內(nèi)充種氣吸玉米免耕播種機(jī)的設(shè)計(jì)—鎮(zhèn)壓部分的設(shè)計(jì)【cad高清圖紙和說明書全套】
【溫馨提示】 dwg后綴的文件為CAD圖,可編輯,無(wú)水印,高清圖,壓縮包內(nèi)文檔可直接點(diǎn)開預(yù)覽,需要原稿請(qǐng)自助充值下載,請(qǐng)見壓縮包內(nèi)的文件及預(yù)覽,所見才能所得,請(qǐng)細(xì)心查看有疑問可以咨詢QQ:414951605或1304139763
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)題 目:內(nèi)充種氣吸玉米免耕播種機(jī)的設(shè)計(jì)鎮(zhèn)壓部分的設(shè)計(jì) 摘 要針對(duì)一年兩熟地區(qū)夏玉米整稈覆蓋下免耕直播冬玉米易產(chǎn)生堵塞這一難題,提出了對(duì)行播種思路,研制了玉米對(duì)行免耕施肥播種機(jī)。根據(jù)玉米免耕播種的特定農(nóng)藝要求,闡述了氣吸式玉米免耕播種機(jī)的設(shè)計(jì)原則和思想,介紹了其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)參數(shù),并對(duì)切茬開溝器部件和鎮(zhèn)壓部分提出了合理的工作參數(shù)及設(shè)計(jì)。該機(jī)能在留茬地上一次完成破茬開溝、施肥、播種以及覆土鎮(zhèn)壓等作業(yè)工序。作業(yè)時(shí),土壤擾動(dòng)少,并可滿足高速精量播種質(zhì)量要求。;對(duì)播種機(jī)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn),設(shè)計(jì)了單圓盤和雙圓盤兩種播種鎮(zhèn)壓?jiǎn)误w,采用單體仿行,田間防堵性能試驗(yàn)表明雙圓盤播種單體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,防堵性能好,播深一致性好,有效解決了原樣機(jī)相鄰兩組種管之間的壅堵問題。樣機(jī)試制成功后進(jìn)行了整機(jī)播種性能試驗(yàn),試驗(yàn)表明改進(jìn)后的機(jī)具在玉米整稈覆蓋下對(duì)行免耕播種玉米防堵效果顯著,種、肥播深變異系數(shù)較改進(jìn)前明顯變小,整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理,為一年兩熟地區(qū)冬玉米免耕播種提供了技術(shù)支持。關(guān)鍵詞: 保護(hù)性耕作; 一年兩熟;內(nèi)氣吸玉米免耕播種機(jī);防堵;設(shè)計(jì)目錄第一章 緒論11.1 國(guó)內(nèi)外耕播種機(jī)的研究概況11.2 精密播種的發(fā)展趨勢(shì)41.3 課題研究的意義與內(nèi)容51.4 課題研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線6第二章 內(nèi)氣吸玉米免耕播種機(jī)單體的設(shè)計(jì)82.1 開溝器性能分析及設(shè)計(jì)82.2 播種單體整體結(jié)構(gòu)分析122.3 鎮(zhèn)壓機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)13參考文獻(xiàn)17大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第一章 緒論第一章 緒論1.1 國(guó)內(nèi)外播種機(jī)的研究概況111 保護(hù)性耕作技術(shù)的基本概念保護(hù)性耕作是相對(duì)傳統(tǒng)耕翻、裸露休閑的一種新型耕作技術(shù),它的前身叫“免耕法”,隨著研究的深入和推廣的擴(kuò)大,發(fā)現(xiàn)免耕只能適應(yīng)部分土壤和自然條件,1980年以后逐步改為保護(hù)性耕作法1。國(guó)外定義為:“用大量秸稈殘茬覆蓋地表,將耕作減少到只要能保證種子發(fā)芽即可,主要用農(nóng)藥來(lái)控制雜草和病蟲害的耕作技術(shù)”。我國(guó)學(xué)者在多年科學(xué)研究的基礎(chǔ)上,把保護(hù)性耕作定義為“以水土保持為中心,保持適量的地表覆蓋物,盡量少翻動(dòng)土層,而又能保證作物正常生長(zhǎng)的耕作方法” 3。2002年農(nóng)業(yè)部為了使廣大農(nóng)民容易理解,按照保護(hù)性耕作的內(nèi)涵和目標(biāo),將其定義為“對(duì)農(nóng)田實(shí)行免耕、少耕,并用作物秸稈覆蓋地表,以減少風(fēng)蝕、水蝕,提高土壤肥力和抗旱能力的先進(jìn)農(nóng)業(yè)耕作技術(shù)” 1 。保護(hù)性耕作的基本技術(shù)包括四項(xiàng)內(nèi)容:一是免耕播種施肥。與傳統(tǒng)耕作不同,保護(hù)性耕作的種子和肥料要播到有秸稈覆蓋的土壤里,有些還是免耕地,所以需要特殊的免耕施肥播種機(jī);二是秸稈殘茬管理。收獲后秸稈和殘茬留在地表做覆蓋物,是減少水土流失、抑制揚(yáng)沙的關(guān)鍵;三是雜草及病蟲害防治。能否成功的控制雜草和病蟲害是保護(hù)性耕作能否成功的關(guān)鍵;四是深松與表土作業(yè)。深松即疏松深層土壤,基本上不破壞土壤結(jié)構(gòu)和地面植被,打破硬底層,可提高天然降雨入滲率,增加土壤含水量 1 4。美國(guó)、加拿大、澳大利亞等旱地農(nóng)業(yè)大國(guó)相繼開展了保護(hù)性耕作的研究,經(jīng)過長(zhǎng)期試驗(yàn)證明保護(hù)性耕作有以下優(yōu)點(diǎn):減少地表徑流,減輕土壤風(fēng)蝕、水蝕,改善環(huán)境,增加水分入滲5 6;增加土壤有機(jī)質(zhì)含量,改善土壤結(jié)構(gòu)7;提高水、土、光等資源的利用率8;作物根系發(fā)達(dá),干物質(zhì)積累多,產(chǎn)量提高9;生產(chǎn)成本下降,收入增加,經(jīng)濟(jì)效益改善10。根據(jù)中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)等單位在山西10余年的系統(tǒng)試驗(yàn),保護(hù)性耕作與傳統(tǒng)翻耕相比較,具有顯著的效益:社會(huì)效益。減少?gòu)搅?0、水蝕80、減少風(fēng)蝕60。抑制沙塵暴。不燒秸稈、減少大氣污染。生態(tài)效益。休閑期土壤貯水量增加1417,水分利用率提高1519;提高土壤肥力,土壤有機(jī)質(zhì)年提高0.030.05,速效氮和速效鉀提高。經(jīng)濟(jì)效益。提高玉米、玉米產(chǎn)量1317;減少作業(yè)工序,降低作業(yè)成本1020;增加農(nóng)民收入2030 1 。