【甘蔗自動播種裝置設(shè)計5400字（論文）】

甘蔗自動播種裝置設(shè)計摘要：我國是世界上第三大甘庶種植國，在2013/2014棒季全國甘庶種植面積高達(dá)2805萬畝，且種植量呈明顯的增長趨勢。但是，我國甘庶種植機械化卻非常低，以廣西省為例，廣西省的甘薦種植面積占我國甘煎種植總量的60%以上，但是種植作業(yè)的機械化卻只有6%。同時，由于相當(dāng)一部分庶農(nóng)外出務(wù)工，在種植季出現(xiàn)大面積的人工短缺現(xiàn)象，迫使種植作業(yè)的人工成本相對于前些年已經(jīng)出現(xiàn)了大幅度的提高。因此，迫切需要研制一款性能優(yōu)良，且符合我國國情的甘庶種植機。關(guān)鍵詞：甘蔗種植機，結(jié)構(gòu)設(shè)計，自動化目錄TOC\o"1-3"\h\u239241、緒論 2184931.1研究意義 2244981.2國內(nèi)外甘蔗種植機的發(fā)展現(xiàn)狀 3203051.2.1國外甘蔗種植機械發(fā)展現(xiàn)狀 3261551.2.2國內(nèi)甘蔗種植機械發(fā)展現(xiàn)狀 365093、主要部件的設(shè)計 5239113.1開溝機構(gòu)的設(shè)計 5267893.1.1開行犁的設(shè)計 5123123.1.2滴灌溝犁的開溝的設(shè)計 646493.1.3種溝犁的設(shè)計 699583.2切種排種部件分析及設(shè)計 7192843.3.1覆膜裝置 7153053.3.2覆土裝置 8293.3.3鎮(zhèn)壓裝置 895274、結(jié)論 81558參考文獻(xiàn) 9

緒論1.1研究意義我國是世界第三大食糖生產(chǎn)國和消費國，其中，甘蔗是我國主要的糖料作物，其耕種面積占我國糖料蔗種植面積的85％以上，產(chǎn)糖量占食糖總產(chǎn)量的90％以上。隨著蔗糖業(yè)的發(fā)展，甘蔗產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為我國主產(chǎn)區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱和農(nóng)民增收的主要來源。目前，我國蔗糖生產(chǎn)大部分環(huán)節(jié)仍然靠手工作業(yè)，勞動強度大，生產(chǎn)成本較高，這不僅影響到甘蔗的產(chǎn)量、蔗農(nóng)種植的積極性，還影響到我國糖價在國際市場中的競爭能力。因此，提高甘蔗生產(chǎn)技術(shù)水平迫在眉睫。良種的推廣應(yīng)用和甘蔗生產(chǎn)過程機械化是提高甘蔗產(chǎn)量、降低生產(chǎn)成本的重要途徑。在甘蔗各個生長期中，水分和養(yǎng)分的及時供給和不同供給量是影響甘蔗產(chǎn)量的關(guān)鍵因素。我國甘蔗種植面積中，大部分是旱地，土壤貧瘠、保水性能差，不利于甘蔗生長。雖然在種植過程中采用了鋪膜技術(shù)，但并不能從根本上解決灌溉問題。隨著節(jié)水技術(shù)的發(fā)展和推廣應(yīng)用，地埋式灌溉技術(shù)憑借著增產(chǎn)增收、降低成本、保護環(huán)境、方便管理等優(yōu)點成為甘蔗種植中備受青睞的節(jié)水灌溉方法。