國(guó)、加拿大等發(fā)達(dá)國(guó)家已實(shí)現(xiàn)了花生生產(chǎn)全過(guò)程的機(jī)械化作業(yè)，在收獲環(huán)節(jié)早已發(fā)展到聯(lián)合收獲水平，并且正依照本國(guó)的種植特點(diǎn)，向著大型化、機(jī)電一體化、智能化、高可靠、高安全的方向發(fā)展 家還不斷將高、精、尖技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機(jī)械上來(lái)，農(nóng)業(yè)機(jī)械正向智能化方向發(fā)展。 在中國(guó)，花生播種機(jī)械化技術(shù)已基本成熟，根據(jù)中國(guó)農(nóng)業(yè)人口多、土地分散，而中振動(dòng)篩式花生收獲機(jī)的設(shè)計(jì) 8 小動(dòng)力拖拉機(jī)保有量多的特點(diǎn)，該類(lèi)機(jī)械以小四輪拖拉機(jī)為牽引動(dòng)力，較好地解決了花生人工或畜力播種勞動(dòng)量大和生產(chǎn)率低下的問(wèn)題。近幾年，系列化的多功能花生覆膜播種機(jī)已在花生產(chǎn)區(qū)得到了大面積的推廣應(yīng)用。 相比之下，中國(guó)花生收獲的機(jī)械化水平低下則極大地影響了花生產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。目前，花生的收獲基本是靠人工、畜力或半機(jī)械化 (如手扶拖拉機(jī)牽引挖掘鏟 )完成，而從國(guó)外引進(jìn)、消化吸收的機(jī) 型則由于不符合中國(guó)國(guó)情或動(dòng)力消耗大、作業(yè)效果較差等原因，沒(méi)有形成較大的生產(chǎn)和使用規(guī)模，這就使中國(guó)的花生收獲機(jī)械與裝置多年來(lái)一直徘徊不前，與世界發(fā)達(dá)國(guó)家存在很大的差距。 總之，中國(guó)現(xiàn)階段花生收獲方法的落后帶來(lái)了各方面的問(wèn)題，大體上表現(xiàn)為以下三個(gè)方面： 第一，人工收獲勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低下。長(zhǎng)期以來(lái)，花生的收獲都是靠人工完成的，特別是近幾年來(lái)隨著農(nóng)村剩余勞動(dòng)力的轉(zhuǎn)移，這一矛盾更加突出。據(jù)初步估算，整個(gè)花生生產(chǎn)過(guò)程中，花生的收獲所用工時(shí)為整個(gè)過(guò)程的三分之一以上。這一階段的作業(yè)成本為整個(gè)花生生產(chǎn)成本的二分之一以上 (作 業(yè)成本包括從花生耕地播種開(kāi)始到收獲摘果為止，所需的種子，肥料、地膜、機(jī)具及人工費(fèi)用等，人工費(fèi)按同時(shí)期普通勞動(dòng)者的工時(shí)費(fèi)來(lái)計(jì)算 )。 第二，生產(chǎn)成本高。目前的花生收獲無(wú)論是人工還是畜力以及簡(jiǎn)易的機(jī)械，整個(gè)收獲過(guò)程都不是一次性完成的，都要經(jīng)過(guò)兩道以上的工序，首先是將花生從土里挖掘，然后人工除土，這種生產(chǎn)方式的主要問(wèn)題是造成英果的較多損失，并且這種損失大部分情況下，英果埋到地里，需要進(jìn)行二次復(fù)收，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且生產(chǎn)成本高。 第三，耽誤農(nóng)時(shí)?；ㄉ氖斋@季節(jié)，正值“三秋”大忙之際，勞力緊張，如果能縮短花生的收獲日 期，會(huì)對(duì)小麥播種打下一個(gè)良好基礎(chǔ)。