112 國(guó)內(nèi)外播種機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀11 我國(guó)的播種機(jī)以傳統(tǒng)的谷物條播機(jī)為主,與小型拖拉機(jī)配套的播種機(jī)及畜力播種機(jī)目前仍占主導(dǎo)地位。全國(guó)有500家左右的企業(yè)生產(chǎn)播種機(jī),其中只有10家生產(chǎn)與大中型拖拉機(jī)配套的播種機(jī),與小拖配套的播種機(jī)和畜力播種機(jī)的產(chǎn)量已占到全國(guó)播種機(jī)產(chǎn)量的90%以上。近幾年,我國(guó)的聯(lián)合作業(yè)播種機(jī)發(fā)展也較快,其機(jī)具主要有播種一拖肥聯(lián)合作業(yè)機(jī)、耕作播種聯(lián)合作業(yè)機(jī)、松土施肥覆膜穴播聯(lián)合作業(yè)機(jī)和施水播種聯(lián)合作業(yè)機(jī)等,目前又發(fā)展了鋪膜播種聯(lián)合作業(yè)機(jī)。另外,精少量播種機(jī)具推廣勢(shì)頭強(qiáng)勁,玉米精少量播種機(jī)和中耕作物精密播種機(jī)推廣應(yīng)用迅速。 目前國(guó)外精密播種機(jī)已達(dá)到相當(dāng)完善的程度,在精密播種機(jī)上除了設(shè)有完善的整地、覆土、鎮(zhèn)壓及施肥、灑農(nóng)藥裝置外,其排種裝置多采用新的工作原理,包括各種氣力式排種原理與機(jī)械式排種原理,以保證單粒精密播種。另外,液壓技術(shù)及電子技術(shù)也在播種機(jī)上得以應(yīng)用。20世紀(jì)80年代,美國(guó)、澳大利亞、加拿大、法國(guó)等西方國(guó)家開始研制并廣泛使用氣力式精密播種機(jī)械,其中氣流一階分配式集排排種系統(tǒng)大量應(yīng)用在谷物條播機(jī)上。113 氣吸式播種機(jī)的特點(diǎn)12粘玉米粒小,普通槽輪播種機(jī)的下粒孔就顯得大,一個(gè)輪孔里有時(shí)就容納兩粒,播下去,了后期不好間苗,又浪費(fèi)種子資源增加了費(fèi)用;甜玉米粒雖大,但薄得很,不耐機(jī)械磨損,不適宜用普通播種機(jī)播種。以上兩種玉米播種時(shí)需催芽的,催芽后的種子是無(wú)法用槽輪播種機(jī)播種的,只能改用機(jī)械播種為半機(jī)械播種或手工播種。氣吸式播種機(jī)就能解決了這些問題。這種播種機(jī)是目前國(guó)產(chǎn)的可用于播種甜、粘玉米等小粒作物的最理想機(jī)械,是被實(shí)踐證明了的。其好處是:1、快,保證作業(yè)進(jìn)度,一次播兩壟,一天可播5公頃。2、省,省種子。單粒下粒,粒粒之間距離自行設(shè)定,每粒之間可3寸、4寸,也可6寸等近十多種距離體現(xiàn)形式。3、勻,株距設(shè)定是人為的,要多遠(yuǎn)有多遠(yuǎn),均勻一致。4、安,播種質(zhì)量高,利于出苗,十分安全;催過芽的種子到保護(hù),新生根不受破壞,沒有傷口,安全有效。5、廉,價(jià)格低。每次播兩壟的,每臺(tái)造價(jià)38004000元多,四壟的、六壟的,而且壟距可調(diào)。 114 國(guó)內(nèi)免耕播種機(jī)的現(xiàn)狀我國(guó)地塊比較小,免耕播種機(jī)一般都設(shè)計(jì)為懸掛式的,且不能設(shè)計(jì)得太重,否則國(guó)內(nèi)目前拖拉機(jī)的液壓機(jī)構(gòu)將舉不起來(lái)播種機(jī);但是免耕地表有殘茬覆蓋,土壤容重一般較高,故要求播種機(jī)單體又必須有一定的重量才能達(dá)到入土開溝的目的。同時(shí),在我國(guó)拖拉機(jī)功率有限,播行不能太多,否則由于播種機(jī)工作阻力太大拖拉機(jī)將拉不動(dòng)。由于以上制約因素,國(guó)外的免耕播種機(jī)從結(jié)構(gòu)和工作性能等方面均不能在我國(guó)目前條件下使用,這就要求我們?cè)谖覈?guó)現(xiàn)有的條件下,選擇或設(shè)計(jì)合適的免耕播種機(jī)。13我國(guó)免耕播種機(jī)的研究起步比較晚,20世紀(jì)90年代以前,我國(guó)科研工作者對(duì)免耕播種機(jī)的研究主要集中在玉米免耕播種機(jī)的土壤工作部件研究。如原北京農(nóng)業(yè)大學(xué)施森寶等人(1990年)設(shè)計(jì)的2BQM-6和它的改進(jìn)型2BQM-6D(圖1-7),大連農(nóng)牧機(jī)械制造廠生產(chǎn)的2BQM-6A型免耕播種機(jī)(圖1-8)是目前較為成熟的一種14。該機(jī)主要是采用了鑿形刀式破茬松土裝置,其工作原理為推力分茬15,鑿形刀因其入土性能好,工作時(shí)不需增加配重,因此整機(jī)重量小,可采用懸掛式。石家莊農(nóng)機(jī)廠生產(chǎn)的2BFY3型,山西省新絳機(jī)械廠生產(chǎn)的2BGM3等。圖1-7 2BQM-6D型免耕精量播種機(jī)圖1-8 2BQM-6A型玉米免耕播種機(jī) 20世紀(jì)90年代以后,為設(shè)計(jì)出適合我國(guó)國(guó)情、結(jié)構(gòu)合理的優(yōu)良免耕播種機(jī),以中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)保護(hù)性耕作研究中心為代表,在玉米、玉米免耕播種機(jī)方面研究較多。我國(guó)玉米免耕播種機(jī)在產(chǎn)業(yè)規(guī)模上、品種上、質(zhì)量上,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足推廣保護(hù)性耕作技術(shù)的生產(chǎn)實(shí)際需要,另外不同地區(qū)、不同條件下實(shí)施免耕播種作業(yè)對(duì)機(jī)具的要求也相差很大,所有的免耕播種機(jī)都有其適宜作業(yè)的條件,因而結(jié)合不同地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際條件及要求開發(fā)研制適宜的免耕播種機(jī),才能滿足在不同地區(qū)推廣保護(hù)性耕作技術(shù)的需要。115 國(guó)內(nèi)播種機(jī)存在的問題 (1)效率低。工作速度低。目前國(guó)外谷物播種機(jī)的工作速度已達(dá)到15km/h,個(gè)別機(jī)型甚至達(dá)到20 km/h,由于受整地質(zhì)量、土壤各方面條件的限制,工作速度大多采用812 km/h。目前我國(guó)的谷物播種機(jī)的速度大約為47 km/h,常在56 km/h范圍內(nèi)使用。播種機(jī)工作幅寬小。目前西歐谷物播種機(jī)的工作幅寬一般為56m,而美國(guó)、加拿大、前蘇聯(lián)等國(guó)家,不少機(jī)型可達(dá)1015m,現(xiàn)在我國(guó)生產(chǎn)和使用的谷物播種機(jī)工作幅寬較大的達(dá)到3.6m。