目前，在現(xiàn)有機械中尚未有能實現(xiàn)深埋滴灌管的甘蔗聯(lián)合種植機，基本上是依靠人工作業(yè)，或由開行機自動開行布管。這種方式存在效率低、費時費力等問題，同時不管是先埋管后種植，或是先種植后埋管，都難以保證滴灌管與甘蔗之間距離的均勻性，從而影響甘蔗的生長。因此，研究設(shè)計埋管、種植聯(lián)合作業(yè)的甘蔗種植機對于提高甘蔗產(chǎn)量、降低成本是很有必要的。1.2國內(nèi)外甘蔗種植機的發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1國外甘蔗種植機械發(fā)展現(xiàn)狀（1）澳大利亞澳大利亞作為最早開始研制甘庶種植機械化研究的國家，是世界上甘庶種植機械化程度最高和技術(shù)最先進(jìn)的國家。全國約有520khm2的甘庶種植區(qū)，平均每位甘旗種植戶擁有高達(dá)67hm2的蔗田，部分甘蔗種植戶甚至擁有自己的糖廠。早在90世紀(jì)六十年代就已經(jīng)研制出較先進(jìn)的甘廉種植機，例如MassyFerguson公司研制的MF系列甘薦種植機，包括有＂MF20＂、＂MF24＂、＂MF50＂等能夠連續(xù)完成開溝、施肥、切種、排種、施化、覆土、鎮(zhèn)壓等７道工序，排種后兩秒鐘內(nèi)就覆土，保巧效果良好，可不必進(jìn)行初灌。其中＂MF20＂型和‘MF24＂型甘庶種植機結(jié)構(gòu)相似，采用實時切種的方式，使用轉(zhuǎn)子S形切刀進(jìn)行切斷庶種。整機的動力來自與拖拉機左右輪安裝的鏈輪驅(qū)動，整個傳動機構(gòu)為機械式，用鏈輪及鏈條來傳動，可Ｗ通過更換位于拖拉機后輪上的驅(qū)動鏈輪獲得四種不同的排種方式和株距。（2）古巴己西是世界上最大甘庶種植國，也是巴西的支柱型產(chǎn)業(yè)之一，據(jù)統(tǒng)計2013/2014棒季甘薦種植面積達(dá)到14250萬畝己西政府對于甘庶產(chǎn)業(yè)也非常重視，早在1970年就開始制定一系列的政策鼓勵甘庶產(chǎn)業(yè)的機械化發(fā)展，加之己西氣候溫和，甘藤種植區(qū)地處平原，十分有利于機械化推廣。目前，己西的甘庶種植作業(yè)機械化水平已經(jīng)處于發(fā)展中國家領(lǐng)先地位，綜合機械化已經(jīng)高達(dá)87%。但是在2004年的數(shù)據(jù)顯示，機械化種植甘薦面積僅占10%左右，依舊有很大的發(fā)展空間。己西的甘庶種植機械市場很多是澳大利亞和美國的農(nóng)機廠家所占據(jù)，例如澳大利亞的MasseyFerguson公司、TOFT公司、美國的CHN公司等。1.2.2國內(nèi)甘蔗種植機械發(fā)展現(xiàn)狀我國是從上個世紀(jì)60年代起就開始投入到對甘薦生產(chǎn)機械的研制，最初期的研究方向是畜力甘薦開行舉具等簡單機具。而我國真正對甘荒種植作業(yè)的機械化研究是從上世紀(jì)70年代中期開始，由于當(dāng)時歐美西方國家的技術(shù)封鎖，主要是采用自主研發(fā)的手段，特別是在廣東、廣西、福建、海南和云南等甘庶種植地，有大量的科研單位、高等院校和農(nóng)機生產(chǎn)廠家投入到甘蔗種梅機械的研制中，通過十幾年的研究和發(fā)展，取得了一定成果，研制出一批具有一定技術(shù)含量的甘薦種植機，代表機型包括有：＂廣東－2＂型甘庶聯(lián)合種植機、＂甘75-1＂型甘庶種植機和＂慶豐2CZ-1＂型甘庶聯(lián)合種植機等。