據(jù)研究者到農(nóng)村的實(shí)地考察，在山東省萊陽(yáng)市，一般的沙壤地收花生 (只完成花生的挖掘和去土兩道工序 )，一個(gè)勞力每天工作 8h，可收花生 助畜力或者是簡(jiǎn)單的機(jī)力 (用手扶拖拉機(jī)先耕出花生 )每天可收花生面積也僅為 0.2 所以，設(shè)計(jì)研制新型的符合中國(guó)國(guó)情的花生收獲裝置是提高中國(guó)花生生產(chǎn)機(jī)械化水平的關(guān)鍵。 研究目標(biāo)與內(nèi)容 本文的研究目標(biāo)為： 以配用中小動(dòng)力的花生收獲裝置為研究對(duì)象，針對(duì)中國(guó)農(nóng)村分散經(jīng)營(yíng)的生產(chǎn)體制和中小型拖拉機(jī)擁有量大的特點(diǎn)，適 應(yīng)國(guó)內(nèi)的花生種植方式，重點(diǎn)設(shè)計(jì)花生收獲裝置的挖掘及分離原理，探索新的工作方式和新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在充分了解花生植株各組成部分收獲時(shí)的生長(zhǎng)狀態(tài)及田間特性的基礎(chǔ)上，簡(jiǎn)介新型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作機(jī)理和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)工作部件的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)、所受阻力及對(duì)花生與植株的施力方式等。以簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，降低功耗，減少成本，提高作業(yè)質(zhì)量為目標(biāo)，重點(diǎn)研究花生收獲裝置及其傳動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)機(jī) 9 理及最佳工作參數(shù)。 研究的具體內(nèi)容為： （ 1）設(shè)計(jì)花生挖掘與分離的新的工作原理及結(jié)構(gòu)形式?；驹O(shè)想是用平行連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)花生的振動(dòng)式挖掘與分離，采取將兩項(xiàng)功能通過(guò)一 個(gè)工作部件來(lái)完成的全新結(jié)構(gòu)，以最大程度地減少動(dòng)力功耗和收獲裝置的總體結(jié)構(gòu)尺寸； （ 2）針對(duì)不同花生品種、不同地區(qū)及土壤條件，優(yōu)化傳動(dòng)與工作部件的結(jié)構(gòu)，使其結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)達(dá)到最優(yōu)。 第二章 振動(dòng)篩式花生收獲裝置的設(shè)計(jì)原理 中國(guó)對(duì)花生收獲機(jī)械裝置的研究正處在發(fā)展時(shí)期，花生收獲機(jī)械大面積的推廣還需要一段時(shí)間，農(nóng)村分散經(jīng)營(yíng)的生產(chǎn)體制和農(nóng)民的消費(fèi)水平，東部與西部地區(qū)的差別，對(duì)產(chǎn)品、技術(shù)需求的遞進(jìn)趨勢(shì)以及廣大農(nóng)村中小型拖拉機(jī)擁有量大的特點(diǎn)，決定了在今后一段時(shí)期內(nèi)，中國(guó)仍然要以中小型花生收獲機(jī)械與裝置為主要的研究和推 廣對(duì)象。 