排種器的排種效率低。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的排種器都是“一器一行”,即一個(gè)排種器播一行種子。 (2)外槽輪排種器工作效果不理想。目前國(guó)內(nèi)谷物播種機(jī)大多是以外槽輪式排種器為核心工作的部件,型號(hào)雖然很多,但由于外槽輪排種器的結(jié)構(gòu)所限,排種脈動(dòng)性和種子溝內(nèi)分布不均勻性,是半精密播種難以實(shí)現(xiàn)的主要因素。為了克服傳統(tǒng)的外槽輪排種器的缺點(diǎn),采用新的排種器,其種類很多,有水平圓盤式排種器、離心式排種器、擺桿式排種器、錐盤式排種器、氣力式排種器和氣壓式精密排種器等。 116 播種機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) (1)發(fā)展聯(lián)合作業(yè)的直接播種。播種聯(lián)合作業(yè)是指在播種的同時(shí),完成耕整地、施肥、噴灑液等作業(yè),其優(yōu)點(diǎn)是一次可以完成多項(xiàng)作業(yè),作業(yè)效率高,保證及時(shí)播種,提高產(chǎn)量,可以充分利用配套動(dòng)力,節(jié)省能源,降低作業(yè)成本,與傳統(tǒng)播種方法相比,聯(lián)合播種的勞動(dòng)消耗的作業(yè)費(fèi)用約降低30%。同時(shí),可以減少機(jī)組進(jìn)地次數(shù),使土壤免受機(jī)具的過度壓實(shí)。直接播種是指將作物種子直接播在留茬地里,用于直接播種的機(jī)具稱為免耕法或少耕法播種機(jī)。直接播種機(jī)與一般播種機(jī)相比,其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主要是在開溝裝置上,通常在播種機(jī)組前面加裝一個(gè)種床式開溝器,用以切斷地表的殘茬和硬稈或耕出窄帶作為種床,然后再由裝在后面的種溝開溝器在其上開出種溝。 (2)進(jìn)一步推廣精密播種。目前在歐美國(guó)家,播種已基本實(shí)現(xiàn)了精密化。我國(guó)自20世紀(jì)70年代初開始研究精密播種,目前全國(guó)精播的面積還很少,迄今精密播種的作物基本局限于中耕作物。谷物精播的難度較大,至今國(guó)內(nèi)尚無(wú)成熟的機(jī)型。氣力式播種機(jī)由于對(duì)種子尺寸要求不嚴(yán),不需精選分級(jí),傷種少,易達(dá)到單粒點(diǎn)播,通用性較好,同時(shí)它也具備高速作業(yè)的性能,滿足了對(duì)大功率拖拉機(jī)的配套和寬幅作業(yè)的要求,作業(yè)速度可達(dá)1012 km/h,工作幅寬也可加大到812m以上。因此,氣力式播種機(jī)應(yīng)用越來(lái)越廣泛??梢哉f,氣力式精密播種機(jī)是21世紀(jì)播種機(jī)械的發(fā)展方向。 (3)廣泛采用新原理新技術(shù)。目前國(guó)外正在發(fā)展一些新的播種技術(shù),如日本提出適合蔬菜的靜電播種,英國(guó)提出適合于蔬菜的液體播種、適合于牧草的超音速播種,還有目前廣泛應(yīng)用的種子帶播種等。例如液壓等新技術(shù)在國(guó)外播種機(jī)的應(yīng)用也日益廣泛。美國(guó)塞科爾5000型氣壓式播種機(jī)用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī);東德A697型精密播種機(jī)裝有供驅(qū)動(dòng)排種錐體的液壓馬達(dá),當(dāng)?shù)剌喕瑒?dòng)時(shí),液壓馬達(dá)啟動(dòng),以保證排種錐體的轉(zhuǎn)速與機(jī)器前進(jìn)速度相協(xié)調(diào),現(xiàn)時(shí)也用以操作開溝器的升降,在大寬幅的播種機(jī)上還用液壓折疊機(jī)架,以便安全運(yùn)輸。11 12 精密播種的發(fā)展趨勢(shì)16121 精密播種的發(fā)展現(xiàn)狀近年來(lái),精密播種已成為播種作業(yè)中一個(gè)最具研究潛力的熱門話題。精密播種是提高糧食單產(chǎn)的一項(xiàng)現(xiàn)代化綜合性技術(shù)措施,涉及到育種、種子加工、精密播種機(jī)具、土壤精細(xì)耕作、植保、施肥和灌溉等一系列技術(shù)。精密播種技術(shù)的實(shí)施,可節(jié)省大量?jī)?yōu)良種子,可節(jié)省田間間苗、定苗用工,種子分布合理,減少肥料和光能損失,可增加作物產(chǎn)量,經(jīng)濟(jì)效益顯著,已成為國(guó)家“九五”計(jì)劃和2010年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要內(nèi)容之一。隨著育種、種子加工處理技術(shù)、農(nóng)藥、除草劑和水利灌溉技術(shù)的不斷發(fā)展與完善,使種子的發(fā)芽率和保苗率有了一定的保證,從而使精密播種技術(shù)有了更可靠的保證,所以,精密播種機(jī)已成為現(xiàn)代播種技術(shù)的主要特征和主要發(fā)展方向5。精密播種機(jī)是決定播種精度的關(guān)鍵性設(shè)備,精密排種器是精密播種機(jī)的核心部件,它的作用是將種箱或儲(chǔ)種室內(nèi)的種子分成單粒并定時(shí)排出。精密排種器按排種原理可分為機(jī)械式和氣力式兩大類6,機(jī)械式精密排種器的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,成本低,但對(duì)種子尺寸要求嚴(yán)格,排種機(jī)構(gòu)在充種和刮種時(shí)容易傷種,且單粒排種效果差,受排種器性能的限制,不適于高速作業(yè),作業(yè)速度一般不超過6km.h-1。而氣力式精密排種器,能克服上述機(jī)械式播種裝置的缺點(diǎn),而且對(duì)種子尺寸要求不嚴(yán),不需要精選分級(jí),傷種少,易實(shí)現(xiàn)單粒點(diǎn)播,作業(yè)速度提高潛力大,作業(yè)速度可達(dá)10km.h-1以上,但結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜,成本較高,如何提高精密排種器工作性能一直是國(guó)內(nèi)外科研攻關(guān)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。近年來(lái)國(guó)內(nèi)氣力式精密播種機(jī)發(fā)展迅速,但其播種質(zhì)量及工作速度一直是制約氣力式精密播種機(jī)械發(fā)展的障礙。