早期我國甘蔗種植機械型號及性能參數(shù)見表。表1早期我國甘蔗種植機械型號及性能參數(shù)甘蔗種植機型號配套拖拉機生產(chǎn)率傷芽及漏播率/%排種方式種植行數(shù)研發(fā)單位“廣東-2型”紅衛(wèi)-400.4~053≤5實時切種式2廣東農(nóng)機所和平沙“甘75-1”型紅衛(wèi)-400.27~0.4≤5實時切種式2輕工業(yè)部甘蔗糖業(yè)“慶豐2CZ-1”型紅衛(wèi)-400.1~0.13≤5實時切種式2廣西農(nóng)機所和金光農(nóng)場從上世紀(jì)90年代開始，我國繼續(xù)加大對甘庶產(chǎn)業(yè)的投入力度，提高相關(guān)科研經(jīng)費的支出，推廣甘謊機械化種植技術(shù)，從政策上引導(dǎo)甘庶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，通過引進(jìn)國外的先進(jìn)的技術(shù)，借鑒并吸收國外的先進(jìn)設(shè)計理念，進(jìn)行仿制，為以后機型的研發(fā)打下基礎(chǔ)?？傮w結(jié)構(gòu)以及設(shè)計原理甘庶種植機的設(shè)計要滿足安全可靠，經(jīng)濟高效的要求。以下就驅(qū)動形式、旗種制備方式以及與拖拉機的連接方式等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)進(jìn)行方案設(shè)計分析。其中體結(jié)構(gòu)包括仿形輪、開溝機構(gòu)、導(dǎo)種槽、覆土機構(gòu)、覆膜裝置、肥料桶、滴灌管卷盤架等，各主要機構(gòu)如圖1所示。1.仿形輪2．開行犁3．滴灌溝犁4．種溝犁5．導(dǎo)種槽6．刮板覆土器7．覆膜裝置8．滴灌管導(dǎo)向架總成9．滴灌管卷盤架圖1甘蔗聯(lián)合種植機總體結(jié)構(gòu)圖該甘蔗種植機與拖拉機連接，由仿形輪調(diào)節(jié)開溝深度，開行犁先入土開溝，形成一寬行平溝；其后的滴灌溝犁二次開溝，形成底部平整的滴灌溝，同時在溝中布管并掩埋；緊接其后左右對稱分布的兩種溝犁開出一定深度和形狀的種溝，肥料先落入種溝被回填的少量泥土掩埋，蔗種隨后落入種溝中，然后通過覆土機構(gòu)和鋪膜裝置對蔗種進(jìn)行覆土和鋪膜保水。主要部件的設(shè)計3.1開溝機構(gòu)的設(shè)計開溝機構(gòu)作為甘蔗種植機的關(guān)鍵機構(gòu)之一，其功能是開出符合播種深度要求的溝槽，并為種苗的萌芽和生長提供良好的種床。在甘蔗種植中，要求深溝淺種，以確保前期種苗萌發(fā)和后期土壤積蓄水分。在現(xiàn)有的甘蔗種植機中，均能開出符合深度要求的蔗種溝，但幾乎都是一次性開溝，在旱地作業(yè)時，開溝阻力相對較大，且未有能完成深埋滴灌管的功能。同時，為了達(dá)到單位面積蔗田里的甘蔗有效莖數(shù)，常采用在一個蔗溝內(nèi)雙行品字形擺種方式，但由于蔗種溝普遍為V型溝，在覆土?xí)r容易將兩行的蔗種擠在一起，因而影響了蔗種的萌芽和生長。針對上述問題，本設(shè)計中提出了一種新型的甘蔗開溝機構(gòu)。