小型果園開溝機的設計

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小型果園開溝機的設計

科學依據(包括課題的科學意義;國內外研究概況、水平和發展趨勢;課題任務等)

科學意義:

近年來,隨着農業產業結構的調整和國家對三農問題的關注,以及對農業投入力度的加大,農民種植經濟作物的積極性明顯增加。當前人們生活水平的提高,大中城市對新鮮瓜果蔬菜的需要量越來越大,種植面積也在日益增加。在果蔬的種植管理中,經常需要在地中間開挖排灌溝、施肥溝,並且需要不斷地改變溝渠的位置,以利於果樹、蔬菜的正常生長,單從種植管理的角度來說,對溝壁、溝型並沒有過分特殊的要求,只希望溝中的水能流通、肥料能保證供應、果蔬的根部不被水泡爛、不缺肥即可。但從世界範圍內有限的土地資源不斷減少,節約用地的角度來說,卻希望溝壁儘可能陡直。

目前全世界範圍內耕作制度發展上存在兩個明顯的趨勢:一是種植制度上熟制由少到多;二是在耕作次數上由多到少。這是因爲人口的增加,土地的減少,對糧食及飼料的需求不斷增加,迫使人們提高單產而積極發展多熟制;另一方面爲減少能源消耗,保持水土,降低成本,則尋求新的耕法代替傳統耕法,即推廣少耕和免耕。

隨着科技的發展,機械化栽培方式正在逐步代替手工勞作,極大地降低了勞動強度,但是機械化作業中由於機器在田間的多次碾壓,土壤被壓實而板結。大量試驗研究表明:採用保護性耕作對實現農業可持續發展,改善土壤的固、液、氣三相比例,從而達到增產增收的目的具有重要的意義

國內外研究概況:

國外開溝機的代表機型有:切削鏈式開溝機、螺旋助推式開溝機、側置式公路開溝機、圓盤旋轉式開溝機,主要特點是以大功率,重機型爲主,功耗大,體積也大。

我國開溝機的種類很多,60年代開始從國外引進,從七十年代開始正式研製旋轉開溝機,通過自身研究和借鑑國外的經驗,目前逐步形成了適合我國國情的開溝機系列,到現在已經有幾十種型號。其主要型式有四種:

(2)鏈齒式開溝機

1992年,江西省農機研究所和江西農業大學針對果園開溝,設計了與豐收180GV拖拉機配套的1K-30型鏈齒式開溝機,開溝機通過鏈條上的刀齒逆向切削土壤,切削垡片由鏈齒出溝面,再由雙向攪龍輸送到溝兩測,完成開溝作業。

1K-30型鏈式開溝機主要特點;開溝理管時,溝形一次成型,種植山藥可不開溝只鬆土,刮土板改變刀齒排列,達到深鬆土60~100cm,可節省大量人力。配套拖拉機功率17~37kw,開溝深度600mm、1000mm、1500mm,開溝寬度140mm、160mm、200mm、300mm,工作速度200~600m/h。

(3)螺旋式開溝機

2019年東北農業大學針對了泥炭(沼澤地的產物)的開採而設計了一種1KL-100型立式螺旋式開溝機,其工作部件採用錐螺旋式攪龍切拋土,可開挖出較大型梯形溝渠。在立式開溝機的思路上,2019年昆明市農業機械研究所又研製出1KS-22型雙軸立式旋轉開溝機。採用雙軸結構,兩套旋轉方向相反的刀軸同時切拋上下溝土,能開出小型矩形溝渠。

(4)圓盤式開溝機

圓盤式開溝機屬旋轉式開溝機,將開溝部件做成圓盤式結構,利用動力輸出軸帶動刀盤旋轉切削土壤,我國從七十年代開始正式研製,通過自身研究和借鑑國外的經驗,目前逐步形成了適合我國國情的開溝機系列。定型爲東方紅-75拖拉機配套的1KD-100單圓盤旋轉開溝機和1KD-100雙圓盤旋轉開溝機,爲鐵牛-55拖拉機配套了1K-80雙圓盤旋轉開溝機。結合我國國情出發的:即要求重量輕,結構簡單,又要求能耗小,生產率高。到80年代,圓盤式開溝機又生產出一系列產品:1KSQ-35型(配套8.8千瓦拖拉機)、1K-0型、1K-35-1A型、1K-35型、1KH-35型等。

課題任務:

主要設計一種小型耕整機爲動力,適合於在柑橘園工作的小型開溝機。包括小型開溝機的總體設計和零部件設計。包括開溝工作裝置的結構類型的選擇、生產率的確定、結構參數和運動參數的設計、動力傳遞方式、所需功率的計算與配套、零部件的設計、計算與校覈、圖紙繪製等。要求:設計出一臺小型果園開溝機。確定的工作裝置的選型合理、結構參數和運動參數設計科學、動力傳遞與配套合理、零部件的設計與計算精確、繪製的圖紙規範、準確。

設計思路:

在小型農用耕作機上設計一種後置開溝機,利用小型耕作機的動力帶動整個開溝部件的運轉,開溝的刀盤採用左右兩塊,在刀盤上焊接刀座,用螺栓將刀座和旋耕刀聯接起來;通過螺栓將刀盤與刀軸聯接起來,使刀盤旋轉,進行開溝工作,刀盤的具體的參數在設計過程中根據要求逐一選取;爲了滿足旋耕刀工作時的滑切性能和脫草性能且在果園進行工作,故選用彎刀做爲開溝工具;爲了更好的提高碎土性能和對操作者進行保護,設計左右兩塊弧形擋板,最後設計一個支撐架杆,對整個開溝部件進行固定。

研究計劃

2019.12.25-2019.1.10 指導老師下達研究課題的任務書;

1.11-3.8 查閱相關文獻資料,提交開題報告,完成文獻綜述,外文翻譯;

3.9-3.12 確定總體設計方案

3.13—3.25 完成總體設計,繪製零件草圖;

3.26-5.25 完成零部件設計、撰寫設計說明書

5.26-6.10 準備答辯和參加答辯。

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