果园开沟施肥机的设计【三维SW】

喜欢这套资料就充值下载吧。资源目录里展示的都可在线预览哦。下载后都有，请放心下载，文件全都包含在内，有疑问咨询QQ:414951605 或 1304139763 果园开沟施肥机的设计 张盼1 李平1 (1. 塔里木大学机械电气化工程学院， 新疆 阿拉尔 843300） 摘要：随着农业产业结构的调整，葡萄、红枣已成为新疆兵团优势林果经济发展和职工增收致富的新亮点和支柱产业。新疆兵团目前葡萄的栽培面积为4.8万公顷，红枣的栽培面积为10.9万公顷；但在葡萄、红枣栽培过程中机械化生产水平还不高，果树的施肥主要依靠人工作业，作业效率低，劳动强度大，施肥难以保证均匀。采用果园开沟施肥机来代替人工开沟施肥，不但可以节省大量劳动力，提高作业效率降低生产成本，而且开沟与施肥质量也比人工要好。为了确保开沟施肥质量、提高作业效率、降低生产成本就需要一种作业性能稳定的开沟施肥机具。因此，符合生产要求的果园开沟施肥机在国民经济中具有重要的现实意义。 关键词：林果经济；开沟与施肥；作业效率；均匀 中图分类号:TD451 文献标识码：A 0引言 随着我国农业产业结构的优化调整，特色林果业己成为农民致富的一条重要渠道，传统的种植模式导致果园种植密度大，果树矮化，果树间距小，不利于现有机具通行。果树的开沟施肥作为果树保质增产的必要园艺环节，目前基本还处于人工作业阶段。新疆兵团目前葡萄的栽培面积为4.8万公顷，红枣的栽培面积为10.9万公顷；但在葡萄、红枣栽培过程中机械化生产水平还不高，尤其缺乏专用配套的果园开沟施肥机具。人工开沟施肥，劳动强度大，工作效率低，施肥均勾度差；果园开沟施肥机在国民经济中具有重要的现实意义，主要表现在以下几个方面。首先，能降低果农劳动强度。果园开沟施肥机不仅能大大降低果农劳动强度，改善生产条件，还能解决劳动力季节性短缺的问题。其次，能提高农业资源利用率。利用机器对果树树进行施肥，施肥均匀，能提高肥料的利用率，还能减少肥料对水土资源的污染，保护生态环境。再次，提供优质和安全的果品。果树机械的应用，能很好的控制果树生产过程中的施肥用量，降低化肥在土壤中的残留量。在葡萄、红枣施肥作业环节，除了采用人工开沟、施肥外，仅部分使用了犁铧式开沟机辅助开沟作业，仍然需要人工完成施肥及埋沟填平工作。这样不仅浪费了大量的人力、无力，而且效率较低。因此果园开沟施肥联合作业机对于生产具有非常重要的现实意义。 1总体设计思路 果园开沟施肥联合作业机主要由机架、圆盘开沟装置、施肥装置、埋沟覆土装置、传动系统和地轮限深装置等部分组成。 1.1设计原理 开沟装置是本机的主要工作部件，主要由开沟刀盘和开沟刀组成。开沟刀盘回转半径取决于刀轴传动箱尾部圆角半径、最大开沟深度及开沟机处于最大开沟深度时传动箱底部离地间隙［8］。在满足开沟深度要求的前提下，开沟圆盘工作半径越小，整机结构越紧凑，消耗的功率越小。通过计算得到合适的尺寸。 果园开沟施肥联合作业机采用拖拉机动力输出轴输出动力驱动传动机构，通过万向节、齿轮箱带动开沟刀轴、开沟刀转动，达到开沟的目的。设计合适的传动箱、齿轮和轴的尺寸。 此果园开沟施肥联合作业机地轮和地轮链轮是作为一个整体装配的。当机具前进时，地轮和地轮链轮同时转动，地轮链轮通过链传动带动肥料箱中的绞龙转动实现排肥作业。准确实际链轮、链条和绞龙叶片方向。 覆土的质量与覆土圆盘的倾斜角度有密切的关系，要得到合适的倾斜角度需使覆土圆盘能在两个维度里旋转。 1.2设计总体结构 果园开沟施肥机的总体结构示意图，如图1所示。 作业时，拖拉机悬挂装置与机架三点悬挂联接，整机质量由拖拉机承担。 拖拉机的动力输出轴通过万向联轴器与传动箱相连，传动箱内有两个锥齿轮及三个直齿轮，将动力通过开沟传动轴传至开沟刀盘，刀盘旋转实现开沟。 当机具前进时，地轮和地轮链轮同时转动，地轮链轮通过链传动带动肥料箱中的绞龙转动实现排肥作业。 覆土装置将土回填入沟内，完成整个作业过程。 1.机架 2.传动箱 3.肥料箱 4.排肥传动装置 5.地轮限深装置 6.覆土装置 7.排肥装置 8.开沟装置 图1 开沟施肥机整体结构图 2关键部件的设计 2.1开沟装置的设计 开沟装置是本机的主要工作部件，主要有开沟刀盘和开沟刀组成，如图3-1所示。