一種新型前置式開溝機的研究設(shè)計含3張CAD圖帶開題

一種新型前置式開溝機的研究設(shè)計含3張CAD圖帶開題,一種,新型,前置,式開溝機,研究,鉆研,設(shè)計,cad,開題 XXX 設(shè)計（XX）任務(wù)書 學(xué)院 專業(yè) 論文題目 一種新型前置式開溝機的設(shè)計 學(xué)生姓名 學(xué) 號 起訖日期 指導(dǎo)教師姓名（簽名） 指導(dǎo)教師職稱 指導(dǎo)教師工作單位 院（系）領(lǐng)導(dǎo)簽名 下發(fā)任務(wù)書日期 ： 20XX年2月 20日 題 目 一種新型前置式開溝機的設(shè)計 論文時間 2012年2月20日至 2012年6月1日 課題的主要內(nèi)容及要求(含技術(shù)要求、圖表要求等) 根據(jù)以下參數(shù) 配套動力：東風(fēng)——12型手扶拖拉機 外形尺寸/mm：1600×950×1050 刀尖旋轉(zhuǎn)直徑/mm：720 刀盤轉(zhuǎn)速/rpm：444 適用范圍：土壤堅實度15kg/cm2以內(nèi) 土壤含水率≤40% 溝寬/mm：上口 170-200 下口 120-140 溝深/mm：100-300 開溝速度/m/min：Ⅰ檔 12.5 Ⅱ檔 22.5 拋土幅寬/m：兩側(cè)各2.5以上 設(shè)計一種新型前置式開溝機，完成總裝圖及零件。編寫設(shè)計說明書；完成專業(yè)外文資料翻譯1份。 課題的實施的方法、步驟及工作量要求 設(shè)計方法：學(xué)生在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，利用所學(xué)的課程并自學(xué)有關(guān)知識，掌握機械設(shè)計的特點、方法，借助《機械設(shè)計手冊》等技術(shù)資料，完成本機設(shè)計。 設(shè)計步驟：調(diào)研收集設(shè)計資料——根據(jù)所給定的參數(shù)制定總體設(shè)計方案——完成總裝圖及部裝圖——完成零件圖——編寫設(shè)計說明書。 工作量要求：設(shè)計圖紙工作量合計3張零號圖紙；畢業(yè)設(shè)計說明書不少于8000漢字；外文資料原文(與課題相關(guān)的1萬印刷符號左右)，外文資料翻譯譯文（約3000漢字）。 指定參考文獻 [1]龐偉. 一種新型前置式開溝機刀盤的研究設(shè)計[J]. 黑龍江. 農(nóng)機化研究. 2002.4 [2] 濮良貴.機械設(shè)計（第七版）[M]. 北京：北京高等教育出版社， 2001 [3] 候鎮(zhèn)冰.機械設(shè)計制圖手冊 [M]. 上海：同濟大學(xué)出版社,1991 [4] 北京農(nóng)業(yè)機械化學(xué)院.農(nóng)業(yè)機械學(xué)[M].北京：農(nóng)業(yè)出版社，1986 [5]成大先.機械設(shè)計手冊（第七卷）[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002 畢業(yè)設(shè)計(論文)進度計劃(以周為單位) 第 1 周（2012年 2月20日----2012年 2 月 26 日）： 下達設(shè)計任務(wù)書，明確任務(wù)，熟悉課題，收集資料，上交外文翻譯、參考文獻和開題報告。 第2周——第8周（2012年 2 月 27 日----2012年4 月 15 日）： 制定總體方案，確定運動、動力參數(shù)，繪制三圖一卡 第 9 周——第14周（2012年4月16 日----2012年 5月 27日）： 多軸箱設(shè)計，夾具設(shè)計 第15 周（2012年 5 月28日----2012年 6 月5 日）： 編寫設(shè)計說明書 第 16 周（2012年 6月 6日----2012年6 月 8 日）： 準(zhǔn)備答辯 備注 開題報告 題　　目 一種新型前置式開溝機的研究設(shè)計 學(xué)生姓名、學(xué)號 專業(yè) 指導(dǎo)教師姓名 職稱 一.課題的學(xué)習(xí)與理解 1.研究目的 概念隨著經(jīng)濟的發(fā)展，國家對基本建設(shè)力度加大，地下管道、電（光）纜鋪設(shè)工程數(shù)量激增，質(zhì)量要求提高?？咳斯ら_挖，不僅效率低下，溝槽開挖質(zhì)量欠佳，且不能滿足“微創(chuàng)”要求。 上世紀80年代,國內(nèi)研制出比較有代表性的大型圓盤開溝機、小型圓盤開溝機、鏈條開溝機、螺旋開溝機及拋土開溝犁等機型,并批量生產(chǎn)。其中,生產(chǎn)使用較多的為前置式小型圓盤開溝機。但是這些開溝機存在功耗大、拋土不勻,在泥濘田地?zé)o法使用的問題,為此提出一種小型開溝機刀盤的新設(shè)計方案,并進行理論分析。 2.課題背景、意義 對于現(xiàn)時代我國的挖溝機的研究， 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制旋轉(zhuǎn)開溝機，通過自身研究和借鑒國外的經(jīng)驗，目前逐步形成了適合我國國情的開溝機系列，到現(xiàn)在已經(jīng)有幾十種型號。