但是，國(guó)內(nèi)對(duì)花生收獲裝置的理論研究有待深入，研究工作還基本停留在試制與試驗(yàn)階段，對(duì)花生收獲裝置的工作原理、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、具體的工作情況及規(guī)律性的深入研究尚沒(méi)有報(bào)道 ;而現(xiàn)有的花生收獲技術(shù)的理論著作過(guò)于老化，新理論和學(xué)術(shù)研究性文章比其它農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)理論相對(duì)偏少，且深度不夠，學(xué)術(shù)價(jià)值較低，致使收獲機(jī)械與裝置有效供給不足，小型機(jī)具多，優(yōu)質(zhì)機(jī)械過(guò)少，大中型農(nóng)機(jī)具跟不上發(fā)展需要，收獲裝置不能滿(mǎn)足花生生產(chǎn)實(shí)際的需求，影響了新裝置的開(kāi)發(fā)改進(jìn)，最終影響了花生種植業(yè)戶(hù)購(gòu)買(mǎi)機(jī)具的積極性。 因此，加強(qiáng)理論研究，加快理論與實(shí)踐 的結(jié)合速度，研制出適合中國(guó)當(dāng)前國(guó)情、性能穩(wěn)定、高效優(yōu)質(zhì)的新型花生收獲裝置，以滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)現(xiàn)階段廣大花生種植用戶(hù)及市場(chǎng)的迫切需求，應(yīng)當(dāng)是現(xiàn)階段中國(guó)花生生產(chǎn)機(jī)械化研究的主要方向。 設(shè)計(jì)依據(jù) （ 1）符合中國(guó)國(guó)情 中國(guó)農(nóng)村人口多、土地少，且分散經(jīng)營(yíng)，大型農(nóng)機(jī)具 中小型拖拉機(jī)擁有量大。所以，針對(duì)中國(guó)現(xiàn)階段農(nóng)村生產(chǎn)的實(shí)際狀況，所設(shè)計(jì)的花生收獲裝置應(yīng)以配用中小型動(dòng)力為主。 （ 2）作業(yè)可靠、減少收獲損失 根據(jù)山東省質(zhì)量監(jiān)督局發(fā)布的山東省地方標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)質(zhì)量花生機(jī)械收獲和農(nóng)藝要求，所設(shè)計(jì)的 花生收獲裝置應(yīng)達(dá)到的性能指標(biāo)為 : 配套動(dòng)力 :生產(chǎn)率 :h 損失率 : 3% 莢果破碎率 : 1% 振動(dòng)篩式花生收獲機(jī)的設(shè)計(jì) 10 （ 3）結(jié)構(gòu)緊湊，降低成本 為便于花生收獲裝置的推廣和使用，考慮到中國(guó)現(xiàn)階段廣大花生種植戶(hù)的消費(fèi)水平，在保證收獲裝置作業(yè)質(zhì)量的前提下，進(jìn)一步簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、降低成本，真正使廣大農(nóng)民買(mǎi)得起、用得上。 設(shè)計(jì)方案的選擇與分析 傳統(tǒng)的花生收獲裝置大多采用挖掘鏟和抖 動(dòng)鏈相組合的方式。這種裝置是 20世紀(jì) 70年代中國(guó)從美國(guó)引進(jìn)和消化吸收后推廣應(yīng)用的，不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高、動(dòng)力消耗大、可靠性差，而且收獲損失偏高、花生蔓鋪放雜亂，不便于人工揀拾。 本文所設(shè)計(jì)的收獲裝置擬采用將挖掘和分離兩項(xiàng)功能溶為一體的全新結(jié)構(gòu)，以減少功耗、機(jī)體尺寸以及收獲損失 ;并對(duì)動(dòng)力傳遞系統(tǒng)和操縱裝置進(jìn)行合理配置，確保動(dòng)力傳遞高效可靠，操縱調(diào)整簡(jiǎn)便。 