自走式割草机的设计-绪论.docx

自走式割草机的设计1. 绪论1.1 割草机的发展历史 草坪割草机英文定义为lawn mower：garden tool for mowing grass on lawns。顾名思义，它的主要功能是对牧草进行切割，在地面上形成一定形状和厚度的草铺，当然现在也有集草袋（grass bag)。自发明了草坪割草机以来，割草机在不断改变和进步，迄今为止国外已经开发和研究了多种类型的商品化产品。目前国外公司由于起步较早，在割草机的设计方面在前沿。国外还经常组织割草机设计大来鼓励割草机的创新设计。总的来说，随着技术的进步，割草机在朝更舒适，更能，噪音更低，效率更高，割草量更大方向发展。 在割草机问世之前，草坪的修剪主要工具是镰刀，放牧牛羊也是保持草地平整的重要方法。随着高尔夫球、网球及足球等运动的兴起，人们拥有平整美观的草地做运动场地的要求越来越迫切。1805年英国人普拉克内特发明了第一台收割谷物并能切割杂草的机器，由人推动机器，通过齿轮传动带动旋刀割草，这就是旋刀割草机的雏形。1830年，英国纺织工程师比尔.布丁取得了滚筒割草机的专利，1832年兰赛姆斯农机公司开始批量生产滚筒剪草机，1902年英国人伦敦恩斯制造了内燃机做动力的滚筒式剪草机，其原理至今还在使用。在西方发达国家，20世纪初期，剪草机就得到了快速的发展。 从第一台滚刀式剪草机的问世，到现在已经过了100多年了，原来主要应用于牧场的机械已经发展成为有几十个品种，适用于不同场合的剪草机。我国生产剪草机起步较晚，生产企业的规模普遍较小，产品用途较为单一，均没有形成规模批量，所以长期以来，剪草机均以进口为主。据统计，到1999年底我国有各种园林机械10万台，1999年的剪草机销售量在3万台左右，其中80%为进口。我国剪草机进口主要来自于日本、美国、意大利、瑞典等国家，进口价格在0.38万元到5.8万元。 改革开放以来，我国的草坪业由兴起到长足发展，只有使几年的时间，却为草坪机械业的发展带来了勃勃生机 。首先是机械先进，90%以上为进口产品，其次从草坪种植到养护生产环节机械配套齐全，基本上实现了全程机械化，其三是产品品种多、系列化程度高。而在草坪机械中割草机发展最快，我国引进使用的割草机有美国和日本等十几个国家的几十种机型，我国已经开始生产割草机，目前国内外所用的割草机种类繁多，其分类方法也多样化。 我国目前生产的剪草机以刀具类型可分为滚刀式和旋刀式两大类。滚刀式割草机由带有刀片的滚筒和不动的床刀组成。它较旋刀式剪草机有更好的修剪质量，是高质量草坪最常用的割草机型。适用于草高3-80毫米的草坪，其问题主要是价格贵，维修保养要求严格。而旋刀式割草机是由横向悬挂在直立轴上的刀片高速旋转打切草的上部叶片，它适合于在25-80毫米范围内的剪草。由于其价格低廉，保养、维修方便、使用灵活，只要将刀片磨快，剪草效果还是可以的。因此，一般要求的草坪都选用它，成为目前国内外最流行的剪草机。 以动力划分可以分为机动和人推两类。人推的主要是滚刀式，小巧灵活，适于家庭庭院中小型草坪使用。机动的又分为柴油机、汽油机和电动机三类驱动。其中以小型汽油机作为动力的较为普遍，而柴油机多用于大型的剪草机械，如牧场的割草机。1.2我国割草机的发展1.2.1 发展状况据调查，国内生产割草机的厂家大约有50家左右。多数为园艺系统的公司以及转产割草机的机械厂。市场上草坪修剪机的品牌很多，有进口的产品，也有国内制造和中外合资的，从功率2.6-1.2千瓦，剪幅从43.2-127厘米。 国内的生产厂家主要有：中美合资江苏淮阴泛亚园林机械有限公司，生产力特牌-NEAT草坪割草机，占国内市场的50%，现年产5000台。目前正着手进行年产5万台割草机的技术改造，其动力选用日本本田发动机。 南通机床厂为转产生产割草机的厂家。其产品为地草王系列产品；56厘米自走式草坪割草机（4.5千瓦） ，84厘米随进式割草机（7.8千瓦） ，84厘米电启动式 割草机（7.8千瓦） ，122厘米坐骑式割草机（13.4千瓦） 。该厂生产除发动机以外的零部件，发动机多选用美国产品，1999年已经有产品出口美国。 山东省莱州市钟院宇峰铡草机厂研制出全新微型电动铡草机，该机以 0.75-1.1kW 单相照明电为动力，无电地区或停电时用165、175、180等型号柴油 机为动力，适宜铡切玉米秸、麦秸、稻草及青贮饲料，每小时铡草量300-400kg， 切草长度为1.5-2cm。整机结构紧凑，体积小，重量轻，全机重仅32kg，移动方 便，并具有切碎均匀、出料顺畅、扬程远、噪音低等特点。 目前，我国已经研制开发出来草坪割草机试验台，草坪割草机为现代城市绿化的重要设备，目前市场上国产的机器均有一定的市场，但质量参差不齐。对于草坪割草机的安全指标，仅有检测方法，没有现成的撞击试验专用设备。为了对其进行科学的测试，北京市农机试验鉴定推广站研制成功草坪割草机专用试验台。该试验台自动化程度高，采用了气动传动技术、机电安全锁定机构及气动 调速技术，可对国内各型草坪割草机进行安全性能试验，能够完成草坪机的撞击 试验和刀片护罩强度试验。试验结果表明，该专用试验台达到国内先进水平，检测快捷，安全性高。1.2.2 存在问题国内割草机械市场发展缓慢，我国草坪机械产品全线接受检验，应用中暴露出些质量问题。对此，有关专家认为，当前我国畜牧机械产品质量水平低的原因有以下几个方面。 目前草地草坪业投入始终严重不足，相对支持力度减缓甚至下降，使得许多割草机械制造企业纷纷转产或停产，再加上我国与欧美等发达国家存在着技术、 制造手段、工艺等方面的差距，制造能力和水平进一步拉大了距离。如现有割草 机械生产制造企业的产品质量低，使用故障多、可靠性差。往复式割草机工作半 天即需磨刃，使用可靠性不到80。国外割草机工作400公顷，故障率仅为4左右，而我国的产品在同样的作业量其故障率为25左右。在相同作业情况下，我国的割草机完成的工作量仅是国外同类机型的一半。 产品品种不全，成套性差。美国约翰迪尔公司的割草机械有13个品种，49个机型；纽荷兰公司现生产12个品种25个机型，可供各种经营规模的用户选择。我国的用户不能根据自己的经营规模选择合适的机具，机具使用效益不高。 产品技术水平低。 割草机械产品技术水平高低是衡量该行业整体科学技术水平的重要标志之一。一段时间内，由于资金投入严重不足，技术创新的原动力、 研发能力、技术模仿步伐放缓甚至停顿。我国已定型的割草机械大部分属国外上世纪的技术水平，20多年来基本没有什么大的改进与创新。缺乏应有的售后服务 体系。 专家分析认为，造成割草机械产品质量水平低的原因有多方面，但缺乏资金投入和人才短缺是造成研发能力和生产制造工艺水平低的关键所在。1.3设计要素设计时应考虑因素总结如下： 整个市场的产