其主要型式有四種： （1）鏵式犁開溝機 鏵式犁開溝機屬于從動型工作部件，利用“刨削”原理，沿直線運動對土壤進行刨削。加工過程相對鏵式犁切削速度要大。鏵式犁型開溝機主要應(yīng)用于蔬菜的栽種和植樹造林等，我國主要有KGTP和京HK-14兩種類型，KGTP工作原理；隨著機組前進，犁尖入土，開軸的土沿著犁體上升。冀板將土推向兩面三刀側(cè)、冀尾板將溝壁壓緊，形成梯形斷面的溝渠，達到列溝培土的目的。京HK-14開溝機在工作時，前面的犁鏵起土，分土板片土扣翻到兩面三刀側(cè)，形成農(nóng)藝要求的一種溝型[12]。該機型入土阻力小，質(zhì)量輕，工作性能好，可以開出成型溝，但溝型斷面不平整。 （2）鏈齒式開溝機 1992年，江西省農(nóng)機研究所和江西農(nóng)業(yè)大學(xué)針對果園開溝，設(shè)計了與豐收180GV拖拉機配套的1K-30型鏈齒式開溝機[13]，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(yè)。 1K-30型鏈?zhǔn)介_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松土，刮土板改變刀齒排列，達到深松土60～100cm，可節(jié)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 2000年東北農(nóng)業(yè)大學(xué)針對了泥炭（沼澤地的產(chǎn)物）的開采而設(shè)計了一種1KL-100型立式螺旋式開溝機[14]，其工作部件采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，2001年昆明市農(nóng)業(yè)機械研究所又研制出1KS-22型雙軸立式旋轉(zhuǎn)開溝機。采用雙軸結(jié)構(gòu)，兩套旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)式開溝機，將開溝部件做成圓盤式結(jié)構(gòu)，利用動力輸出軸帶動刀盤旋轉(zhuǎn)切削土壤，我國從七十年代開始正式研制，通過自身研究和借鑒國外的經(jīng)驗，目前逐步形成了適合我國國情的開溝機系列[15]。定型為東方紅-75拖拉機配套的1KD-100單圓盤旋轉(zhuǎn)開溝機和1KD-100雙圓盤旋轉(zhuǎn)開溝機，為鐵牛-55拖拉機配套了1K-80雙圓盤旋轉(zhuǎn)開溝機。結(jié)合我國國情出發(fā)的：即要求重量輕，結(jié)構(gòu)簡單，又要求能耗小，生產(chǎn)率高。到80年代，圓盤式開溝機又生產(chǎn)出一系列產(chǎn)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 二.方案論證與主要工作思路 現(xiàn)有機械化溝槽開挖技術(shù)基本分為三種： 一是用小型挖掘機開挖； 二是在大型拖拉機上安裝并拖動小鏈條作業(yè)； 三是圓盤式開溝機。 三種技術(shù)方案的不足 所述現(xiàn)有三種技術(shù)方案均存在不足：用小型挖掘機開挖下水道、溝壑、水渠等大型工程，效率高質(zhì)量好；但開挖預(yù)埋管道、電（光）纜用窄深溝，則大材小用，高炮射蠅；在大型拖拉機上安裝并拖動小鏈條進行挖溝作業(yè)，由于拖拉機輸出轉(zhuǎn)速較高，與鏈條的低轉(zhuǎn)速高扭矩不匹配，極易造成鏈條斷裂，且效率偏低。圓盤式開溝機是將發(fā)動機的轉(zhuǎn)動傳遞到安裝有刀具的直徑較大的圓盤上，通過圓盤的轉(zhuǎn)動實現(xiàn)挖掘。該圓盤裝置結(jié)構(gòu)是由柴油機驅(qū)動一系列帶、鏈條、鏈輪、渦輪減速機等減速來實現(xiàn)低轉(zhuǎn)速、大扭矩，從而帶動轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)開挖，整機裝配成本高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零部件更壞頻繁，效率低下，僅適合開挖路邊等小量工程為宜。 三.課題意義 采用低速一次成溝和切土、拋土功能分開的銑拋盤結(jié)構(gòu)，具有較高的生產(chǎn)效率。銑拋盤是在一個截錐體圓盤的錐面和兩側(cè)盤面上裝有幾組切土刀和拋土板。圓盤平面與地面的夾角，即溝壁的斜度為40°～60°。作業(yè)時，銑拋盤由拖拉機動力輸出軸經(jīng)傳動系統(tǒng)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，其外緣線速度約為 7～15米/秒。切土刀銑切下來的土壤由拋土板拋出溝外。 雙圓盤式與單圓盤式區(qū)別 雙圓盤式旋轉(zhuǎn)開溝機(見圖)有左右兩個對稱配置的銑拋盤。作業(yè)時，兩盤同時銑切和拋置溝渠兩側(cè)的土壤。單圓盤式旋轉(zhuǎn)開溝機只有一個銑拋盤，用以銑切溝渠一側(cè)的土壤，另一側(cè)傾斜安裝一把直切土刀，用以切出溝壁；切下的土壤落到銑拋盤上，同被銑拋盤切下的土壤一起拋出溝外，其結(jié)構(gòu)較雙圓盤式簡單，但牽引阻力較大。 