由于花生的種植模式是兩行壟作，所以收獲裝置的挖掘部件應(yīng)為兩個(gè)挖掘鏟，在收獲裝置作業(yè)過(guò)程中擬使挖掘鏟以一定的頻率擺動(dòng)前進(jìn)，即擺動(dòng)式挖掘。這樣，可以最大限度 地減少土壤對(duì)工作機(jī)組的阻力，降低機(jī)組功耗。 為減少機(jī)構(gòu)尺寸，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，收獲裝置的分離部件擬附著在挖掘部件上，在作業(yè)時(shí)，通過(guò)挖掘部件的擺動(dòng)使分離機(jī)構(gòu)將花生與泥土分離。 所以，設(shè)計(jì)方案的選擇主要是傳動(dòng)系統(tǒng)的選擇和挖掘分離裝置的確定。 總體設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 該機(jī)主要由挖掘鏟、振動(dòng)篩、行走輪、傳動(dòng)裝置及機(jī)架等組成。 挖掘鏟的作用是鏟斷花生主根、掘起秧土，并將掘起的土壤和花生秧果傳輸?shù)角逋裂b置上。對(duì)挖掘鏟的要求是前行阻力小、挖掘深度穩(wěn)定、耐磨損、碎土性好、自潔性好、制作工藝方便等。本機(jī)挖掘鏟采用整體單鏟式平鏟，并在 其后端設(shè)有碎土柵，以增加其破碎土功能，也是花生秧果從挖掘鏟升運(yùn)到振動(dòng)篩的銜接部件。挖掘鏟選用優(yōu)質(zhì)合金鋼制成，固定連接在機(jī)架的前下部?；ㄉ斋@機(jī)的清土裝置目前主要有抖動(dòng)升運(yùn)鏈?zhǔn)胶驼駝?dòng)篩式兩種，振動(dòng)篩式結(jié)構(gòu)緊湊、清土效果好、傷果率低等特點(diǎn)，但較抖動(dòng)升運(yùn)鏈?zhǔn)秸w震動(dòng)較大。綜合考慮本設(shè)計(jì)采用振動(dòng)篩式清土裝置，振動(dòng)篩柵條為縱向排布，柵條中心距可以根據(jù)當(dāng)?shù)鼗ㄉ贩N（主要是花生果大?。﹣?lái)確定，為便于將花生秧果成條鋪放到遠(yuǎn)離未收取區(qū)的已收區(qū)，振動(dòng)篩設(shè)計(jì)為下傾式，振動(dòng)篩通過(guò)機(jī)架兩側(cè)的連桿與機(jī)架鉸接，由前上部的偏心驅(qū)振裝置驅(qū)動(dòng) 作往復(fù)振動(dòng)，驅(qū)振裝置上配有偏心平衡塊裝置。為防止作業(yè)時(shí)秧草纏繞設(shè)備和機(jī)器內(nèi)側(cè)挑鄰行花生秧蔓。傳動(dòng)系統(tǒng)采用帶組合傳動(dòng)，分別將拖拉機(jī)的輸出動(dòng)力傳輸?shù)絺?cè)向切割器與篩動(dòng)裝置。設(shè)備兩側(cè)配有充氣式橡膠行走輪，行走輪直徑為 405度為 100 作業(yè)原理 此類(lèi)振動(dòng)篩式花生收獲機(jī)作業(yè)時(shí)，拖拉機(jī)帶動(dòng)收獲機(jī)具前行，挖掘鏟以一定角度鏟入土中（挖掘深度通常在 100 150將花生主根切斷，并將掘起的土壤和花生 秧 11 果輸送到振動(dòng)篩上。掘起的土壤和花生秧果進(jìn)入往復(fù)運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)篩，將花生和沙土不斷地向后振動(dòng)輸送，大部分沙土被振落至篩下，實(shí)現(xiàn)清土目的，花生秧果和少部分未去除的沙土隨后從振動(dòng)篩的側(cè)尾端被拋送到已收區(qū)，實(shí)現(xiàn)成條鋪放，待田間晾曬后再進(jìn)行揀拾作業(yè)。行走輪安裝在機(jī)架上，通過(guò)選用不同的定位孔可調(diào)節(jié)行走輪的安裝高度，調(diào)節(jié)挖掘鏟的挖掘深度和入土角。 