果园施肥开沟机开发设计说明书.doc
果园施肥开沟机开发设计说明书1. 国内外施肥开沟机研究现状 国外施肥开沟机研究现状 国外果园深施肥方法主要有：全园普施法，可采用深松机作业；环状施肥法，可采用挖 机作业；放射状施肥法，可采用列开沟犁作业；穴施或注入施肥法，可采用挖穴机作业；行 沟施肥法，这一方法适合于较规整的果园，采用果园开沟机作业。果园开沟施肥一般是用开 沟机在果园内顺着果树行向，每行开一条深、宽均为4050 mm 的长形沟，然后人工进行 施肥、覆土。目前国外的主要果园施肥开沟机生产厂商在美国。例如，美国bur-keen公司有 3 种开沟机，功率范围在97343 kW，如B30B 型开沟机的功率为343 kW，挖沟装 置与驾驶位置间采用橡胶减振隔离，网状ROPS 防止驾驶员被抛起物击伤。独特的液压驱动 链张紧装置可实现挖沟深度的改变。美国Vermeer 公司生产的以RT450 为代表的链式开沟机，开沟深度可达152 m，开沟宽度为1330 cm，静力液压系统制动，可适用于多种工况。 Mason 公司已生产出10 种Parsons 品牌开沟机， 最近又对其中的小型开沟机进行技术改良， 改良后的T20 型开沟机功率为149 kW，不需增加任何附件就可以进行中心挖掘和侧置挖 掘的转换，有轮式和履带式两种。T 系列最大机型为T950，前轮驱动，铰链式机架，静液 kmh，开沟链有4档前进速度，1档反转速度可适应 不同的作业需求。 国内施肥开沟机研究现状 1由东北农业大学韩永俊、尹大庆、冯江、王德福等人设计完成的1KL100 型立式 螺旋开沟机。试验结果说明，该机作业后沟壁平整、沟内残土少、性能优良，填补了国产螺 旋开沟机的空白。该机构思新颖、设计合理、使用调整方便，并为我国果园施肥开沟提供了 新机具。 21KGA300 型果园开沟机由机架、抛土挡板支架、轴承座总成、螺旋、调节尾轮 总成、抛土挡板总成等组成。工作部件为卧锥螺旋型，采用拖拉机液压悬挂方式。由拖拉机 动力输出轴传入动力，带开工作部件旋转，从而完成开沟作业。螺旋采用偏置方式，调节尾 轮总成可以调节开沟的深度，抛土挡板总成可使抛出的土回落在肥沟的附近，便于回埋。该 机主要满足中等行距和矮化密植果园的开沟需要。 3由中国农机研究院与山东广饶三元液压共同研发的小型链刀式开沟机，通 过挖掘链条上固定耐磨硬质合金刀片， 在连续旋转中切削土壤， 并把底土带到螺旋排土器上， kW 拖拉机，速度50300m/ m。 所开沟壁整齐，沟底不留回土，开沟作业的宽度、深度调节方便，但需配有超低速加有超低 速变速装置的拖拉机才能正常作业。 42005 年，云南农业大学工程技术学院张汝坤、昊福明、冉国伟、张建生等研制了 1KS22 型双轴铧式犁开沟机，该机具有以下特点：一是采用双轴立式结构，传动箱内的轴 直接套接长短不一的刀杆，使安装在刀杆上的刀片同时进行切土、抛土和开沟作业。由于两 组刀片切抛土壤时对沟土实施上下分段切抛，致使土壤更加细碎，同时，因正反高速旋转， 使抛出的细碎土壤均匀覆盖在沟两侧的墒面上，对不同类型土质适应性较强。切抛土壤时产 生的力偶 平衡，提高了机组作业的稳定性，使拖拉机行走直线性好，沟形整齐，很好地满足了农艺要 求。二是该机与中型轮式拖拉机配套，有效克服了开沟机动力缺乏的问题，作业效率和质量 大大提高。符合高效农业开展方向和要求。 5由江西省南昌旋耕机厂生产的1K1626和1K3020 型圆盘式开沟机，开沟刀盘为在 刀盘的外圆周两侧面均布设置、并对称向两侧弯曲的开沟或弯刀，在刀盘两侧的开沟刀轴上 分别设置了削壁刀， 为保证开沟深度与宽度， 铲刀的刀面为弯曲面， 其水平正投影为倒梯形， 在弯曲面的两侧边上设置着对称的挡边。开沟时开沟弯刀和削壁刀将切出的泥土抛开两边， 形成梯形沟。