工作應(yīng)用 旋轉(zhuǎn)開溝機所需牽引功率很小，因此可用較小功率的拖拉機開筑較深和較大斷面的溝渠，且溝形整齊，拋出的土能均勻地撒在溝的兩測，無需修整。但機器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,同鏵式開溝機相比生產(chǎn)率較低,單位土方的能耗較大。銑切和拋置1立方米土壤約需0.15～0.45千瓦/小時。與旋轉(zhuǎn)開溝機配套的拖拉機需有超低速檔。 大型拖拉機懸掛式開溝機 懸掛式開溝機 紅升機械廠根據(jù)客戶需要研發(fā)設(shè)計而成，最新研究發(fā)明的一種懸背在大四輪拖拉機上的開溝機， 四．課題的主要內(nèi)容及要求 根據(jù)以下參數(shù) 配套動力：東風(fēng)——12型手扶拖拉機 外形尺寸/mm：1600×950×1050 刀尖旋轉(zhuǎn)直徑/mm：720 刀盤轉(zhuǎn)速/rpm：444 適用范圍：土壤堅實度15kg/cm2以內(nèi) 土壤含水率≤40% 溝寬/mm：上口 170-200 下口 120-140 溝深/mm：100-300 開溝速度/m/min：Ⅰ檔 12.5 Ⅱ檔 22.5 拋土幅寬/m：兩側(cè)各2.5以上 設(shè)計一種新型前置式開溝機，完成總裝圖及零件。編寫設(shè)計說明書；完成專業(yè)外文資料翻譯1份。 5． 進度計劃 第 1 周（2012年 2月20日----2012年 2 月 26 日）： 下達設(shè)計任務(wù)書，明確任務(wù)，熟悉課題，收集資料，上交外文翻譯、參考文獻和開題報告。 第2周——第8周（2012年 2 月 27 日----2012年4 月 15 日）： 制定總體方案，確定運動、動力參數(shù)，繪制三圖一卡 第 9 周——第14周（2012年4月16 日----2012年 5月 27日）： 多軸箱設(shè)計，夾具設(shè)計 第15 周（2012年 5 月28日----2012年 6 月5 日）： 編寫設(shè)計說明書 第 16 周（2012年 6月 6日----2012年6 月 8 日）： 準(zhǔn)備答辯 參考文獻 [1]龐偉. 一種新型前置式開溝機刀盤的研究設(shè)計[J]. 黑龍江. 農(nóng)機化研究. 2002.4 [2] 濮良貴.機械設(shè)計（第七版）[M]. 北京：北京高等教育出版社， 2001 [3] 候鎮(zhèn)冰.機械設(shè)計制圖手冊 [M]. 上海：同濟大學(xué)出版社,1991 [4] 北京農(nóng)業(yè)機械化學(xué)院.農(nóng)業(yè)機械學(xué)[M].北京：農(nóng)業(yè)出版社，1986 [5]成大先.機械設(shè)計手冊（第七卷）[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002. 學(xué)生簽名： 2012年 月 日 指導(dǎo)教師批閱意見 （指導(dǎo)教師應(yīng)對課題研究的思路、方法、對策、措施和預(yù)期成效等做出評價，并提出具體的改進意見） 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 注：理工類學(xué)生偏重于對課題相關(guān)知識的理解和實施方案的框架結(jié)構(gòu)，文管類學(xué)生偏重于對文獻資料的理解與綜述。表格欄高不夠可自行增加 一種新型前置式開溝機的研究設(shè)計 摘 要 介紹了一種前置式開溝機的工作原理、主要技術(shù)參數(shù)、整機結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)應(yīng)用情況，并分析了其特點。上世紀80年代,國內(nèi)研制出比較有代表性的大型圓盤開溝機、小型圓盤開溝機、鏈條開溝機、螺旋開溝機及拋土開溝犁等機型,并批量生產(chǎn)。其中,生產(chǎn)使用較多的為前置式小型圓盤開溝機。但是這些開溝機存在功耗大、拋土不勻,在泥濘田地?zé)o法使用的問題,為此提出一種小型開溝機刀盤的新設(shè)計方案,并進行理論分析。 新型前置式開溝機，屬于農(nóng)業(yè)機械技術(shù)領(lǐng)域。該機包括用于安裝連接在手扶拖拉機的前方機架上的機架臂及機架臂上安裝的刀盤、皮帶輪、齒輪箱，刀盤中心低于手扶拖拉機的前方機架的高度。安裝連接在手扶拖拉機的前方機架上的機架臂是向下傾斜的或者中間呈彎曲狀態(tài)，使開溝機距手扶拖拉機的距離縮短，降低了前方的重力距；還使刀盤距地高度降低，從而降低了開溝機作業(yè)時手扶拖拉機的傾斜角度。本實用新型結(jié)構(gòu)新穎，合理、簡單，生產(chǎn)制造容易，特別是降低了勞動強度，提高開溝的直線性和工作效率，有利于延長柴油機的使用壽命，有極大的推廣實用價值和廣闊的市場前景。 