本機(jī)的主要特點(diǎn)：采用側(cè)尾振動(dòng)篩清土裝置，清土效果好、條鋪效果好、可靠度高、損失率低；偏心塊與振動(dòng)篩采用等慣量反配置自平衡設(shè)計(jì)，不僅可同時(shí)實(shí)現(xiàn)清土和輸送一體化功能，而且具有震動(dòng)小、 運(yùn)行平穩(wěn)可靠、駕乘舒適等特點(diǎn)；通過(guò)調(diào)節(jié)行走輪安裝高度，來(lái)調(diào)整挖掘深度和挖掘鏟入土角，操作簡(jiǎn)單方便； 11 13.2 拉機(jī)即可帶動(dòng)，與現(xiàn)階段大多數(shù)農(nóng)戶(hù)擁有的小四輪拖拉機(jī)相適應(yīng)，具有適配動(dòng)力廣，投資少，收效快等特點(diǎn)。 第三章 主要參數(shù)確定與關(guān)鍵部件設(shè)計(jì) 要參數(shù)確定 參照相關(guān)花生收獲機(jī)的技術(shù)參數(shù)和雙行振動(dòng)式馬鈴薯挖掘機(jī)功率選定原則，本設(shè)備適配動(dòng)力功率為 11 13.2 次收兩行，預(yù)期生產(chǎn)率為： 0.1 h，根據(jù)花生主產(chǎn)區(qū)種植的寬窄行距實(shí)際情況，選定作業(yè)幅寬為 550此確定挖掘鏟的寬度為 430時(shí)采用入土角與振動(dòng)篩升運(yùn)角一致設(shè)計(jì)原則，選定挖掘鏟入土角為25。挖掘深度設(shè)計(jì)為 100 150過(guò)調(diào)節(jié)行走輪在機(jī)架上的上下安裝位置實(shí)現(xiàn)。振動(dòng)篩組振動(dòng)由偏心輪帶動(dòng)，偏心距為 1 生收獲機(jī)的功率計(jì)算 花生收獲機(jī)所需的總功率可分為 3部分，即挖掘裝置及地輪行走所需的功率 d s N N （ 1） 21 2 3 P P f G K a B a B V （ 2） 式中 P平均牽引阻力， P= G花生收獲機(jī)質(zhì)量， G=2234N； f綜合摩擦系數(shù)， f= K土垡抵抗變形的性能系數(shù) K=l； 動(dòng)態(tài)阻力系數(shù)，取 3 kg/s2 機(jī)組前進(jìn)速度， m s； a挖掘深度， a= B挖掘幅寬， B=60 1P摩擦阻力，包括挖掘鏟和溝底、溝壁之間及輪軸之間的阻力，地輪對(duì)土壤的滾振動(dòng)篩式花生收獲機(jī)的設(shè)計(jì) 12 動(dòng)阻力及摩擦阻力，1 56P ； 2P 土垡變形 的阻力，2 144P K ； 3P 動(dòng)力變化阻力，即土壤動(dòng)量變化時(shí)所產(chǎn)生的阻力，3 7 2 . 3 3mP a B V N； 6 . 1102 VN k w （ 3） 式中 牽引阻力利用系數(shù)，取 = s i a B （ 4） 式中 分離鏈上土壤的百分含量； 土壤的容重。 (1 )（ 5） 式中 機(jī)械傳動(dòng)效率。 則花生收獲機(jī)所需的總功率為： ( 2 ) s i 2 1 0 2s nV a N N =（ 6） 故采用 以 11 過(guò)傳動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)機(jī)理與參數(shù)分析，得到了該部件主要參數(shù)間的關(guān)系表達(dá)式與傳動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，為進(jìn)一步的分析研究提供了理論依據(jù)。 掘鏟主要參數(shù)的確定 如圖 3三角形平面鏟的主要參數(shù)有入土角 、鏟面長(zhǎng)度 L、鏟 刃斜角 、鏟面寬度 圖 3掘鏟的結(jié)構(gòu)參數(shù) （ 1）入土角 挖掘鏟入土角較小時(shí)，其入土性能差，鏟面上土壤后移速度較快，漏土較少；當(dāng)入土角較大時(shí)，入士性能好，但阻力增大，土壤后移速度減慢，易雍土。