因此,為了實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高效率的精密播種,必須認(rèn)真研究氣力式排種器的工作機(jī)理并正確選擇排種器形式。目前大豆、玉米等中耕作物播種多采用機(jī)械式精密播種,易傷種、工作效率低,部分采用氣力式精密播種機(jī)的工作效率也不高,多在6km.h-1左右。因此,研究性能優(yōu)良、價(jià)格合理、操作方便的氣力式排種器在我國(guó)有著廣闊的發(fā)展前景。122 目前精密播種技術(shù)中需要解決的關(guān)鍵問題(1)農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝相結(jié)合。為了真正實(shí)現(xiàn)精密播種的經(jīng)濟(jì)效益, 要求農(nóng)機(jī)必須和農(nóng)藝相結(jié)合。根據(jù)農(nóng)藝要求, 設(shè)計(jì)的播種機(jī)要保證作物的播種量、種子在田間分布均勻合理, 保證行距株距符合要求, 種子播在濕土層中且用濕土覆蓋, 播深一致, 種子損傷率低, 施肥時(shí)要求肥料施于種子的下方或側(cè)下方。(2)提高精密播種機(jī)的作業(yè)速度。當(dāng)前, 精密播種機(jī)的作業(yè)速度普遍偏低, 最佳作業(yè)速度大都不超過8kmh, 如中國(guó)農(nóng)機(jī)院等單位聯(lián)合設(shè)計(jì)的2BJ6 型氣吹式播種機(jī)、黑龍江省友誼農(nóng)場(chǎng)研制的2BJQ 12 型氣吹式播種機(jī)、黑龍江省農(nóng)機(jī)所研制的勺輪式播種機(jī), 均為5 7km h。提高精密播種機(jī)的作業(yè)速度, 可以使精密播種具有高效、節(jié)能、提高單機(jī)利用率、保證不誤農(nóng)時(shí)的作用。從原理與結(jié)構(gòu)上開發(fā)設(shè)計(jì)新型精密排種器和播種機(jī), 考慮實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)需要, 在滿足精播要求的前提下降低成本, 提高精播機(jī)作業(yè)速度, 已迫在眉睫。(3)降低排種器的投種高度。精密播種技術(shù)的3 個(gè)指標(biāo)中, 粒距的均勻性與播種深度是影響精密播種的兩個(gè)關(guān)鍵因素, 而排種器的投種高度恰是影響粒距均勻性的重要因素, 其原因之一是投種高度過高, 種子落入溝底時(shí), 易發(fā)生彈跳, 影響了粒距的均勻性與播種深度。原因之二是為了減少?gòu)椞陌l(fā)生, 加裝排種管, 種子在管內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)由于與管壁相碰撞, 使在輸送的過程中相鄰兩子粒間的距離發(fā)生變化, 從而影響了種子在溝底內(nèi)粒距分布的均勻性。所以, 降低排種器的投種高度是精密播種得以實(shí)現(xiàn)的一個(gè)關(guān)鍵因素。171.3 課題的目的和意義免耕播種的意義重大,并且在我國(guó)得到一定的推廣一,但是播種機(jī)仍存在不成熟的地方,不適應(yīng)生產(chǎn)需要。國(guó)外免耕播種機(jī)雖比較成熟,卻與我國(guó)的實(shí)際情況不適應(yīng),具體表現(xiàn)為:價(jià)格昂貴,與我國(guó)的生產(chǎn)水平不適應(yīng);工作幅寬較寬,與我國(guó)地塊小,以家庭為基礎(chǔ)的小規(guī)模農(nóng)業(yè)生產(chǎn),地形復(fù)雜等情況不適應(yīng);一般體型大,質(zhì)量大,多采用牽引式,需要大功率拖拉機(jī)配套,與我國(guó)以小中功率拖拉機(jī)為主不相適應(yīng);大都不能種肥分施,只能種肥混施,與我國(guó)施肥量大不適應(yīng)。目前國(guó)外的圓盤開溝器在玉米和玉米免耕播種機(jī)上均能采用,有很好的通過性,但它需要較大的正壓力才能保證入土。若配重太大,播種機(jī)則不能被懸掛起來(lái),從而播種機(jī)必須設(shè)計(jì)成牽引式的,這勢(shì)必增加機(jī)具的復(fù)雜性,增加成本。許多圓盤開溝器外側(cè)有一輪子,如圖l一12所示JohnDeere免耕播種機(jī)上的開溝器。該輪不僅對(duì)圓盤開溝器起限深作用,而且起著圓盤的刮 土作用,因此其作用非常重要。該輪與圓盤安裝相對(duì)位置雖然可調(diào)的(根據(jù)播深要求調(diào)整),由于地表秸稈分布不均勻時(shí),當(dāng)遇到秸稈厚度大時(shí),種子就會(huì)播在秸稈上。因此在我國(guó)高產(chǎn)量、秸稈量大的地區(qū),無(wú)法使用。由上面分析可知,無(wú)論整機(jī)還是國(guó)外使用較好的圓盤開溝器都難以在我國(guó)使用,因此要借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)研制中國(guó)實(shí)用的免耕播種機(jī)。分析我國(guó)現(xiàn)有的播種機(jī)的使用情況,結(jié)合我國(guó)地塊小、以小功率拖拉機(jī)為主及我國(guó)的經(jīng)濟(jì)狀況等現(xiàn)狀,可知懸掛式小型整體仿形免耕播種對(duì)我國(guó)比較實(shí)用。懸掛式的播種機(jī)在作業(yè)時(shí),無(wú)播種機(jī)回轉(zhuǎn)半徑,容易播種到地邊,充分土地資源,提高畝產(chǎn)量,這對(duì)解決我國(guó)人多地少,土地資源缺乏等現(xiàn)實(shí)問題有著重大意義;大型機(jī)器雖勞均生產(chǎn)率高,但機(jī)器單位功率生產(chǎn)率并不一定高,相反,當(dāng)?shù)貕K小時(shí),由于大型機(jī)器轉(zhuǎn)彎半徑大,直行距離(工作形成)短,機(jī)器生產(chǎn)率降低。同時(shí),當(dāng)?shù)乇聿黄蕉容^大時(shí),特別是北方高原丘陵地帶,地表起伏較大,使用大型播種機(jī)播種,若是單體仿形式的,機(jī)具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,成本較高,若是整體仿形式的,則種子的播深較難保持一致。但當(dāng)機(jī)型較小,其幅寬較窄,則同時(shí)播種的區(qū)域橫行地表相對(duì)較平坦,簡(jiǎn)單的整體仿形也能達(dá)到不同行的播深一致;與我國(guó)農(nóng)村以小功率拖拉機(jī)較多較適應(yīng),可充分利用農(nóng)民現(xiàn)有資源,減少農(nóng)民開支;整體仿形結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低。綜合上述分析,為解決秸稈量大、大根茬等給播種帶來(lái)不便的實(shí)際問題,滿足我國(guó)實(shí)際生產(chǎn)的需要,小型整體仿形免耕播種機(jī)的研制是十分必要的。