關(guān)鍵詞 開溝； 刀盤； 拋土； 分土板； 滑撬 ABSTRACT Introduce a front-trenching machine works.The main technical parameters.The whole structure and production applications .And analysis of its characteristics.1980s .Domestic development of more representative of the large disc trencher Small disc trencher Chain trencher Spiral trenching machine and throwing soil trenching plow .And mass production .Production and use more as a pre compact disks trencher However, these trencher power consumption. Throwing soil uneven .In the muddy fields can not be used .Put forth a small trencher cutter design and theoretical analysis New front-trenching machine Is the field of agricultural machinery technology .The machine used to install the rack arms and rack arm connected to the walking tractoron the front of the rack cutter installed Pulley Gear box The center of the cutter head is lower than the height of the walking tractor in front of therack .Installation connected to the walking tractor in front of the rack on the rack arm was bentdownward sloping or intermediate .To shorten the distance away from the walking tractor trencher Reducing the front of the gravity . Cutter reduced the height from the ground, thereby reducing the tilt angle of the walking tractor in the operation of the trencher .The new structure is novel Reasonable simple easy to manufacture. In particular reducing the labor intensity and improve the linearity and efficiency of theditching .Help extend the service life of diesel engines, there is a great promotion of practical value and broad market prospects . Key words：Ditch; Cutter; Throwing soil; Sub-soil plate; Skid 目 錄 第一章 引言 1 第二章 技術(shù)參數(shù) 2 第三章 主要結(jié)構(gòu)及工作原理 3 第四章 與老式開溝機在性能上的對比 4 4.1機架 4 4.2刀盤總成 4 4.2.1 對刀盤的設(shè)計要求 4 4.2.2 刀盤直徑D影響拋灑效果 5 4.2.3 刀盤直徑D影響整機的能量消耗 5 4.2.4 刀盤直徑D影響傳動機構(gòu)的形式和尺寸 5 4.2.5 刀片的結(jié)構(gòu)形狀 6 4.2.6 刀片的數(shù)目及其排列 7 4.2.7刀片的安裝角度及其功耗分析 8 4.3分土板 10 4.4限深機構(gòu) 10 4.5傳動機構(gòu) 11 第五章 開溝機維修保養(yǎng)與安全操作注意事項 12 結(jié)束語 13 致 謝 14 參考文獻 15 附錄: 16 16 第一章 引言 開溝機是用于麥田開溝排水、拋土覆蓋麥苗的農(nóng)業(yè)機械，它在保苗奪豐中所起的作用是明顯的。但有些開溝機在連續(xù)大雨后，小麥和油菜田急需排澇時，卻因田地泥濘幾乎不能下田作業(yè)，導(dǎo)致當(dāng)年大面積減產(chǎn)。因此，農(nóng)民急切需要一種功耗低、抗?jié)裥阅芎谩佂辆鶆颉佂令w粒大小合理、所開溝形好、操縱輕巧靈活的開溝機。為此筆者研制出一種全新的與8.8kw手扶拖拉機相配套的1KS-30小型前置式開溝機。投產(chǎn)至今已產(chǎn)銷萬余臺，其銷量已超過其它開溝機的總和。 