从上述国内外相关机型资料比照来看，局部机具我国已有开发，但需要进行性 能试验，才能知道是否满足新疆果园生产需求。除了积极引进国内外先进技术和先进产品之 外，加快新疆地区林果业施肥机具的开发与研制，提高产品的性能和质量，着重开展地区自 主知识产权的新产品、新机具仍是目前急需解决的一项紧迫任务。.目前果园施肥开沟机存在的缺乏 目前，开沟机技术虽然得到较快的开展，但依然存在很多问题：1大多开沟机的结构过于复杂庞大，且开沟机具多采用三点悬挂在拖拉机后面，适合于果园施肥的开沟机品种过少；2功耗过大，耗油量大，不够经济、环保；3开沟时易出现剧烈振动、跑偏、走直性能差等问题；4 刀具磨损快，传动件易损坏；5不同土质开沟不均匀；6偏置式开沟机自动偏摆问题还没有完全解决。果园施肥开沟机的研究方向 1结合园艺要求参考现有型号的开沟机开发研究适合于果园作业的微型化开沟机； 2开沟原理及开沟刀具受力分析，以不断改良设计，优化刀具，使开沟机的功耗和油耗降下来。 3引偏的原因，首先看是否缘于刀具的形状或安装的角度，然后做相应的调整，设计对称结构，以消除振动、跑偏、走直性能差等问题； 4适宜的材料做刀具及其传动件，解决其寿命短问题； 5在机架上安装应变片，并将结果显示给驾驶员，以给出适宜的前进速度与深度，解决不同土质开沟不均的问题；六是针对不同形式的开沟机，设置不同原理的偏摆装置，可采用位置移动、角度改变等方式改善设计。2. 设计方案确实定开沟深施肥的核心是开沟, 能否深施肥取决于能否深开沟"而要在大盘果园等硬质! 沙质板结性粘土土质开深沟, 开沟刀结构和性能必须有突破性进展"本开沟刀盘上的开沟刀采用仿生技术, 提出了“各个击破，分层屡次的切削理念,模拟自然界穿山甲， 蚂蚁等动物穿透力极强的挖土过程设计开沟刀盘"在刀盘后配置施肥器, 即时将肥料施于沟底"施肥器后部配置覆土器, 及时将土填埋到沟中, 实现开沟,施肥,覆土三流程联合作业, 完成开沟深施肥作业要求。 2.2.2.功能与适应性：果园开沟。适用于矮砧密植园、新建幼龄园和老园间伐提干改造园。特点与技术性能：挖沟清土一次完成，沟形整齐，沟宽沟深可控可调。技术参数：名 称参 数外形尺寸：Lmm×Bmm×Hmm3200×1150×1100配套动力：kw开沟宽度：mm200300开沟深度：mm300600作业速度：m/h150600开沟器的设计 开沟器的作用：在施肥机械局部的前端，用来开沟破土，以便肥料能够施于地下，从而防止肥 料的浪费，同时也更利于果树的吸收。 开沟器的构造： 1刀柄，连接在开沟器的圆盘上，主要是螺栓连接。 2刀身，承载刀尖破土开沟的力，刀身较厚，在破土过程中可能遇到树根，砖石等较硬的 物体，所以需用强度较高的且耐磨的材料加焊一层，以增加其强度，而到达其性能要求。做到破土 快，破土深，不会被挡且不易粘土等要求。 3刀刃，用于破土开沟，在工作中推动开沟器向前行进。刀刃在切土的过程中，旋转切土， 将土壤甩向旁边。 4旋耕刀剖面图，刀身是实心钢 5折弯段，刀刃和刀身区别的位置。5折弯段，刀刃和刀身区别的位置。 因为开沟的深度要符合工艺要求，所以开沟器必须可以调节，也就是开沟器的后立柱必须足够长，设置最高处离地高度为1000mm。牵引杆的设计 牵引杆用来机架和动力源的，开沟器工作时与拖拉机的挂接点相连，从而牵引开沟器前进，主 要起连接作用。 牵引杆的构造：都是用实心圆钢焊接而成，前面焊有挂接用的圆环，后面有刻度盘，用作调节 施肥量时的参照。 肥箱的设计 肥箱用来装肥料，固定在悬架上。 机器在工作的时候，地轮通过链轮带动输肥轴转动，输肥轴上安装了3个槽轮，槽轮以一定的角速度转动，肥料被拨刀滚筒粉碎，掉落在槽轮中，槽轮转到输肥孔中，通过重力的作用，施洒在肥沟里。 下肥的装置就是一根输肥轴和槽轮构成。 肥箱的构造：用铁板焊接而成，下部倾斜设计，方便肥料自由下滑。