马铃薯播种机设计(3)

2019-05-24 21:45

华中农业大学本科毕业论文(设计)

析,为了使种块不至于从勺内落下,多余的种子也不能稳定在勺内,要求取薯勺的宽度要大于种子长度的0.5倍且小于种子厚度的1.5倍。因为种子的尺寸规格为20mm×20mm×20mm,这里取取薯勺的宽度应为20×1.25mm=25mm。同时为了取薯时有足够的时间和空间,取薯勺的长度尺寸也必须大于种块长度的1.5倍,因此长度至少为20×1.5=30mm,这里取35mm。通过查阅《农业机械设计手册》(陈志,2007),可知种薯块的自然休止角一般为30°,因此取薯勺内的角度应小于或等于其自然休止角,这里也取30°。

5 排肥器的选型设计

5.1 排肥器的性能要求

(1)排肥量稳定、均匀,不受肥箱内肥料的多少、地形倾斜起伏及前进速度等因素的影响。

(2)通用性好,能施多种肥料。要求排肥器除了能排施流动性好的颗粒状化肥和复合颗粒化肥外,也能排施流动性差的粉状化肥。

(3)排肥量调节灵敏、准确,调节范围能适应不同化肥品种与不同作物的施用要求。

(4)工作阻力小,使用调节方便,便于作业后清理残茬化肥。

(5)排肥器所有与肥料接触的机构、零件最好采用防腐耐磨材料制造。

5.2 常用排肥器的种类和特点

常用的化肥排肥器有以下几种类型:

(1)外槽轮式排肥器 外槽轮排肥器工作时,外槽轮旋转,颗粒化肥靠自重充满槽轮的凹槽并被槽轮带着一起旋转,在槽轮外面的肥料在槽轮的拔动和肥料颗粒之间的摩擦力作用下也被带动起来由槽轮强制带出,从排肥舌上调入输肥管,然后经开沟器导入种沟。该排肥器转动的槽轮和不转动的阻塞套可以在排种盒内随排种轴左右移动,通过改变槽轮的长度来调节排肥量。外槽轮排肥器的槽轮可以换成齿轮。槽轮的齿数相对排种器的来说有所减少。

(2)星轮式排肥器 工作时,旋转的星轮星齿间的化肥强制排出。常用两个星轮对转以消除肥料架空和锥齿轮的轴向力。该排肥器的肥箱底部装有活页式铰链,箱底可以打开,便于消除残存的化肥;星轮的拆卸也很方便。排肥量的调节可以通过调节手柄改变排肥量活门的开度来实现。

(3)螺旋式排肥器 其主要工作部件是排肥螺旋。工作是螺旋回转,将肥料导入排肥管。在排肥量较小时,螺旋式排肥器的排肥均匀性很差 (4)水平刮板式排肥器 水平刮板式排肥器是近年来我国为解决碳酸氢铵排肥问题而研制的一种排肥器。它的基本特征是由在水平面旋转的曲面刮板或弹击刮板将化肥排出。

(5)搅---拨轮式排肥器 这是一种通用型排肥器。其突出特点是能有效地消除肥料的―架空‖可靠的排施含水量很大的碳酸氢铵。缺点是清肥不便。 (6)振动式排肥器 由于震动关系,肥料排量受肥箱内肥料多少、肥料密度、粘结力等的影响较大排肥量的稳定性和均匀性差。

在马铃薯的种植过程中,不同的化肥往往需要选用不同的排肥器,马铃薯播

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种的时候所用的一般是硫酸铵或磷酸二铵等颗粒化肥,其含水率都低于1%。通过对以上几种排肥器的比较以及马铃薯施肥的要求,本次设计决定选用移动式外槽轮排种器。这种排肥器的优点在于其可以把它的槽轮换成齿轮,工作原理也与槽轮时相同。槽轮轮式排肥器一般用于排施流动性教好的颗粒状化肥,具有较好的排肥稳定性和均匀性,但缺点是不能用于排施流动性差的化肥。其结构如图5—1所示。