新型前置式開溝機與原有機型相比，具有的優(yōu)點：一是功耗低20%～30%；二是抗?jié)裥阅茱@著提高，只要拖拉機能下田，該機就能正常作業(yè)；三是通用性好，大量采用通用件，特別對易損件刀片，亦采用了通用刀片；四是整機輕巧，操縱靈活方便，無需配重；五是拋土均勻，拋土距離適當(dāng)，拋土顆粒均勻。 第二章 技術(shù)參數(shù) 配套動力：東風(fēng)——12型手扶拖拉機 外形尺寸/mm：1600×950×1050 刀尖旋轉(zhuǎn)直徑/mm：720 刀盤轉(zhuǎn)速/rpm：444 適用范圍：土壤堅實度15kg/cm2以內(nèi) 土壤含水率≤40% 溝寬/mm：上口 170-200 下口 120-140 溝深/mm：100-300 開溝速度/m/min：Ⅰ檔 12.5 Ⅱ檔 22.5 拋土幅寬/m：兩側(cè)各2.5以上 重量/kg：68 第三章 主要結(jié)構(gòu)及工作原理 主要結(jié)構(gòu) 1KS-30型小型前置式開溝機的結(jié)構(gòu)如圖1KS-30-00-00所示。 （1）機架。由機架、滑撬座、緊固板、三角拉、拉簧扣、加強塊、分離軸、插座、機架臂焊合而成。在機架臂上開有四個安裝、調(diào)整齒輪箱位置的“U”形孔；在機架座上鉆3個M12的螺孔。 （2）傳動部分。由齒輪箱總成、四槽小帶輪、單槽大帶輪、摩擦離合器、B1880三角帶3根、B1854三角帶一根及離合器操縱機構(gòu)。 （3）分土板部裝。由骨架焊合、分土板組合、上托架及支撐架等組成。 （4）刀盤總成。由刀盤焊合、底刀與削壁刀構(gòu)成。 （5）限深機構(gòu)。由滑撬焊合、滑柱、指引針等構(gòu)成。 工作原理 該機通過機架座上3個M12螺孔用以跟東風(fēng)-12型手拖機架連接。由手扶拖拉機動力輸出軸輸出動力，掛上離合器后，經(jīng)皮帶傳動到齒輪箱總成變速后，帶動刀盤旋轉(zhuǎn)刀片切削土壤，土壤經(jīng)刀盤拋出，由分土板分向兩側(cè)，開溝深度由限深機構(gòu)控制。這樣完成了開溝及拋土覆蓋的作業(yè)。 第四章 與老式開溝機在性能上的對比 4.1機架 老式小型前置式圓盤開溝機，其機架為方框式結(jié)構(gòu)，刀盤位于方框之間，刀盤軸的兩端分別由軸承支承在機架上。當(dāng)開溝作業(yè)，土壤經(jīng)刀盤拋出時，部分土壤被機架擋住，影響了拋土距離，同時部分泥土落于溝底，影響了農(nóng)藝要求。而本機型機架由一根單懸臂構(gòu)成，刀盤軸亦為單懸臂，這樣在機架右側(cè)無阻擋物，大大提高了拋土性能 4.2刀盤總成 4.2.1 對刀盤的設(shè)計要求 刀盤設(shè)計亦要滿足農(nóng)藝要求（即所開溝型，深200～300mm、寬50～200mm，溝底光滑無積泥，兩側(cè)拋土距離2.5m左右），其難度較大。這是因為：首先由于地區(qū)不同其土壤土質(zhì)、土壤含水率也不同。蘇南地區(qū)土壤含水率遠大于蘇北地區(qū)，常州、無錫農(nóng)田含水率可高達60%。其次由于天氣狀態(tài)不穩(wěn)定，開溝季節(jié)田中有時干有時潮。這些因素的交叉組合使得土壤狀況、硬度、濕度較為復(fù)雜。再者，土壤的植被有的多有的少，如在綠肥田和前茬殘留秸稈較多，容易使刀片纏草。要想使開溝機作業(yè)達到一定的要求，有較大難度。而且開溝季節(jié)一般較短，為適應(yīng)農(nóng)時需要，需在一定時間內(nèi)將溝開完。農(nóng)民為了達到最大利益，要求開溝機成本低。 基于以上因素，要求開溝機的刀盤結(jié)構(gòu)有所變動，此刀盤本體為框架結(jié)構(gòu)如圖1所示，刀片為通用刀片，開溝寬度可調(diào)，工作原理為削土與刮土相結(jié)合。 4.2.2 刀盤直徑D影響拋灑效果 刀盤直徑D是旋轉(zhuǎn)開溝機的一個重要設(shè)計參數(shù)，它對開溝機的工作性能有著多方面的影響，目前尚沒有反應(yīng)這些影響的計算公式，只能根據(jù)實驗給出定性分析。 開溝機同時完成削刮和拋灑土壤的兩道工序。選擇刀盤直徑D的首要條件是能獲得最佳的拋灑效果。 4.2.3 刀盤直徑D影響整機的能量消耗 首先，D影響銳削弧長；其次，D影響土壤切片的形狀；再則，D影響開溝機的扭轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)。 4.2.4 刀盤直徑D影響傳動機構(gòu)的形式和尺寸 從減重便于操縱開溝機而言，D應(yīng)小些，但必須滿足D/2>H( H為溝深，農(nóng)藝要求溝深為300mm )，否則易向后拋土，造成安全隱患。 綜合以上情況取D=660mm，即當(dāng)溝深最大=300mm時，刀盤回轉(zhuǎn)中的高出地表水平面=30mm；當(dāng)溝深最小=200mm時，刀盤回轉(zhuǎn)中的高出地表水平面 =130mm，如下圖2所示。 圖2 刀盤回轉(zhuǎn)示意圖 老式前置式小型圓盤開溝機中，刀盤為8mm鋼板切割成圓形，其結(jié)構(gòu)笨重，使得開溝機操縱不便，刀盤轉(zhuǎn)動慣量大，對離合器的沖擊較大。為克服這一弊端，本機型刀盤為框架結(jié)構(gòu)，可以是圓形或多邊形，可以用管材、型材或鋼焊結(jié)成框架，也可以用板材沖壓或澆注成型。 在實施本方案的過程中，我們開始用φ20mm的無縫鋼管折彎圓形，中間加輻條焊合。