开沟刀盘回转半经取决于刀轴传动箱尾部圆半径r、最大开沟深度及开沟机处于最大开沟深度是传动箱底部离地间隙。其数学表达式为 Ｒ≥r++ (3-1) 其中，各项参数为: r = 90mm，=400mm，=10mm。 将上述参数带入后可得: Ｒ≥500mm 在满足开沟深度要求的前提下，开沟圆盘工作半径越小，整机结构越紧凑，消耗的功率越小，故取开沟圆盘装置回转半径为 500mm。为了使土粒能够顺利抛出，切土刀的最大线速度通常在5～ 12m/s范围内选取。该机开沟刀盘回转直径为D=2R =1000mm，可求得刀盘转速n=≈133.76～286.62r/min。取较大值时,抛土较远而均匀，并有利于切断土中作物残根等，但功耗较大、生产率降低。由于开沟深度较深，为了使开沟后土粒可以顺利抛出，取切削线速度为11.5m/s，求得刀盘转速为219r/min。 2.2施肥传动系统的设计 果园开沟施肥联合作业机地轮和地轮链轮是作为一个整体装配的。当机具前进时，地轮和地轮链轮同时转动，地轮链轮通过链传动带动肥料箱中的绞龙转动实现排肥作业。按每667施肥量 1 000kg、行距3.5m计算，开沟施肥时每米施肥量约为5.23kg，在连续施肥的情况下，机具前进一个株距时，绞龙生产率为 Q =vg/S (3-2) 其中，v为机具的前进速度，v=1km/h;g为施肥量,g=3.3kg /株;S为机具前进距离，S=0.633m。代入各参数,计算得Q=5.21t/h。 绞龙转速的计算公式为 n=Q/( 47D2scγΦ) (3-3) 其中，Q为铰龙生产率Q=5.21t/h;D为螺旋叶片直径选取D=0.15m;s为螺旋叶片的螺距,选取s= 0.15m;c 为倾斜修正系数，倾斜角度≤5°时,c=0.9;γ为物料的容重，取γ=0.8t/m3;Φ为充满系数，选取Φ=0.8。计算得n=57.02r/min。取地轮直径d=380mm，地轮线速度(即拖拉机前进速度) 为1km/h，由此计算得地轮转速n0=50.28r/min,则地轮传动的传动比i=n/n0=1.14。因此,设计施肥传动个链轮齿数为: 地轮链轮 Z6= 23，中间过渡链轮和铰龙链轮为 Z7=Z8=Z9=20。 2.3 覆土装置的设计 开沟施肥机开沟并施肥后由覆土装置将沟填平，要保证覆土质量，覆土圆盘需要有合适的斜度。要满足此斜度，需使覆土圆盘能在两个维度里旋转。本设计中的这种结构使覆土圆盘既能在x-y平面内左右转动，自身又能沿转杆360度旋转，可以充分满足覆土圆盘需要的斜度。 3总结 本文以新疆果园主要果树（葡萄、红枣等）为研究和服务对象，针对其矮化、密植的种植特点，以功耗低、可操作性好为目标，结合专业知识以及实践基础，提出了一种果园开沟施肥联合作业机具。本机具有以下特点： （1） 本机器结构简单、紧凑,各个零件的要求较低，便于生产加工； （2）该机器工作可靠，能较好地满足果园的开沟和施肥工作，在田间作业时对土壤的要求不高，对于新疆沙土地的实际条件，可以实现较高的工作效率。 本文介绍的果园开沟施肥机成本低，效率较高，和小型四轮拖拉机配合使用，具有操作简单，占地面积小等诸多优势。能较好的满足承包户的经济要求，以及实际生产要求。 参考文献 [1]新疆生产建设兵团统计局，国家统计局兵团调查总队．新疆生产建设兵团统计年鉴2014[M].北京:中国统计出版社,2014． [2]尹大庆,韩永俊,张建平.工程开沟机工作机理的研究[J].农机化研究2003(3):77－78． [3]袁京生,陈坤.国外开沟机技术现状及产品特点[J].工程机械与维修,2011(6):150－151． [4]李德胜,郭辉.果园施肥开沟机的研究现状[J].农业科技与装备,2011(6):53－55． [5]韩永俊，尹大庆,冯江,等.1KL－100 型立式螺旋开沟机的设计[J].农机化研究，2000(4):66－68． [6]张汝坤,吴福明,冉国伟，等.1KS－22 型双轴开沟机设计研究[J].云南农业大学学报,2005，20(6):850－853． [7]阿布里孜·巴斯提，兰秀英，贡献，等.1K－40型偏置式果园开沟机的研制[J].新疆农机化，2009(4):36－37． [8]刘天星,卜永清，何彦平，等.圆盘式开沟埋草一体机的研究[J].中国农机化学报，2014，35(2):155－158．