1.4 課題研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線1.4.1 圓盤播種鎮(zhèn)壓?jiǎn)误w結(jié)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)針對(duì)播種過程中發(fā)現(xiàn)在相鄰兩種管間易產(chǎn)生壅堵,采用圓盤播種鎮(zhèn)壓?jiǎn)误w,增強(qiáng)防堵性能。分析圓盤開溝器播種原理,設(shè)計(jì)單圓盤播種機(jī)構(gòu)、雙圓盤播種機(jī)機(jī)構(gòu)。圓盤播種鎮(zhèn)壓?jiǎn)误w為單體仿形,包括圓盤開溝器、限深鎮(zhèn)壓輪。由鎮(zhèn)壓輪控制圓盤開溝器的播種深度,保證單體仿形。1.4.2 其它關(guān)鍵部件及整機(jī)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)根據(jù)玉米行距窄、玉米覆蓋量大等特點(diǎn),對(duì)開溝器鏟柄受力分析,合理設(shè)計(jì)開溝器鏟柄;設(shè)計(jì)合理的仿形地輪,減少其打滑率,提高播種質(zhì)量;對(duì)整機(jī)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì),機(jī)器作業(yè)故障率降低50%以上。其它裝置如機(jī)架、傳動(dòng)系統(tǒng)等等,這些大都己比較成熟,只需根據(jù)實(shí)際情況改變它們零部件的尺寸即可。1.4.3 技術(shù)路線查找關(guān)于免耕播種機(jī)的資料對(duì)原機(jī)具進(jìn)行田間試驗(yàn),提出問題文獻(xiàn)調(diào)研 理論分析確定解決這些問題的方案確定最佳改進(jìn)的方案,設(shè)計(jì)出要改進(jìn)部分的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)樣機(jī)并進(jìn)行加工對(duì)改進(jìn)后的機(jī)具進(jìn)行實(shí)地試驗(yàn)分析試驗(yàn)數(shù)據(jù),得出結(jié)論19大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第二章內(nèi)氣吸玉玉米免耕播播種機(jī)單體的設(shè)計(jì)第二章 內(nèi)氣吸玉米免耕播種機(jī)單體的設(shè)計(jì)2.1開溝器性能分析及設(shè)計(jì)免耕播種機(jī)在工作過程中,粉碎刀軸能將秸稈、雜草打碎,刀片的回轉(zhuǎn)半徑能將短翼尖角開溝器鏟柄完全包住,因此鏟柄上不會(huì)纏繞秸稈,肥管和鏟柄焊接在一起,也不會(huì)掛秸稈,但要保證種肥分施,種肥管不能焊接在一起,前后要有一定的距離。在試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)在相鄰兩組種管之間會(huì)發(fā)生壅堵,導(dǎo)致堵塞,因此需要對(duì)播種部分進(jìn)行改進(jìn),這也是玉米對(duì)行免耕播種機(jī)改進(jìn)的關(guān)鍵部分。目前在免耕播種機(jī)中最常用的開溝器主要是圓盤式開溝器和尖角型開溝器。圓盤式開溝器屬于鈍角開溝器,包括單圓盤開溝器、雙圓盤開溝器和三圓盤開溝器,目前雙圓盤開溝器是美國(guó)、巴西、歐洲最為常用的一種開溝器,被廣泛用于免耕播種機(jī)中。尖角開溝器屬于銳角開溝器,包括標(biāo)槍式、鴨腳式、矛尖式開溝器等18,這些開溝器在中國(guó)、澳大利亞被廣泛用于免耕播種機(jī)中。從國(guó)內(nèi)使用情況來(lái)看,由于圓盤開溝器入土困難,需要較大的配重,特別是在免耕播種地區(qū),由于秸稈、根茬、雜草的存在,進(jìn)一步增加了圓盤開溝器入土的難度。我國(guó)拖拉機(jī)動(dòng)力小,機(jī)具以懸掛式為主,現(xiàn)有拖拉機(jī)可懸掛重量一般不能滿足圓盤開溝器入土要求,加上圓盤結(jié)構(gòu)復(fù)雜,因此國(guó)內(nèi)在免耕播種中很少使用圓盤開溝器。目前我國(guó)用于示范區(qū)主要使用的玉米免耕播種機(jī)開溝器均為尖角開溝器。尖角開溝器屬于銳角開溝器,其入土角為銳角,工作時(shí)土壤垂直反力的方向向下,其入土能力強(qiáng)。尖角鏟式開溝器開出的種溝是“U”形種溝,能夠?qū)崿F(xiàn)種肥分施。相比圓盤開溝器,尖角鏟式開溝器動(dòng)土量大,土壤擾動(dòng)性大,消耗的功耗大,工作效率低。國(guó)外免耕播種機(jī)以大型牽引式為主,由于圓盤開溝器防堵性好,破茬能力強(qiáng),適應(yīng)性廣,所以國(guó)外免耕播種機(jī)采用圓盤開溝器的較多。圓盤開溝器屬于鈍角開溝器,開出“V”形種溝,采用種肥混施,播種深度比較均勻,土壤擾動(dòng)小,水分流失少。工作過程中圓盤為滾動(dòng)前進(jìn),能有效切斷秸稈、雜草,防堵效果好,工作效率高。但圓盤開溝器入土角為鈍角,入土阻力大,工作時(shí)的土壤垂直反力向上,這就要求作用在圓盤開溝器上的重力足夠大,才能保證其入土。尤其是在免耕地,由于秸稈根茬雜草的存在,更增加圓盤開溝器的入土困難性28。目前從圓盤開溝器工作情況來(lái)看,無(wú)論國(guó)外還是國(guó)內(nèi)的大都只能播種或只用來(lái)施肥,或種肥混施,一般不能實(shí)現(xiàn)種肥分施。綜合圓盤開溝器與尖角開溝器的優(yōu)缺點(diǎn),玉米對(duì)行免耕播種機(jī)采用短翼尖角開溝器破茬、開溝同時(shí)施肥,在松散的土壤中開溝播種,需要的正壓力小。2.1.1 短翼型尖角開溝器的設(shè)計(jì)2.1.1.1開溝鏟尖的選擇 免耕地表較傳統(tǒng)翻耕整地后的地表堅(jiān)實(shí),且有大量的秸稈覆蓋,開溝器入土困難,阻力大,要求開溝器有良好的破茬入土性能。開溝鏟是直接與土壤接觸發(fā)生作用的部件,它為施肥播種創(chuàng)造適宜的溝帶。其結(jié)構(gòu)不僅決定種肥溝的形狀,而且影響開溝器的入土性能和整個(gè)播種機(jī)工作阻力。分析了目前生產(chǎn)中使用的各種開溝器,結(jié)合國(guó)際旱作農(nóng)業(yè)技術(shù)先進(jìn)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn),在我國(guó)免耕播種機(jī)上選用了從澳大利亞引進(jìn)的尖角型開溝器。共有寬翼型、窄翼型、平底型和短翼型四種類型。通過對(duì)這四種尖角開溝器的工作性能進(jìn)行了測(cè)試,分析了開溝器的工作性能和對(duì)種行土壤物理特性的影響19,試驗(yàn)證明,除寬翼型開溝器不適合免耕播種要求以外,其它三種均可基本滿足要求20 21。