經(jīng)校核其截面模量于老式機型幾乎一致，其抗扭強度滿足要求。在實際開溝中，當(dāng)操作機工誤捏手柄轉(zhuǎn)向時，開出一條20mm長的蛇形溝，然后檢查，刀盤完好無損。因此，使用空心鋼管既可使刀盤減重，又能滿足強度要求，但是當(dāng)開溝機使用較長一段時間后，發(fā)現(xiàn)空心鋼管的管壁跟泥土摩擦，使得管壁某處磨損嚴重，甚至穿洞后又銹蝕嚴重，導(dǎo)致強度削弱。故最后本方案選用φ20mm實心圓折彎。但與老式開溝機刀盤相比，是加工制造要求較高，不但焊接要牢固可靠，無假焊、虛焊，還要滿足較多的形位公差要求。 4.2.5 刀片的結(jié)構(gòu)形狀 開溝機的刀片是開溝機的主要工作部件，刀片的結(jié)構(gòu)形狀和參數(shù)對開溝機的工作質(zhì)量，功率消耗有很大的影響。老式小型前置式開溝機，其刀片為專用刀片，刀片為易損件，其成本高，需要經(jīng)常更換，所以要求農(nóng)機的生產(chǎn)、運輸、保管、銷售各環(huán)節(jié)都要保證開溝機刀片的供應(yīng)，使這種刀片屬于量小利薄的產(chǎn)品，供應(yīng)上難以保證，考慮到我國多數(shù)小型農(nóng)機廠的熱處理加工水平，性能和質(zhì)量往往不能滿足要求。這給開溝機的推廣使用造成困難，另外還會影響已經(jīng)購買開溝機農(nóng)戶的正常使用，在后置式開溝機上，曾有過利用通用型旋耕機刀片代替專用開溝機刀片的方案，但該方案遇到兩個技術(shù)難點：一是該方案采用通用型旋耕機刀片的同時，還需要另設(shè)專用的削壁刀，這樣，仍然沒有解決專用刀片帶來的問題。第二，一般通用型刀片的長度都不太嚴格，用于開溝會造成溝底不平整。所以簡單的刀片替換無法解決問題。 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的這一不足，本機型在保證開溝機原有性能的同時應(yīng)消除安裝專用刀片所造成的不便，而改用通用型刀片完成開溝任務(wù)。本方案雖然采用的是同一種通用型刀片，但在刀盤上安裝時，各刀片安裝的位置與角度不同，分別作為削底刀和削壁刀。將通用型刀片安裝在刀盤兩側(cè)，可作為削壁刀。其中的優(yōu)化設(shè)計是：將削壁刀分為上削壁刀和下削壁刀，其位置交替安裝，這樣可使用較短的通用刀片，完成深田溝的削壁任務(wù)。另外刀盤上的裝配孔做成“U”形，用以提高溝底平整度和調(diào)節(jié)開溝的寬度。這樣既滿足了使用要求，同時又使得互換性大大加強。 4.2.6 刀片的數(shù)目及其排列 刀片的數(shù)目及其排列與其切削土層的厚度和阻扭矩是否均勻，軸向力是否盡量小，同一區(qū)域內(nèi)工作的兩把刀片切土量是否相等有關(guān)。 對前置式開溝機，刀片數(shù)目的選擇少些好，但刀片數(shù)目過少則需增加刀盤的轉(zhuǎn)速n（ 即刀片刀尖的速度 ）。股刀片數(shù)目的選取首先要確定合理的刀片刀尖的速度，這關(guān)系到開溝機拋土的距離L，L與成正比。L由農(nóng)藝要求確定，農(nóng)藝上要求畦寬3m（ 兩溝間距 ），則拋土距離L=2.5m左右為宜。其次，刀片數(shù)目的多少與切削土層的厚度S有關(guān)。而切削厚度的確定取決于農(nóng)藝對土塊粗細度的要求。過細增加功耗，而且使得農(nóng)作物不透氣；過粗則覆蓋性差。當(dāng)然對不同的土質(zhì)，其切削厚度也不同，一般取20mm左右較適合。 農(nóng)藝要求溝底寬B為50∽200mm（ 一般取120～150mm ），而所選用的通用刀片175條耕機刀片刀尖寬40mm，225旋耕機刀片刀尖寬45mm，故刀片需分左、中、右3路切削，并成對布置，共6把刀。為了消除彎刀片折彎處的半徑R在溝底所形成凸臺，需加2把底刀，這樣保證了溝底的平整，為了保證溝壁的光滑，需在左右各加一把削壁刀，故在刀盤上總共布置了10把刀。為了滿足切削厚度，刀盤轉(zhuǎn)速需與行進速度匹配。 已知機組前進速度I擋=15m/s，II擋=20m/s；刀片分3路切削，每路2把刀，切土厚度S=20mm。I擋時，刀盤轉(zhuǎn)速=/2S=375r/min；II擋時，刀盤轉(zhuǎn)速=/2S=500r/min，則平均值為 =+/2=438r/min 刀盤線速度為V==15m/s 其中，D為刀盤直徑，D=660mm 由于拋土距離L的獲得是土粒經(jīng)分土板折射后所拋射的距離，這里不深入探討。但當(dāng)?shù)侗P線速度達到15m/s時，拋土距離L=2.5m左右能夠滿足。 4.2.7刀片的安裝角度及其功耗分析 刀片阻力的形成 在切削過程中刀片受3個力 =++ 式中：為土壤對刀刃的切割阻力；為壤底面對下刀刃的摩擦力；為切削下的土壤對刀片上刃面的摩擦力。 其中：取決于刃口厚度。新刀大；當(dāng)自礪后，刃口鋒利，則隨之減小，而且還與土壤堅實度K有關(guān)，隨土壤堅實度的上升而加大。為了保證刀片的強度及耐磨性，刀片有一定的厚度，并且在長時間切削下，下刃面和運動軌跡吻合。在開溝過程中，刀片分層切削，刀片在不同位置，切削土壤的厚度是不同的。溝底最薄約10mm，愈往上愈厚，最厚處20mm。