1.卡箍;2.轴销;3.花形挡圈;4.外槽轮;5.阻塞套;6.排肥杯;

7.排肥舌;8排肥轴;9排肥舌轴

图5—1移动式外槽轮排肥器

Figure 5—1 the fluted roller fertilizer apparatus

5.3 排肥量的计算

外槽轮排肥器的排肥量可以通过公式5—1计算。

?a0fq????? (5—1) Q??dLr ?t???式中:d—外槽轮的直径,d取45mm

L—外槽轮的有效长度,L取126mm

r—肥料的密度,施用的化肥为磷酸二铵,其密度为789g/L。 a0—槽内肥料充满系数,一般取0.7

fg—单个凹槽的截面积,通过实验计算选取fg=66.76mm2 t—槽轮凹槽节距。通过计算得到t=dπ/z=20.2mm λ—带动层特性系数。取0.5

经计算得Q≈5.5kg/acre,这里取6kg/acre

6 开沟器的选型设计

6.1 开沟器的性能要求

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开沟器是播种机上重要的部件之一,其功用是开沟、整理种床、自动覆土和导种、肥入土,开沟器工作性能的好坏将直接影响播种质量和种子发芽生长条件。因此,开沟器应满足如下几个条件:

(1)开沟直、深浅一致,幅宽合适,沟底平整,有一定的自动覆土功能; (2)有良好的入土性能,不壅土、不缠草、不堵塞、阻力小、工作可靠; (3) 使种子全部落如沟底,行内种子分布幅度、均匀度应符合农业技术要求。

6.2 现有开沟器的种类和特点

根据开沟器的入土角不同可分为锐角和钝角二种。

⑴ 锄铲式开沟器:属于锐角型开沟器,工作时开沟器随着播种机向前移动,土壤在铲前突起,两侧土壤受挤压而分开,开沟器离开后沟壁上的土壤自行下落覆盖种子。其优点是结构简单、入土能力强、工作阻力小,a=3~6cm,R=30~65N/个。缺点是易壅土和缠草,会使干湿土混杂,高速作业时播深不稳。

⑵ 双圆盘开沟器:钝角型开沟器,主要由一对平面圆盘、开沟器体、圆盘轴和散种板组成。工作时,两圆盘向前滚动,利用两圆盘在前下方一点(称聚点)接触所形成的夹角,将土壤向两侧挤压,开成中间代邮凸尖的沟(沟底呈W形)。种子和肥料由种、肥输入管通过开沟器体上的种、肥输送筒落入沟底。工作平稳、沟形整齐、不乱土层、断草能力强。但结构复杂、尺寸较大,工作阻力大。a=4~8cm,R=80~160N/个。

⑶ 芯铧式开沟器:锐角型开沟器,工作时先由芯铧入土开沟,两个侧板向两侧分土形成种沟。开沟宽度大、入土性能好,但工作阻力大。a=6~12cm,R=200~800N/个。

⑷ 滑刀式开沟器:钝角型开沟器,工作时滑刀在竖直方向切入土壤,刀后侧板向两侧挤压土壤形成种沟。特点是靠重力入土,沟深稳定、沟形整齐、不乱土层,断草能力强、工作阻力大。a=5~10cm,R=200~400N/个。

6.3 开沟器的选型

马铃薯播种机通常在新耕地上进行播种,新耕地的杂草和残茬对开沟器的影响不大,出现缠绕和堵塞的几率不大,再考虑到开沟的性能和经济因素,本次设计决定选用锄铲式开沟器,锄铲式开沟器由翼铲、筒身和深浅调节扁钢组成。其优点是:(1)开沟深度大,因为要求开沟深度最大达到180mm,上述几种开沟器只有锄铲式能达到要求;(2)开出的地沟平整、开阔,受地形的影响较小;(3)结构简单,易于制造与维护。