h1-壟高; h2-溝深; l-種行寬度; S1松土面積(實(shí)線所圍面積); S2動(dòng)土面積(虛線所圍面積)圖 2-1 種溝剖面示意圖圖2-2 尖角式短翼型開溝器結(jié)構(gòu)示意圖對(duì)于免耕播種來(lái)講短翼型是最佳開溝器。它不僅開溝窄,入土深,動(dòng)土量小,回土好,而且所需牽引力、垂直壓力較小。從其整體結(jié)構(gòu)來(lái)看(見圖2-1,2-2 ),“前窄中寬后窄”“上窄中寬下窄”,這種形狀不僅易入土,而且起土方便、回土性能好、不易攪混土層。同時(shí)由于后窄,使它在鏟柄上固定時(shí),減小固定部件與土壤的接觸面積,從而減小刮土、掛草。這些優(yōu)點(diǎn)在最近幾年的實(shí)踐中也已得到證實(shí)21。綜合幾種尖角開溝器的優(yōu)缺點(diǎn),玉米對(duì)行免耕播種機(jī)采用短翼型尖角式開溝器破茬開溝。圖2-3 鏟柄結(jié)構(gòu)示意圖2.1.1.2鏟柄基本參數(shù)優(yōu)化短翼型尖角開溝器的鏟柄由厚度為25mm的45鋼板,調(diào)質(zhì)HRC3540加工而成。結(jié)構(gòu)見圖2-3 鏟柄傾角角 在工作過程中,鏟柄上面的秸稈隨傾角的減小而越容易滑動(dòng)。但是,在k值不變的情況下,越小,s值越大,從而使整機(jī)縱向尺寸增大,重心后移,影響播種機(jī)的懸掛性能。為了使秸稈在鏟尖與鏟柄有一合理過渡,免除秸稈在此連接處卡住,結(jié)合開溝鏟入土角(見圖2-2)為45,將角設(shè)計(jì)為45。 相鄰固定孔間距z 在種子播深最佳值時(shí),z越小越容易根據(jù)施肥量將種肥調(diào)節(jié)為最有利于作物生長(zhǎng)的距離,但太小在調(diào)整開溝深度時(shí)容易將各開溝器固定在不同深度的緊固孔上,導(dǎo)致各開溝器入土深度不一致,這樣不僅影響各行播深的一致性,而且會(huì)使整機(jī)受力不平衡。開溝深度雖不是播深,但它對(duì)播深有直接的影響,因此根據(jù)農(nóng)藝要求播深h等于或大于3cm(北方旱地玉米播深要求4cm)時(shí),實(shí)際播深是h1.5cm為合格22這一條件,將h上下偏差作為間距,即z1.5cm。 S與K的確定 粉碎刀軸上直刀的回轉(zhuǎn)半徑為260mm,短翼型尖角開溝器m1103mm,s173mm,k173mm,粉碎刀軸工作過程中,刀尖離地50cm,鏟柄尖在粉碎刀軸的正下方。工作過程中刀片與鏟柄有100mm重疊,以打掉纏繞在鏟柄上的秸稈、雜草。因此S=160mm,K160mm。 其它參數(shù) 鏟柄厚x=25mm,寬y=80mm,長(zhǎng)l=650mm。其中:x鏟柄的厚度,mm;y鏟柄的寬度,mm;l鏟柄的長(zhǎng)度,mm;2.1.1.3鏟柄強(qiáng)度校核 不同的土壤、不同的秸稈覆蓋量導(dǎo)致免耕地地理環(huán)境差異大。分別取號(hào)兩地土壤做播種試驗(yàn)。號(hào)土壤質(zhì)地為壤土;010cm土壤含水率為15.23%,土壤堅(jiān)實(shí)度平均為222.5104Pa;號(hào)播種土壤質(zhì)地為粘土,010cm土壤含水率為15.059%;土壤堅(jiān)實(shí)度平均為439.3104 Pa。在這兩種不同土壤播種過程中發(fā)現(xiàn),在號(hào)土壤試驗(yàn)時(shí)開溝器鏟柄沒有發(fā)生變形,但在號(hào)土壤試驗(yàn)時(shí)開溝器鏟柄橫向、縱向均發(fā)現(xiàn)有微小變形,即已經(jīng)達(dá)到或者超過材料的許用切應(yīng)力。圖 2-4鏟柄受力分析示意圖圖圖2-5鏟柄截面示意圖圖2-4為尖角開溝器受力情況,在播種過程中,鏟尖受到平均阻力、平均垂直反力和側(cè)向力。理論上鏟尖受到兩側(cè)土壤的側(cè)向力相等,即鏟柄不會(huì)發(fā)生側(cè)向彎曲,但實(shí)際播種過程中,當(dāng)尖角開溝器鏟尖碰到玉米根茬或者石塊,瞬間必然會(huì)導(dǎo)致鏟柄兩側(cè)受力不均,引起鏟柄彎曲。根據(jù)短翼型所受平均垂直反力與平均阻力之比14.18/182.9727,即 為13倍的 ,由于垂直反力相對(duì)牽引阻力很小。所以在進(jìn)行各項(xiàng)校核時(shí)可忽略不計(jì),只需安全系數(shù)加大一些即可。圖2-6鏟柄彎矩示意圖如圖2-4,鏟柄的懸臂點(diǎn)為固接器的最下端,即O點(diǎn)。由鏟柄的受力圖畫出彎矩圖(圖2-6)。從鏟柄受力圖和彎矩圖可以看出,在前進(jìn)阻力和側(cè)向力的作用下,最大值在原點(diǎn)O處,即鏟柄的危險(xiǎn)點(diǎn)在固接器最下端。對(duì)懸臂點(diǎn)O分析:O點(diǎn)剪切應(yīng)力為: (2-1) O點(diǎn)的彎曲應(yīng)力為: (2-2)其中 前進(jìn)平均阻力,N; 鏟尖受到土壤的側(cè)向力,N;懸臂點(diǎn)到鏟尖的距離,mm;、抗彎截面系數(shù); (2-3) (2-4)其中 b鏟柄橫截面的寬度,mm; h鏟柄橫截面的長(zhǎng)度,mm;由上面分析可得,在鏟柄的前進(jìn)阻力和側(cè)向力一定的情況下,危險(xiǎn)點(diǎn)處的影響因素有:懸臂點(diǎn)O到鏟尖的距離L,鏟柄的橫截面的b和h。改進(jìn)前鏟柄的參數(shù)為:材料Q235,L520mm,b16mm,h60mm,Q235的185235MPa,在試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)鏟柄有微小變形,因此認(rèn)為鏟柄受到的力達(dá)到或者超過材料的許用應(yīng)力,即, (2-5) (2-6)取185MPa,將參數(shù)L520mm,b16mm,h60mm代入式(2-3)、(2-4)、(2-5)、(2-6)中,得3415.28N910N由上式可知,鏟柄發(fā)生變形時(shí)受到的側(cè)向力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于前進(jìn)阻力,在工作過程中,當(dāng)鏟尖碰到玉米根茬時(shí),瞬間受到的側(cè)向力為前進(jìn)阻力,即= ,因此鏟柄易發(fā)生側(cè)向彎曲。同時(shí)因在上面計(jì)算時(shí),力及截面都采用近似值,為有足夠強(qiáng)度安全性,將算出的擴(kuò)大一倍,取2對(duì)改進(jìn)后的鏟柄進(jìn)行校核。改進(jìn)后鏟柄的參數(shù)為:材料45號(hào)鋼,L480mm,b25mm,h80mm,45號(hào)鋼的355MPa,調(diào)質(zhì)HRC3540后,能增加到500800Mpa。