開溝機刀片切下這些土塊后，從上方拋出，其對上刃面的摩擦力可不計。則 =+ 設(shè)為刀片下刃面與運動軌跡切線的夾角。很顯然，當(dāng)減小時刃口厚度會變得很小，這樣就會急劇減小，此時刀片為削土。是否能通過減小角來達到減小阻力從而減小功耗呢？以下做以論證。 在切削過程中，機組以I擋或II擋速度勻速前進，同時刀盤上的刀片以速度n勻速轉(zhuǎn)動。刀片在長時間摩擦下形成下刃面S，土壤對其產(chǎn)生正壓力N。取刀片及土壤的摩擦系數(shù)=1，土壤的堅實度K以距地表100mm深度時的沙土水稻田為標(biāo)準(zhǔn)，取K=10kg/。 假設(shè)=，刀厚=5mm，則S=0.52=10mm。若溝底寬H=150cm，則 ==KS=150kg 刀片刃口寬度為10mm，經(jīng)自礪后一般刃口厚度為0.5mm，則刃口面積=0.05，故 ==K=0.5kg 可以看出，/=300。即是的300倍。由此可知，影響F的主要因素為，而不是,故不能通過減小的方法來減小阻力減小功耗。 從圖3可知，當(dāng)S在不變時，其寬度b隨的上升而加大。 圖3 切削過程示意圖 當(dāng)=0時，=b；當(dāng)=時，=。故當(dāng)減小到時，急劇增加到最大。故不能一味通過減小來減小阻力減小功耗。同樣，如果增加到最大，即=時，溝面土壤對刀片的擠壓阻力上升為主導(dǎo)地位，此時有 ====300kg 此甚至為前述的2倍，故也不能一味的通過增大來減小阻力減小功耗。同時，在整個切削過程中，其F是不斷地變化的，如圖4所示。 圖4 F變化示意圖 若刀片減薄，則整機功耗急劇下降，同時后刃面的面積減小，則可通過減小角來減小切削阻力。實驗得知：當(dāng)?shù)逗駨?mm減小到2mm時，整個功耗下降將近一倍。如果從材質(zhì)及熱處理上能保證刀厚=2mm刀片的強度及耐磨性的話，那么必然能夠大大提高機組前進速度V。按全省每年266.67萬/農(nóng)田需開溝，每公頃開溝3000m計，其節(jié)約的油耗是巨大的，定能獲得更大的社會效益和經(jīng)濟效益。 4.3分土板 老式小型前置式圓盤開溝機分土板與機架之間有2根支撐桿，當(dāng)開溝作業(yè)時土壤經(jīng)刀盤拋出時，部分被此支撐桿擋住，影響拋土距離，同時部分泥土落于溝底，影響了農(nóng)藝要求，而本機型取消此支撐桿，在分土板上方和東風(fēng)-12型手扶拖拉機之間加裝2根拉桿。另外分土板在形狀設(shè)計上和老機型有所不同，如圖5所示。老式的分土板在前段部位設(shè)計成直角，這樣容易積累土塊，土壤碎塊不易拋出，積累在分土板上，增加了重量，不利于開溝。而且在增加重量的同時，也大大增加了功耗。新型分土板在設(shè)計時前段部位設(shè)計成尖角，利于土壤的拋灑，有利于開溝，而且功耗也大大減少。在濕爛田作業(yè)時，本機型分土板粘泥比老機型要少得多。 圖5 4.4限深機構(gòu) 老式小型前置式圓盤開溝機的限深機構(gòu)為一置于開溝機前方面滾筒，在濕爛田作業(yè)時，滾筒粘泥，其形狀類似凸輪、開溝作業(yè)時造成溝底起伏不平、影響農(nóng)藝要求。而本方案限深機構(gòu)為滑撬，松開夾套上的緊定螺釘，限深器就可以上、下升降而調(diào)節(jié)開溝的深度，也可以作水平扭轉(zhuǎn)，以糾正行走輪輪壓不均等因素引起的跑偏問題，另外在滑撬上還裝有指引針，保證開溝的直線性。 4.5傳動機構(gòu) 老式小型前置式圓盤開溝機傳動機構(gòu)中齒輪箱體積較大，而本機型中，由于將刀盤線速度增加到15m/s，故減小了齒輪箱體積，并且在齒輪箱中，大齒輪為與東風(fēng)-12型手扶拖拉機相配套的減速齒輪，如圖6所示。其通用性，互換性較好。另外傳動到齒輪箱輸入軸上離合器皮帶輪上的一組皮帶護罩，在設(shè)計上采用于凸圓弧形，而不是老式小型前置式開溝機的矩形，這樣就減小了在護罩上的積土。 再者，在摩擦離合器靠機架一側(cè)，安裝了可調(diào)式插入檔板，這樣有效地防止泥土進入摩擦離合器，避免了離合器的分離不清。 經(jīng)過以上改進，本機型與老式小型前置式圓盤開溝機相比，具有以下優(yōu)點：一是功耗低20%-30%；二是抗?jié)裥阅茱@著提高，只要拖拉機能下田，該機就能正常作業(yè)；三是通用性好、大量采用通用件，特別是對易損件刀片，亦采用了通用刀片；四是整機輕巧，其重量由原來的98kg降低到65kg，并且其外形尺寸亦縮短，使得重心后移，這樣操縱顯得靈活方便，無需配重；另外本機型拋土均勻，拋土距離適當(dāng)，拋土顆粒均勻。 第五章 開溝機維修保養(yǎng)與安全操作注意事項 開溝機維修對提高農(nóng)業(yè)機械的動力性、經(jīng)濟性有顯著的效果，在實踐中利用技巧維修保養(yǎng)開溝機，則能快速達到目的。以下是農(nóng)機維修保養(yǎng)的竅門： 一、巧除鐵質(zhì)濾芯上的污物?？諝鉃V清器的鐵質(zhì)濾芯也不易清洗干凈，可將濾芯浸上柴油然后點火燃燒，等火熄滅后用木棍輕輕敲擊濾芯，煙灰便會脫落，這樣就可清除濾芯上的污物。 二、巧除機油細濾器內(nèi)的污物。開溝機機油細濾器內(nèi)壁的污物不容易清除干凈，可以先在轉(zhuǎn)子內(nèi)壁用黃油貼上一層紙，工作時污物沾在紙上，保養(yǎng)時只要將紙揭下，就可清除污物。 