機(jī)器前進(jìn)作業(yè)時(shí)， 13 位于鏟面上的土壤受力情況如圖 3 圖 3面受力分析 利用達(dá)朗伯原理，為使土壤能夠后移應(yīng)滿(mǎn)足： P c o - G s i n 0R - G c o s - P s i n = 0T = R（ 7） 式中： =為掘起物與鏟面之間的摩擦角。 簡(jiǎn)化（ 7）式得： P +) （ 8） 圖 3土角 與阻力 1的關(guān)系 式（ 8）表明牽引阻力 為正切函數(shù)關(guān)系，在不同土質(zhì)中作業(yè)時(shí) ，入土角的改變對(duì)阻力 較小時(shí)，曲線(xiàn)變化平緩，隨振動(dòng)篩式花生收獲機(jī)的設(shè)計(jì) 14 著 增大，曲線(xiàn)變陡，說(shuō)明入土角的改變對(duì)牽引阻力的影響，在重質(zhì)土壤中比在輕質(zhì)土壤中敏感，當(dāng)入土角 較小時(shí)，牽引阻力 增長(zhǎng)較慢，當(dāng) 25o 以后，牽引阻力急劇上升，因此，挖掘鏟的入土角應(yīng)取 25o 為宜。 （ 2）鏟面長(zhǎng)度 L 鏟 的長(zhǎng)度 1和 入土長(zhǎng)度由圖 3 1 HL=9） 式中 花生結(jié)果通常在地表以下 100挖掘深度 H=120的變化如圖 3土部分長(zhǎng)度 的增大而減小，當(dāng) 取較小值時(shí) 土性能差且結(jié)構(gòu)不緊湊，一般取 15o ，這里 取 =25o 。由公式（ 9）得 284 過(guò)度部分長(zhǎng)度 過(guò)渡部分 壤在這里將發(fā)生膨松、變形，并消耗動(dòng)能，過(guò)渡部分長(zhǎng)度 便土壤在鏟面上的后移速度未達(dá)零值之前，就被送至分離裝置。 質(zhì)量為 A，移到 B，掘起物由 點(diǎn)時(shí)，其動(dòng)能消耗等于克服重力、 摩擦力所作的功，由能量守恒守律得到： - m V = A + F（ 10） 式中， 重力所作的功， m g L 摩擦力所作的功， m g L c o G、 10）式得： 222 2 ( s i n c o s ) （ 11） 式（ 11）表明，當(dāng)速度 利于土壤上升和后移。所以，在確定時(shí) 入土角 取較大值時(shí)， 外 增大而減小。所以實(shí)際設(shè)計(jì)挖掘鏟時(shí)，為減少摩擦力，避免壅土，將挖掘鏟入土部分的一段和過(guò)渡部分設(shè)計(jì)為柵條式，以便于土壤順利后移，并使部分土壤分離。根據(jù)以上條件取 266 （ 3）鏟刃斜角 挖掘鏟工作時(shí) !切斷根蔓的能力主要取決于鏟刃斜角 。 過(guò)大時(shí)，根蔓易纏結(jié)鏟刃，嚴(yán)重 時(shí)產(chǎn)生堵塞。 過(guò)小時(shí)，根蔓不易被切斷而發(fā)生滑脫現(xiàn)象。 15 圖 3刃劃切受力分析 如圖 3 為根蔓和土壤對(duì)挖掘鏟鏟刃的摩擦角， =止根蔓和土壤向后滑移的摩擦力 T=生滑切的條件是 QT 即 =90o （ 12） 為 使挖掘鏟具有良好的切割性能，鏟刃斜角的選擇應(yīng)滿(mǎn)足式（ 12）。 越小滑切性能越好，但在幅寬不變時(shí)鏟刃斜角 減小會(huì)增加鏟刃長(zhǎng)度，使整機(jī)縱向尺寸變大，對(duì)機(jī)組的提升和行走均不利。因此鏟刃斜角不宜過(guò)小，土壤對(duì)鋼的摩擦系數(shù) 以 般 取為 50o 左右。為了使未切割的莖葉和雜草順利地滑出鏟刀，鏟刃末端應(yīng)離機(jī)器側(cè)板及其他零件 40因此，所設(shè)計(jì)的鏟刀刃角度取 50o 。