葡萄園化肥深施機(jī)的設(shè)計(jì).pdf

1、葡萄施肥是葡萄園生產(chǎn)中的重要作業(yè)環(huán)節(jié)，施肥質(zhì)量直接影響葡萄的產(chǎn)量和品質(zhì)。我國(guó)葡萄園施肥機(jī)械的研制處于剛剛起步階段，機(jī)械化水平很低，勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低下，嚴(yán)重影響到果農(nóng)種植葡萄的積極性。
　　 針對(duì)上述問(wèn)題研制了葡萄園化肥深施機(jī)。該機(jī)主要由機(jī)架、動(dòng)力傳動(dòng)裝置、偏心振動(dòng)裝置、開(kāi)溝器及施肥裝置等幾部分組成。通過(guò)AutoCAD和三維繪圖軟件Pro/E完成了各零部件的設(shè)計(jì)，經(jīng)Pro/E完成整機(jī)的虛擬裝配后，對(duì)關(guān)鍵零部件運(yùn)用相關(guān)軟件進(jìn)行了運(yùn)

2、動(dòng)學(xué)分析和有限元分析，驗(yàn)證其可行性。完成樣機(jī)的加工后，對(duì)施肥深度進(jìn)行了試驗(yàn)。本文具體研究工作如下：
　　 通過(guò)理論計(jì)算，完成了各裝置中零部件的選型和設(shè)計(jì)。機(jī)架采用三點(diǎn)懸掛裝置；開(kāi)溝器選用鑿形開(kāi)溝器，包括鏟刀和鏟柄兩部分；施肥裝置主要包括地輪機(jī)構(gòu)、鏈傳動(dòng)、肥料箱、排肥機(jī)構(gòu)和輸肥管等幾部分。為了解決開(kāi)溝器工作阻力大，施肥機(jī)械無(wú)法用小動(dòng)力拖拉機(jī)帶動(dòng)的問(wèn)題，運(yùn)用振動(dòng)減阻的機(jī)理設(shè)計(jì)了偏心振動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了開(kāi)溝器振動(dòng)開(kāi)溝的功能。該機(jī)構(gòu)主要由偏

3、心輪、連桿、振動(dòng)臂和支點(diǎn)軸等組成，使開(kāi)溝器的振動(dòng)方向垂直于拖拉機(jī)的前進(jìn)方向。工作時(shí)拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸輸出動(dòng)力，通過(guò)萬(wàn)向聯(lián)軸器將動(dòng)力傳遞給變速箱。變速箱變速后帶動(dòng)偏心機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，由連桿帶動(dòng)振動(dòng)臂使之繞支點(diǎn)軸做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，從而帶動(dòng)開(kāi)溝器在土壤中振動(dòng)開(kāi)溝。轉(zhuǎn)軸和偏心輪代替偏心軸實(shí)現(xiàn)偏心功能，使機(jī)械加工節(jié)省了材料，降低了成本。
　　 運(yùn)用ADAMS軟件和Pro/MECHANIC軟件對(duì)開(kāi)溝器分別進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真和有限元分析。利用ADAMS軟件對(duì)

4、開(kāi)溝器鏟刀的鏟尖進(jìn)行軌跡模擬，得出了不同施肥深度、不同b值(b為振動(dòng)臂支點(diǎn)軸孔中心至其前端銷軸孔中心的距離)的各種軌跡曲線。通過(guò)對(duì)比得知，在施肥深度為600mm條件下，b值為200mm時(shí)，鏟尖振幅為19.2mm，此為最佳方案。通過(guò)Pro/MECHANIC對(duì)設(shè)計(jì)的兩種開(kāi)溝器模型分別進(jìn)行了有限元分析，得到了應(yīng)力云圖、位移云圖和應(yīng)變?cè)茍D。通過(guò)對(duì)比分析得知：假設(shè)在施肥深度和受力相同的情況下，開(kāi)溝器-Ⅱ的最大應(yīng)力和最大位移量均小于開(kāi)溝器-Ⅰ。利用

5、Pro/E的行為建模功能對(duì)鏟柄進(jìn)行優(yōu)化分析，改進(jìn)了開(kāi)溝器鏟柄的結(jié)構(gòu)，使之在受到相同耕作阻力的情況下降低了最大應(yīng)力值。
　　 在理論分析的基礎(chǔ)上，完成了樣機(jī)的生產(chǎn)試制和園間試驗(yàn)。樣機(jī)試驗(yàn)結(jié)果表明，在拖拉機(jī)前進(jìn)速度為1.5～3km/h的條件下，雙行開(kāi)溝施肥最大深度為0.35m，單行開(kāi)溝施肥最大深度可達(dá)0.5m，能夠滿足果農(nóng)的要求。葡萄園振動(dòng)式化肥深施機(jī)能夠一次完成開(kāi)溝、施肥、覆土工作，完全代替了機(jī)械開(kāi)溝、人工施肥和人工覆土的三道工序