三、巧彎油管。紫銅油管材質(zhì)比較硬，不容易彎曲安裝。可將需要彎曲的部位用炭火燒紅，然后立即放入水中冷卻，油管就會變得柔軟易彎了。 四、巧拆氣門銷夾。拆卸氣門時不注意，氣門銷夾會彈出丟失或者擊傷面部?？捎靡缓线m的套筒套在氣門彈簧座上，然后用手錘輕輕敲擊套筒，氣門銷夾就可跳入套筒內(nèi)不致飛出。 五、巧治輪胎慢漏氣。取兩湯勺滑石粉，拔下氣門芯，用硬紙做個小漏斗插入氣門，然后將滑石粉倒入內(nèi)胎，不容易灌進去時，可先取下漏斗轉(zhuǎn)一下車輪后再灌，然后裝好氣門芯再充足氣。 六、巧修高壓油管頭。高壓油管兩端的凸頭與噴油器、出油閥連接，靠接觸面的加工精度和管接螺母的緊固力保持密封，一旦接觸面磨損漏油，可從廢汽缸墊上剪下一圓形銅皮，在中間扎一小孔，墊在凸頭與凹坑之間就可以了。 七、巧除銼刀槽內(nèi)金屬屑。簡單的方法是在銼刀表面均勻地涂上一層粉筆灰，就可輕易地清除切屑。 目前，機械化種植即開溝機推廣發(fā)展很塊。但由于機手缺乏開溝機的安全操作技術(shù)知識，機械事故和人身傷害事故常有發(fā)生。為確保安全，機手在操作使用中應(yīng)注意以下事項： 一、是機手應(yīng)自覺地參加當(dāng)?shù)剞r(nóng)機部門舉辦的油菜開溝機技術(shù)培訓(xùn)班。認真學(xué)習(xí)開溝機的構(gòu)造、工作原理、維護保養(yǎng)、故障排除及安全操作使用知識，熟練掌握開溝機的安全操作技術(shù)要領(lǐng)。 二、是在下田作業(yè)前，機手要對手扶拖拉機和開溝機進行全面的檢查和維護保養(yǎng)。使之保持良好的技術(shù)狀態(tài)，投入油菜種植開溝作業(yè)中。 三、是起動發(fā)動機前，要把開溝機的離合手柄放在分離位置上，再開進田里，將離合手柄放在結(jié)合的位置上，進行開溝深淺的調(diào)整。 四、是在作業(yè)到田頭地角轉(zhuǎn)彎時，應(yīng)提前減速，并把開溝機離合手柄放在分離的位置上，再捏拖拉機轉(zhuǎn)向手柄，進行轉(zhuǎn)彎。要做到 一看、二慢、三 轉(zhuǎn)彎。 五、是機具轉(zhuǎn)移時，要切斷開溝機的旋轉(zhuǎn)動力。即把開溝機離合手柄放在分離位置上。同時要降低行走速度，轉(zhuǎn)移中如遇到田埂高，要挖低填平后，再低速通過。 六、是在作業(yè)中，為防止開溝機工作時泥土飛濺、傷害機手眼睛，機手最好戴上防護眼鏡。 七、是在檢查調(diào)整和維護保養(yǎng)拖拉機以及開溝機時，一定要在發(fā)動機熄火停機的情況下進行，以避免事故發(fā)生。 結(jié)束語 該機自96年通過省級科技成果鑒定以來，每年銷售產(chǎn)量穩(wěn)步上升，投產(chǎn)至今已產(chǎn)銷一萬余臺，其銷量已超過其它開溝機產(chǎn)銷量的總和。它在保苗奪豐中所起的作用是明顯的，特別在無錫、常州、鎮(zhèn)江等農(nóng)田含水率高的地區(qū)，更受農(nóng)民朋友青睞。因此，實踐證明該機型的推廣，滿足預(yù)期的設(shè)計技術(shù)要求。 致 謝 本論文是在導(dǎo)師龐偉老師的悉心指導(dǎo)下完成的。龐老師淵博的知識，嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，一絲不茍的工作作風(fēng)將使學(xué)生受益終生。本人能夠順利完成本課題預(yù)定的各項任務(wù)與龐老師的悉心指導(dǎo)是分不開的，在此，謹向龐老師致以最真摯的感謝。 行文至此，我的這篇論文已接近尾聲；歲月如梭，我四年的大學(xué)時光也即將敲響結(jié)束的鐘聲。離別在即，站在人生的又一個轉(zhuǎn)折點上，心中難免思緒萬千，一種感恩之情油然而生。生我者父母。感謝生我養(yǎng)我，含辛茹苦的父母。是你們，為我的學(xué)習(xí)創(chuàng)造了條件；是你們，一如既往的站在我的身后默默的支持著我。沒有你們就不會有我的今天。謝謝你們，我的父親母親！ 在這四年中，老師的諄諄教導(dǎo)、同學(xué)的互幫互助使我在專業(yè)技術(shù)和為人處事方面都得到了很大的提高。感謝三江學(xué)院在我四年的大學(xué)生活當(dāng)中對我的教育與培養(yǎng)，感謝三江學(xué)院信息學(xué)院的所有專業(yè)老師，沒有你們的辛勤勞動，就沒有我們今日的滿載而歸，感謝大學(xué)四年曾經(jīng)幫助過我的所有同學(xué)。在制作畢業(yè)設(shè)計過程中我曾經(jīng)向老師們和同學(xué)們請教過不少的問題，老師們的熱情解答和同學(xué)們的熱心幫助才使我的畢業(yè)設(shè)計能較為順利的完成。在此我向你們表示最衷心的感謝。 參考文獻 [1]龐偉. 一種新型前置式開溝機刀盤的研究設(shè)計[J]. 黑龍江. 農(nóng)機化研究. 2002.4 [2] 濮良貴.機械設(shè)計（第七版）[M]. 北京：北京高等教育出版社， 2001 [3] 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