將26830.56N以及L、b、h的值代入式(2-2)得:393.44Mpa 500800Mpa即當(dāng)鏟柄瞬間受到的側(cè)向力提高到原來(lái)前進(jìn)阻力的2倍,對(duì)鏟柄校核后,鏟柄的強(qiáng)度能夠滿足要求,在播種過程中,鏟柄碰到玉米根茬時(shí),瞬間受到的側(cè)向力不會(huì)使鏟柄發(fā)生彎曲,因而就鏟柄本身結(jié)構(gòu)來(lái)講,能夠保證較高的可靠性。2.2 播種單體整體結(jié)構(gòu)玉米對(duì)行免耕播種機(jī)采用短翼尖角開溝器破茬開溝并施肥,單圓盤開溝器在肥溝上開溝播種,實(shí)行種肥同溝垂直分施。為保證播種機(jī)的平衡,播種單圓盤為左右對(duì)稱排列。單體結(jié)構(gòu)如圖2-2。整個(gè)播種單體由肥管、短翼尖角開溝器、固接器 、彈簧 單圓盤開溝器、鎮(zhèn)壓輪 、播深調(diào)節(jié)裝置 、排種裝置等組成。單圓盤在肥溝上開溝播種,土壤比較松軟,開溝阻力小,同時(shí)需要的下壓力也小。短翼尖角開溝器開溝時(shí)將少量的土翻在肥溝的兩側(cè),播種單圓盤在前進(jìn)過程中與前進(jìn)方向有一定的夾角,開出“V”形溝進(jìn)行播種的同時(shí)將肥溝一側(cè)的土切回溝內(nèi);而鎮(zhèn)壓輪與地面有一定的傾角,鎮(zhèn)壓時(shí)可以擠壓肥溝另一側(cè)的土。鎮(zhèn)壓原理如圖2-7,鎮(zhèn)壓輪有覆土、鎮(zhèn)壓、限深等作用。1 肥管 2 短翼尖角開溝器 3 前固接器 4 后固接器 5彈簧 6單圓盤開溝器 7鎮(zhèn)壓輪 8播深調(diào)節(jié)裝置 9排種裝置圖2-7 單圓盤播種單體結(jié)構(gòu)示意圖1 鎮(zhèn)壓輪 2 單圓盤圖 2-8播種鎮(zhèn)壓?jiǎn)误w的原理示意圖短翼尖角開溝器開出的肥溝深約810cm,保證肥的覆土深度在79cm。單圓盤開溝器開出深約46cm、寬約34cm的“V”形溝,保證種子的覆土深度在45cm。如圖2-8所示,種肥間距h1為45cm,避免燒苗現(xiàn)象。2.3 鎮(zhèn)壓裝置的總體設(shè)計(jì)2.3.1 鎮(zhèn)壓裝置分析播種同時(shí)鎮(zhèn)壓可減少土壤中的空隙,減少水分蒸發(fā),以使土壤保墑;可加強(qiáng)土壤毛細(xì)管作用,使水分沿毛細(xì)管上升,起著“調(diào)水”和“保墑”的作用:可使種子與土壤緊密接觸,有利于種子發(fā)芽和生長(zhǎng);春播鎮(zhèn)壓還可適當(dāng)提高地溫23。特別是免(少)耕法開的溝窄,土層的顆粒較大,不能保證土壤與種子的貼合及其所需緊度。因此播種鎮(zhèn)壓是非常有必要的。鎮(zhèn)壓輪是免耕播種機(jī)的一個(gè)重要部件,合適的鎮(zhèn)壓,可減少土壤中的大空隙,減少水分蒸發(fā),使土壤保墑,加強(qiáng)土壤毛細(xì)管作用,起到“調(diào)水”和“保墑”的作用。普通玉米對(duì)行免耕播種機(jī)在工作過程中由于短翼尖角開溝器的回土效果一般,可能在肥溝內(nèi)會(huì)出現(xiàn)大的土塊,單圓盤播種后,種溝一側(cè)的土也需要擠壓到種溝,將種子覆蓋、壓實(shí)。2.3.2 設(shè)計(jì)要求 轉(zhuǎn)動(dòng)靈活,不奎土;仿形性好,鎮(zhèn)壓力可調(diào);粘土少,鎮(zhèn)壓后地表不產(chǎn)生鱗狀裂紋。2.3.3 總體設(shè)計(jì) 總體結(jié)構(gòu)包括固定機(jī)構(gòu)、連接機(jī)構(gòu)、鎮(zhèn)壓輪和壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)四部分(如圖2一25)。這種結(jié)構(gòu)不僅壓力充足、可調(diào),而且整體重量較輕,壓力調(diào)節(jié)只需改變機(jī)構(gòu)上部的開口銷限位即可,無(wú)需另加限位裝置。2.3.4 鎮(zhèn)壓輪設(shè)計(jì)形式確定鎮(zhèn)壓輪的形式較多,經(jīng)對(duì)比研究后,決定采用零壓輪胎式鎮(zhèn)壓輪(如圖2一26)。其優(yōu)點(diǎn):(l)具有凸面鎮(zhèn)壓輪鎮(zhèn)壓特點(diǎn),即對(duì)種子上方土壤的壓密作用強(qiáng),使種子與土壤密接,適用于干旱地區(qū)及單子葉作物;(2)材料為橡膠的,從而鎮(zhèn)壓輪不易粘土;(3)結(jié)構(gòu)類似沒內(nèi)胎的輪胎,橡膠胎氣室與大氣相通,在滾動(dòng)過程中變形與復(fù)原交替作用,使?jié)裢岭y以粘結(jié)在輪胎表面上。即使有小部分土壤粘上,由于振動(dòng)及濕土與膠圈的附著力小,也很容易將粘土脫落。因此,這種形式的鎮(zhèn)壓輪鎮(zhèn)壓質(zhì)量好,壓后地表產(chǎn)生鱗狀裂紋較少,是最佳設(shè)計(jì)形式。直徑確定鎮(zhèn)壓輪正常轉(zhuǎn)動(dòng)的條件: RrQf (m)式中:f 土壤對(duì)鎮(zhèn)壓輪的摩擦系數(shù);r 軸套中的摩擦力矩(N.m);R 鎮(zhèn)壓輪半徑(m);Q 鎮(zhèn)壓輪重力及其附加載荷(N)。本設(shè)計(jì)采用了滾動(dòng)軸承,件較小,所以算出的值較小,但實(shí)際工作條件較惡劣,有較大土壤顆粒,為了使它有較大翻越性,增大土壤的壓碎率,減少土壤的移動(dòng),使播種后種行較平整,覆土一致,將鎮(zhèn)壓輪直徑設(shè)計(jì)為367mm。為將土壤有效擠壓到種溝,將種子覆蓋、壓實(shí),鎮(zhèn)壓輪必須與前進(jìn)方向有一定的夾角,同時(shí)與垂直方向有一定的傾角。設(shè)置初始夾角為14,傾角為15,可以根據(jù)不同的土壤進(jìn)行調(diào)節(jié)。2.3.5 壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求:鎮(zhèn)壓力調(diào)節(jié)合理,滿足需要;轉(zhuǎn)動(dòng)靈活,無(wú)卡死現(xiàn)象。 根據(jù)理論分析彈簧的彈簧剛度k,越小,鎮(zhèn)壓力越容易達(dá)到最佳值,彈簧壓力F的力臂d2與地面支撐力N的力臂試d1之比為1/4(圖2一25)(當(dāng)然此比例可以增大,但結(jié)果不僅使整個(gè)結(jié)構(gòu)龐大,而且剛度不是太好。),即只有小部分彈簧力產(chǎn)生壓力,因此壓力彈簧需要有大的彈簧剛度Kp。由彈簧剛度公式: Kp= Gd/8 C3nG彈簧材料的切變模量d彈簧絲直徑;C彈簧指數(shù);n彈簧的有效工作圈數(shù)。 由上式可知,其中c對(duì)Kp,影響最大。由于整體尺寸有限,以及為了使變形時(shí)彈簧有一好的導(dǎo)向,根據(jù)彈簧桿直徑確定彈簧內(nèi)徑20mm(彈簧桿直徑為17mm),選用4mm的碳素彈簧鋼絲,即c=24/4=6所以,Kp可達(dá)(其中G=79000MPa,n設(shè)計(jì)為20圈。)