在底面有两个出肥口，出 肥口四圈向下延伸，用来和外槽轮相配合，防止肥料泄漏。 开沟链刀的设计，该工件为主要工作部件，如果不能正确处理将在实际作业时带来较大的麻烦，直接影响作业效率和产品质量。经反复试验及研证采用弹性、韧性、耐磨性较好的弹簧钢材料；热处理工艺也做了较大的更新，使开沟链刀的硬度更趋于合理；开沟链刀的结构也做了较大的改良，使之在工作中开挖阻力小，效率高，土不粘刀，快速抛土。 悬挂框架和链条支撑框架的设计，该结构均采用强度较大的矩形管焊接而成，能够承受较强的外力。 螺旋推土装置的设计，该设计主要解决了沟两侧存土的问题。 分土装置的设计，该设计主要解决了开沟时抛起来的土向两侧分土的问题。 刮土装置的设计，该设计主要解决了开沟后回填在沟底的土的问题。总结：近年来，随着产业结构的调整，由棉花种植结构，逐步开展为多种经济作物的种植结构。作为 农业生产的重要投入品，肥料的机械化施用技术的开展， 尤为重要。 该果园小型施肥机的工作原理：拖拉机牵引施肥机工作时，开沟器入土工作，地轮转动带动主 动链轮转动，以链传动的方式，将动力传递给被动链轮，从而带动槽轮轴一起转动，施肥箱中的颗 粒肥料被排出，沿着出肥管施入地底。 果园小型施肥机的保养 各班次作业结束，应及时清理机器上的泥土，杂草，并润滑各部位，检查机件的完好程度。 每季作业结束后，应认真清理种肥箱内的种子，肥料及杂物。用水清洗，晾干后用盖盖严。 清理与土壤接触的机件，除去上面粘着的泥土，并检查机件是否变形，及时修复或更换，以保 证下次工作的良好性。 施肥机长期存放时，应置于通风枯燥的室内，假设必须放在室外存放，应选在地势平坦较高处， 并垫起盖好，以防锈蚀、损坏。 果园小型施肥机常见故障与排除 肥料成块无法下落，堵塞出肥口。要在施肥前检查肥料，及时打碎成块的肥料。 肥料成块无法下落，堵塞出肥口。要在施肥前检查肥料，及时打碎成块的 排肥稀少不均。可能是槽轮被堵塞，或是槽轮调节不当。应及时检查槽轮的轮槽，以及槽轮的 位置，及时疏通和正确调节。 施肥过深或过浅。开沟器入土太浅或太深，开沟器高度或限深轮高度不适宜，要及时调整开沟 器的高度和限深轮的高度。 果园小型施肥机械作业考前须知：1用施肥机施化肥时，必须对准作业行，以免错行及伤到 作物的根。 2.随时注意肥箱中肥料和各排肥口的下肥情况，一旦发现肥箱内架空或排肥管有堵塞现象，应立 即停机排除。 3.注意观察肥箱中肥料。发现不能满足一个行程的排肥量要及时添加，以免耽误时间，影响施肥 效率。4.转移地块爬坡时。农具不宜升得太高假设装满肥料上坡出现严重翘头时，要在动力机前面加些配 重，或让农具在前，动力机在后，倒档爬坡。 夜间作业，要在白天观察好地块，对有沟，或有障碍物的地方，要做好标记，保证平安，要仔 细检查前后灯光是否完好可靠，亮度适宜。 果园小型施肥机作业的准备 5.检查。检查施肥机械连接部件是否紧固，润滑是否良好，转动局部是否灵活，检查传动机的链 条，链轮是否在同一平面内，链条是否松动滑脱等。 传动系统的调整。采用地轮传递动力时，使开沟器进人正常的工作状态，并到达预定耕深。然 后停机调整地轮高度，使地轮下缘紧靠未耕的地面上，再向下调整 35 厘米，以保证限深作用和 可靠的动力传动。 检查调整排肥量。一是参加化肥、数量不少于肥箱容量的四分之一。二是将施肥机械架起，使 机架处于水平状态，按相当于常规作业速度的转速转动地轮。其回转圈数按相当于行进长度 50 米 折算而定。三是转动地轮时，通过各传动机构使槽轮排肥，并在各下肥口处接下肥料、称重，以调 节排肥量。四是核查计算后，如不符合农艺要求，要按说明书上的调整方法重新进行调整。果园施肥开沟机开发设计说明书 学院：机械与电子工程学院 班级：机制121 姓名：刘洋 学号：2021012780