（ 4）鏟面寬度 B 鏟的寬度主要取決于花生地下分布寬度、行距的不均勻性、植株對(duì)垅中心的偏移和機(jī)器工作行駛時(shí)的偏差。一般單行花生收獲機(jī)挖掘鏟的寬度不小于 400600 1 32bB b c （ 13） 式（ 13）中 b 花生分布平均寬度 (b 花生分布寬度標(biāo)準(zhǔn)差 (c 機(jī)器行 駛偏差，可取 c=50 80 根據(jù)以上條件取 30 在保證鏟刃的自動(dòng)清理和良好的入土性能及碎土能力的前提下，從理論上推導(dǎo)出挖掘鏟的入土角、鏟面長(zhǎng)度、鏟刃斜角、鏟面寬度的計(jì)算方法，為設(shè)計(jì)挖掘鏟提供了理論依據(jù)。 （ 5）鏟面離地表最高距離 動(dòng)篩式花生收獲機(jī)的設(shè)計(jì) 16 根據(jù)以上計(jì)算確定鏟面長(zhǎng)度為 L=2=550土角 =25o 。 h=233mm h H=23312013以確定鏟面離地表最高距離 h=233 輪及帶的主要參數(shù)確定 （ 1）確定計(jì)算功率知 P=c = （ 14） （ 2）確定 V 帶型號(hào)為普通 V 帶 A 型，小帶輪節(jié)圓直徑 25 3）確定帶輪基準(zhǔn)直徑 據(jù)所選 V 帶型號(hào)查表及帶輪直徑標(biāo)準(zhǔn)系列值，得到 算帶速 v，應(yīng)保證 v 在 5 25m/s 之間，若不能滿(mǎn)足這一要求應(yīng) 重選 1160 1000 =s （ 15） 所以符合要求取 帶輪如圖（ 3示。 圖 3帶輪 （ 4）根據(jù)公式 d2=i 1出大帶輪直徑，并圓整成標(biāo)準(zhǔn)值， 取為 2d =25 （ 16） 大帶輪如圖（ 3示。 17 圖 3帶輪 （ 5）確定中心距 a 及帶長(zhǎng) 定中心距 如果未規(guī)定中心距，則應(yīng)按下式給出的范圍初選中心距： 21021 27.0 （ 17） 00 6）確定帶長(zhǎng) 據(jù) 初算帶長(zhǎng) 0212210 422 a d = （ 18） （ 7）確定中心距 a 20 =542 （ 19） 行連桿機(jī)構(gòu)的主要參數(shù) 及行走輪的設(shè)定 振動(dòng)篩組由平行連桿機(jī)構(gòu)練接，振動(dòng)篩傾斜角（相對(duì)水平位置）為 使得在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中振動(dòng)篩上的所收獲的花生有向下的加速度，保證收獲的花生可以順利脫土并滑落到滑板實(shí)現(xiàn)一側(cè)倒伏。根據(jù) 體作圖得出連接振動(dòng)篩一側(cè) 的兩根桿的桿長(zhǎng)為 670離為 250定振動(dòng)篩的振幅為 12根據(jù)實(shí)體圖得出連桿比例為 1： 10，所以偏心輪的偏心距為 行走輪高度為人工可調(diào)，輪直徑為 405為 200架上設(shè)有空，可通過(guò)螺栓連接來(lái)調(diào)節(jié)高度。行走輪裝置如圖 3示。 振動(dòng)篩式花生收獲機(jī)的設(shè)計(jì) 18 圖 3走輪 的校核 軸在實(shí)際工作中，承受各種載荷。設(shè)計(jì)計(jì)算是確保軸可以承受載荷、可靠工作的重要保證。根據(jù)軸的失效形式，對(duì)軸的計(jì)算內(nèi)容通常為強(qiáng)度計(jì)算、剛度計(jì)算和臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算。 