該開溝機構(gòu)能依次開平溝、滴灌溝和蔗種溝，并同時開兩行蔗種溝，既能減小開溝阻力，又能與配套機具共同作業(yè)時深埋滴灌管提高抗旱能力，同時實現(xiàn)了一壟雙溝的種植方式，保證種植密度。該開溝機構(gòu)包括開行犁、滴灌溝犁和蔗種溝犁，各犁之間的裝配關(guān)系如圖2所示。1．種溝犁2．滴灌溝犁3．犁翼4．犁柱5．犁頭圖2甘蔗開溝機構(gòu)3.1.1開行犁的設(shè)計開行犁包括犁頭、犁翼和犁柱三部分。為了便于入土、破土，在本設(shè)計中將犁頭入土角設(shè)置為15°，犁尖比犁翼底面低4cm。在開溝器中，犁翼的張角越大，開溝器翻開泥土形成的種植溝寬度就越大，但開溝阻力也越大。在本設(shè)計中采用瓦片狀且底面水平的曲面作為犁翼，犁翼末端之間的距離應(yīng)在100cm以上，保證平溝的寬度和溝底平整性，防止過多的泥土回填影響到種植溝的開溝深度?？紤]到在工作過程中，犁頭的損壞概率和程度一般比犁翼要高，因此，設(shè)計中犁翼與犁頭通過螺栓連接，從而方便犁頭的更換，提高機構(gòu)的靈活性。犁柱焊接在兩犁翼之間，并通過上端的4個連接臂與機架連接。開行犁主要的作用是初步開出溝深為10～15cm、溝底寬80cm的平溝，減小后方滴灌溝犁和種溝犁的開溝阻力。3.1.2滴灌溝犁的開溝的設(shè)計地埋式滴灌技術(shù)是指通過把滴灌管鋪埋在耕作層中，把農(nóng)作物生長需要的水、肥、藥直接輸送到農(nóng)作物根部區(qū)域，既能減少工作量，節(jié)約成本，又能提高農(nóng)作物產(chǎn)量。地埋式滴灌技術(shù)自上世紀(jì)80年代開始在多個國家中大面積推廣應(yīng)用，并成功應(yīng)用到甘蔗種植上，每畝產(chǎn)量可達(dá)到8t以上，比普通種植成本低20％～30％?？紤]到滴灌管的掩埋深度在30cm以上，本設(shè)計中選擇結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量小、入土能力較強的鋤鏟式開溝犁，其底面為水平面，確保能平鋪滴灌管。滴灌溝犁通過開行犁犁柱上的固定裝置安裝到開行犁中，其安裝高度可根據(jù)實際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。滴灌溝犁的作用是在平溝的基礎(chǔ)上，開出溝深15～18cm、溝底平整、寬為6～8cm的滴灌管溝。3.1.3種溝犁的設(shè)計甘蔗種植中，寬行距是甘蔗收獲機械化的基礎(chǔ)，但有效莖數(shù)會減少，造成減產(chǎn)問題，一壟雙溝是解決這種現(xiàn)象的有效方法。目前，我國普遍采用1450mm×250mm的種植方式，富來威農(nóng)機制造有限責(zé)任公司還研發(fā)了能開出W型溝底的組合式開溝器，實現(xiàn)一壟雙溝的種植方式。在本設(shè)計中考慮到滴灌管的存在，采用寬窄行交叉種植模式，大行為1400～1500mm，小行為400～500mm。種溝犁采用甘蔗種植中常用的八字開溝犁，兩種溝犁在滴灌溝犁后方左右兩側(cè)對稱安裝，如圖2所示，兩種溝犁之間距離可在40～50cm范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，且安裝高度也可調(diào)。種溝犁的作用是開出深度10cm，上口寬10～15cm的V型蔗種溝。3.2切種排種部件分析及設(shè)計切種部件是實時切種式甘庶種植機的核也技術(shù)部件，切種效果的好壞直接作為實時切種式甘庶種植機的評價標(biāo)準(zhǔn)，可見切種部件的重要程度。