6.4 开沟器结构参数的确定

6.4.1 入土角α的确定

入土角α选得过大,开沟器工作时土壤上移大,土层也抬得高,并有相互混乱的趋势,同时还会加大工作阻力;入土角也不能选得过小,过小的入土角将会造成刃部强度减弱。通常情况下入土角的取值范围在30°~50°之间,为了保证入

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土能力,因此入土角不应该取得太小,这里取入土角为45°。

此处删减NNNNNNNNNNNNNNNN字 需要整套设计请联系q:99872184。

地轮安装在地轮轴上,两端各紧挨着链轮,两轮间的距离为400mm。

图10—1 行走轮

Figure 10—1 the road wheel

10.4 行走轮转速的计算

按照设计要求和参考有关资料,该播种机生产率为3.2~4.1hm2/h,幅宽1100mm,因此,机器的行进速度为:

v?s?41006500???~??3600?0.79~1.21m/s取平均速度为v=1m/s,按照配b?1.51.5?

2?nr60 (10—1)

套拖拉机的结构尺寸和常用播种机的地轮大小,取地轮直径为500mm,有

v?wr?式中 v ——地轮轴的转速(m/s); w ——地轮轴的角转速(rad/s);

n ——地轮的转速(r/s)由公式(10—1)得n≈38r/min

r ——地轮的半径(m);

11 结论与建议

11.1 结论

(1)本设计书较全面的阐述了马铃薯播种机的概况和发展历程,提出了现时存在的问题,并着重分析了总体结构设计及排种器、开沟器和镇压轮的设计思路,提出了马铃薯播种机的总体设计方案。

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(2)马铃薯播种机与拖拉机挂接使用,可一次性完成开沟、播种、施肥、镇压、覆土等多项工作。 (3)在拖拉机与马铃薯播种机的挂接使用中必须注意整个机组工作时的稳定性,以达到机组设计的性能要求,因为直播机是中轴对称的,所以在稳定性的讨论中,最重要的是纵向稳定性的分析。

(4)开沟器部分的设计通过比较了解多种相关机型,在原有开沟器的基础上设计了锄铲式开沟器,能实现种肥分施。

(5)排种器采用升运链式,排肥器采用外槽轮式。

11.2 建议

(1)在本次设计过程中,由于理论知识掌握得不够,因此在设计一些装置时往往需要很长的时间和精力,而结果也不大理想(譬如对机组传动装置的分析做得不够),以后将进一步加强这方面的研究,以不断完善马铃薯播种机的基础设计理论。

(2)由于条件有限,没有实际的参照机械,因此只能通过书上的图形再结合自己的想法进行设计,因此有的数据只能大体估算(如排种箱体的结构尺寸),不能很准确地确定机具的结构形状、受力情况以及性能指标。

(3)在对传动装置进行设计时仍采用的传统的设计方法,虽然有机械设计手册等软件可以应用,但是在今后希望能学到并能使用一些现代设计方法,进行优化设计,使整机性能更稳定。

(4)设计时需要理论与实践相结合,应多参考一些有借鉴意义的实际机型。 (5)做毕业设计,应尽快着手,要充分理解设计的目的与要求,合理安排时间,制定符合实际的进度表。应该多参阅文献资料和实际相关机型,将设计中出现的问题逐个击破,尽力做到最好。

(6)在本次设计中,没有合理安排设计进程,因此时间不够的现象,经过这次的经历,我一定能够在以后的工作和生活中优化自己的时间和计划安排。

参 考 文 献

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

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李亦清,韩建强.2CM—2T型系列马铃薯种植机.农机与食品机械.1998,2:24

刘天国,邬文斌.亚地2CM马铃薯种植机系列产品的开发与研究.农村牧区机械化 2000, 2:21~22

马建忠,高海明. 马铃薯播种机的改进和推广应用. 新疆农机化.2005,4:17~20

聂延军,江涛.夹持式马铃薯播种机的探讨.农村牧区机械化.2007,2:41 濮良贵,纪名刚.机械设计(第七版).高等教育出版社.2001. 90~120

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