軸如 圖 3示 圖 3 考慮軸的剛度、強(qiáng)度、及耐摩性要求，并且考慮材料成本等問(wèn)題，選擇了 45 鋼，并進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，使 17機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)確定軸的直徑，軸的直徑為 3019 軸上的鍵槽用于連接皮帶輪和凸輪，下面進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。 集中載荷作用于凸輪，在草稿上繪制受力簡(jiǎn)圖，得出： （ 1）凸輪上作用力大小 轉(zhuǎn)矩 55 8 . 19 5 . 5 1 0 9 5 . 5 1 0 5 3 3 4 81450 m 偏心輪最小處直徑為 周力 1 2 5 3 3 4 82 17825 9 . 8 8t 徑向力 )(FF 軸向力 0 2）求軸承上軸承的支反力及主要截面彎距 90 1 5 4 3 9 0 9929 0 5 0 1 4 0 截面處彎距為 5 0 9 9 2 5 0 4 9 6 0 0 N m m 左 9 0 9 0 1 5 4 3 9 9 2 9 0 4 9 5 9 0D V r B F F N m m 右 （ 3）求水平面上軸承的支反力及主要截面的彎距 90 1 7 8 2 9 0 11459 0 5 0 1 4 0 1 7 8 2 1 1 4 5 6 3 7D H t B F N 截面處的彎距為 5 0 1 1 4 5 5 0 5 7 2 5 0C H B N m m （ 4）截面處垂直面和水平面的合成彎距 2 2 2 24 9 6 0 0 5 7 2 5 0 7 5 7 4 8 M N m m 左 左 2 2 2 24 9 5 9 0 5 7 2 5 0 7 5 7 4 1 M N m m 右 右（ 5）按彎距合成應(yīng)力校核 軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎距和扭矩的截面的強(qiáng)度，取 =算應(yīng)力： 222237 5 7 4 8 0 . 6 5 3 3 4 8 1 . 1 20 . 1 9 0 P 振動(dòng)篩式花生收獲機(jī)的設(shè)計(jì) 20 查表得 1 60M P a ，由于 1v，故安全。 軸承座的選用及壽命計(jì)算： 軸承座的選擇： 選擇深溝球軸承，型號(hào)為 6207，因?yàn)橹饕惺軓较蜉d荷，當(dāng)量摩擦系數(shù)最小。而且價(jià)格最低。 軸 承座的壽命計(jì)算： 由設(shè)計(jì)手冊(cè)可查得 6207 軸承的基本額定動(dòng)載荷 30500基本額定靜載荷0 20000具體計(jì)算如下： （ 1）計(jì)算兩軸承的內(nèi)部軸向載荷 110 . 5 0 . 5 1 5 4 3 7 7 1 . 5 N 220 . 5 0 . 5 1 1 4 0 5 7 0 N （ 2）計(jì)算兩軸承的軸向載荷 左端軸承 1127 7 1 . 5 1 1 3 1 . 57 7 1 . 5 3 6 0 1 1 3 1 . 5s N 兩 者 中 取 最 大 值右端軸承 221570 5707 7 1 . 5 3 6 0 3 1 1 . 5s 兩 者 中 取 最 大 值（ 3）計(jì)算兩軸承當(dāng)量動(dòng)載荷 載荷平穩(wěn)，查得載荷系數(shù) 1011111 1 3 1 . 5 0 . 0 5 6 0 . 2 6200001 1 3 1 . 5 0 . 7 3 0 . 5 6 , 1 . 7 11543e X 1 1 1 1 1 1 . 1 0 . 5 6 1 5 4 3 1 . 7 1 1 1 4 0 3 0 9 4p R AP f X F Y F N 同理可知：2 2207 4）計(jì)算軸承壽命 工作溫度低于 120 度，查的溫度系數(shù) 1 左端軸承 3101 6 6 7 0 1 6 6 7 0 1 3 0 5 0 0 54821 4 5 0 3 9 0 4 右端軸承 3101 6 6 7 0