9.I N/mm,以及適當(dāng)調(diào)節(jié)預(yù)緊力,可滿足播種鎮(zhèn)壓的需要(壓強(qiáng)要求為3一8 N/cm2,壓緊后的土壤容重一般為0.8一1.2g/cm324)。 該結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)靈活性如同連接機(jī)構(gòu)一樣重要。其卡死與連接機(jī)構(gòu)卡死一樣均導(dǎo)致地輪不能上升或下降,從而不能得到合理鎮(zhèn)壓力。因此,將固定機(jī)構(gòu)上面的鎮(zhèn)壓輪彈簧座,由一般的焊接得到改為由圓棒車削得到(見圖2一27),使它具有較好的同軸度,表面光滑,從而保證有好的轉(zhuǎn)動(dòng)靈活性。中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1 高煥文,李問盈.保護(hù)性耕作技術(shù)與機(jī)具 化學(xué)工業(yè)出版社 20042 高煥文,李問盈,李洪文. 中國(guó)特色保護(hù)性耕作技術(shù)J. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2003,19 (3):14. 3 高煥文. 北方旱地機(jī)械化耕作模式探討. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 1996,增刊:712.4 高煥文,李洪文,陳君達(dá). 可持續(xù)機(jī)械化旱作農(nóng)業(yè)研究. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,1999,17(1):57-625 Morrison-JE,Allen-RR,Wilkins-DE,etc. Conservation planter, drill and air-seeder selection guideline. Applied Engineering in Agriculture, 1988,4(4),300309.6 Morrison-JE, Gerik-TJ. Planter depth-control: I. predictions and projected effects on crop emergence. Transa-tions of the ASAE, 1985,28(5),14151418.7 Morrison-JE, Gerik-TJ. Planter depth-control: II. Empirical testing and palnt responses. Transactions of the ASAE, 1985,28(6),17441748.8 Schaaf-DE; Hann-S; Rogers-B The development of performance data on seed drill furrow openers. ASAE Paper. 1979, No. 791016.9 Choudhary-MA,Baker-CJ. Physical effects of direct drilling equipment on undisturbed soils I.wheat seedling emergence under controlled climates. N.Z.Journal of Agri. Res, 1980,23,489496.10 Choudhary-MA,Guo Pei Yu,Baker-CJ. seed placement effects on seedling establishment in direct-drilled fields. Soil & Tillage Research,1985,6,79934.11 我國(guó)播種機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) . 中華商務(wù)網(wǎng),200212 享耳. 美國(guó)和澳大利亞的保護(hù)性耕作. 農(nóng)村機(jī)械化, 1998, (12):42.13 張晉國(guó). 帶狀粉碎免耕播種機(jī)試驗(yàn)研究. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文, 2001,3.14 蔣金琳 北方夏玉米免耕覆蓋播種技術(shù)及配套機(jī)具的研究.干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究, 1997,15(3):104106.15 胡鴻烈,丁加明,曾愛軍,施森寶. 2BQM-6A型免耕播種機(jī)的研制. 北京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1993,19(2):4147.16 馬成林精密播種理論長(zhǎng)春:吉林科學(xué)技術(shù)出版社,199917 丁元法 肖繼軍張曉輝1 精密播種機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)山東 山東省農(nóng)業(yè)機(jī)械科學(xué)研究所,18 蔣金琳,唐勻平,馬廷璽,郭佩玉夏播玉米免耕播種機(jī)開溝器的研制與應(yīng)用萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào),7(4):310313,199019蘇元升,高煥文,張晉國(guó).免耕播種開溝器工作性能的測(cè)試與分析.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1994,4(4):283020農(nóng)業(yè)機(jī)械 農(nóng)墾部生產(chǎn)局/科教局編 P14414621 蘇元升 免耕播種開溝器及其測(cè)試系統(tǒng)的研究,中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)博士論文,1999.622 農(nóng)業(yè)機(jī)械 廣西農(nóng)業(yè)機(jī)械化學(xué)校 主編 中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社 1981.3 P8223中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究編.農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(上冊(cè)).機(jī)械工業(yè)出版社,198824中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)主編.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)(上冊(cè)).農(nóng)業(yè)出版社,1991
收藏