Ｗ下對切種部件的喂入操作方向和切斷方式進(jìn)行方案對比選擇。（1）實時切種部件的喂入方式有兩種：一是立式喂入，另一種是臥式喂入。通過實地考察和試驗發(fā)現(xiàn)，立式喉入操作需要操作工人站立操作，勞動強度大，同時甘庶需要立式放置才能很好的供給喂入操作，較難實現(xiàn)。臥式喂入則可Ｗ使操作工人坐姿操作，甘庶橫臥放置于身邊的甘庶堆放平臺即可，方便操作甘勞動強度小，故木機型選用臥式喂入的操作方式。（2）切斷方式也分為兩種：一是采用旋轉(zhuǎn)的砍刀砍斷的方式，二是采用滾動的對置滾刀剪切的方式。其中旋轉(zhuǎn)砍刀砍斷的方式出現(xiàn)的較早，早在上世紀(jì)六屯十年代澳大利亞研制的甘庶種植機就開始使用這種方式進(jìn)行切種?？车犊城械姆绞浇Y(jié)構(gòu)較簡單，靠兩把旋轉(zhuǎn)的砍刀進(jìn)行砍斷，砍庶效果較好，砍斷率高，巧是由于缺少夾持裝置，甘藤需要靠操作工人手工喂入，長度和喂入量都不能很好的保證，種植效果較差。后期改進(jìn)的型號又加裝夾持機構(gòu)，均勻性有所提高，但是由于砍刀裝置與夾持裝置物流方向成垂直布置，機構(gòu)較復(fù)雜，成本高。3.3覆膜覆土鎮(zhèn)壓部件分析及設(shè)計覆膜覆土鎮(zhèn)足部件一共有三個部分，分別是覆膜裝置，覆土裝置和鎮(zhèn)壓裝置。3.3.1覆膜裝置覆膜裝置是藤種落入溝中，并完成施水等動作后，進(jìn)行覆膜功能的裝置。甘藏種植的覆膜可定程度上防止蟲害，保持水分，提高荒種的成活率。甘庶種植用薄膜有兩種規(guī)格，為400mm和500mm，本機型的覆膜裝置采用限位插銷作為調(diào)節(jié)寬度的限位措施。三維示意圖如圖3圖3覆膜裝置三維示意圖3.3.2覆土裝置覆土裝置是將己經(jīng)排放的庶種和鋪好的薄膜用±壌進(jìn)行覆蓋，保護庶種，防止薄膜被吹起，使甘庶種植機的前進(jìn)過程完成自動抽膜。目前，在我國農(nóng)業(yè)種植作業(yè)中雙圓盤覆土裝貴是旱田種植機械上使用和配備最為廣泛的覆±裝貴。早期使用的雙圓盤覆土裝置是不可調(diào)巧，溝寬適用性差，往往覆±效果不理想，現(xiàn)在將其改進(jìn)為寬度可調(diào)節(jié)式滾動雙圓盤覆上裝貴，能夠更好的適用于不同王質(zhì)，同時滾動可以減小覆土阻力。此種類型的覆土裝置技術(shù)成熟，有很多廠家生產(chǎn)，維護方便，為降低成本，直接購入化關(guān)配件即可，采購尺寸為30mm。3.3.3鎮(zhèn)壓裝置鎮(zhèn)壓裝置的作用是減少±壤中空隙，降低水分蒸發(fā)使±壌保楠，有利于庶苗的發(fā)育。目前，鎮(zhèn)壓裝置大多是輪式鎮(zhèn)壓裝置，分為橡膠空屯輪式、橡膠實屯、輪式、鋼圈輪式和實也鋼制輪式等，其鎮(zhèn)壓能依次遞增，而甘庶種植多選橡膠輪式或者鋼圈輪式，從成本考慮，本機型采用鋼圈輪式。由于鎮(zhèn)壓裝置在處于多泥沙、水分含量大的工作環(huán)境，不適合使用軸承，通常鎮(zhèn)壓輪軸與鎮(zhèn)壓輪孔采用間隙配合，使用較多潤滑油防止磨損。三維示意圖如圖所示。圖4鎮(zhèn)壓裝置三維示意圖結(jié)論根據(jù)甘蔗種植的農(nóng)藝要求，并結(jié)合先進(jìn)的地埋式滴管