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小型有机液肥施肥机设计【带SolidWorks三维】【9张CAD图纸+毕业论文+开题报告】

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A有机液肥施肥机装配图.DWG

传动轴.DWG

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有机液肥施肥机机架1.DWG

有机液肥施肥机装配图.DWG

转子.DWG

镇压轮.DWG

防堵分配器壳体.DWG

防堵分配器盖1.DWG

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关键词：: 小型有机液肥施肥机设计 solidworks三维 cad图纸毕业论文开题报告小型有机液肥施肥机

资源描述：

小型有机液肥施肥机设计

30页 12000字数+论文说明书+答辩稿+9张CAD图纸【详情如下】

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前言

能源是人类社会进步和经济发展的重要物质基础，也是人们从事生产活动中的重要基础，在城市化、工业化、农业现代化等诸多方面，都起着决定性的作用，沼气工程能利用排泄物、秸秆、餐厨垃圾等废弃物生产沼气等清洁能源，变废为宝，对于我国的能源需求、农村生态环境和农业循环经济发展模式都有重要的作用。但是，沼气工程还产生大量的沼液沼渣，如果不将其合理处理将导致二次污染。于此同时，沼液沼渣也是一种很好的有机液肥，能够有效改善土壤生态环境、提供土壤肥力状况、提高农产品的品质等。

沼液沼渣等有机液肥不同于传统的液态肥，它具有较高的粘度同时可挥发产生污染性气体，因此需设计一种既具有防堵功能又具有减少挥发的施肥机。

本设计设计出有机液肥田间施肥机械，该施肥机械可以一次性完成开沟、施肥、起垄、镇压等作业。同时对该施肥机械的主要部件的设计原理、功用等做了分析。首先分别设计出主机架、行走装置、施肥装置、起垄装置、镇压装置以及防堵分配器等主要工作部件。在设计防堵分配器时首先需要设计出一种合理的防堵机构，本文中通过防堵叶片对分管进行间歇性封堵，防止固态杂质蓄积造成堵塞。

关键词：沼液沼渣；有机液肥；施肥机；防堵分配器；液肥箱

1引言 1

1.1 目的与意义 1

1.2国内外研究概况 3

1.3研究内容与方法 5

2 技术方案 5

2.1 设计要求 5

2.2 结构组成 5

2.3 工作原理 6

3 零部件与总成设计 6

3.1 施肥机机架 6

3.2 限深轮 7

3.3 施肥铲 8

3.4 起垄器 9

3.5 镇压装置 10

4 防堵分配器的研究 12

4.1 功能分析 12

4.2 基本结构与工作原理 13

4.3 机构设计 15

结论 24

致谢 25

参考文献 26

1引言

1.1 目的与意义

我国农业资源丰富，每年会产生大量的生物质废弃物，农业秸秆每年生产量超过600万吨，其中可以视为能源用途的约350万吨，且农村普遍存在“五乱”现象[1]。近年我国能源分布不均衡，煤炭运输紧张；能源生产与消费结构矛盾突出；能源消耗产业结构不合理，工业部门所占比重偏高；结构性污染等问题。传统的化石能源已经造成严重的环境污染和生态失衡，因此，切实解决能源危机和环境保护两大问题迫在眉睫。为缓解能源需求的压力，兼顾经济增长和环境保护、能源格局的更新，开发无污染、可再生的新能源与能源转化技术是科技界的当务之急。

有机液肥具有混合均匀、配方容易调整、可添加其他农用化学品、生产成本低、能耗低等许多优点，因此已经有许多国家开始通过农作物灌溉系统对有机液肥进行使用[2]。在北美有机液肥消费量在国际上达到第一，西欧达到第二。

结论

本文综合研究分析国内外有机液肥施肥机的研究现状，针对我国沼气工程的快速发展但对其产生的废弃物的利用情况不佳的现状，研究设计了一种可一次性行走完成开沟、松土、施肥、起垄、镇压等多个功能的有机液肥施肥机。对其整机及管件部件进行了系统的理论分析，得到以下结论。

（1）本文设计了能够同时完成开沟、松土、施肥、起垄、覆土镇压等作业的有机液肥施肥机，并采用solidworks进行三维建模

（2）本文针对有机液肥料因粘稠而容易堵塞分配管路设计了防堵分配器，该分配器利用旋转叶片间断性地对流状肥料输出口进行封堵，在分管口处产生脉冲高压，从而对出料口内壁的沉积物进行冲击、清理。该分配器能够很好的实现防堵功能。

致谢

四年的学习和生活即将结束，但在我的生活只是一个逗号，我将面对另一个旅程的开始。毕业答辩的步伐正加速向我走来，此时此刻我思绪万千，心情久久不能平静。非常感谢我的指导老师，马少辉老师，在毕业设计过程中，您认真帮助我解决了一个又一个难题，帮助我在遇到困难的时候找到思路。在此，我要对您表示忠诚的感谢！

还有其他教过我的其他老师，是您们教授给我们的知识，才让我们能顺利完成这次毕业设计，在学习的过程中，您们都是充满耐心的。这激起了我们更多的学习的兴趣，在这里，真心的感谢您们。

感谢我的母校，塔里木大学，是母校给我一个良好的环境，让我们在这样一个良好的环境下成长为一个对社会有用的人。

毕业设计马上就要顺利“竣工”了，内心深处忐忑还为平息，从写开题报告到设计的完美落幕，许许多多优秀的老师、同学、舍友给了我许多的帮助，在这里也向你们表达我最诚挚的谢意。同时也感谢学院为我提供了一个良好的做毕业设计的环境。

参考文献

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内容简介：: 毕业论文（设计）任务书学院机械电气工程学院班级学生姓名学号课题名称小型有机液肥施肥机的设计起止时间 2015 年 10 月 15 日 2016 年 05 月 28 日（共 14 周）指导教师职称副教授课题内容设计一种与牵引式沼渣沼液采运罐车配套使用的流状有机肥施肥机械，并对其关键部件进行优化设计。拟定工作进度（以周为单位） 2015 年 11 月 5 日 25 日，查阅相关资料、文献，撰写开题报告。 2015 年 11 月 26 日 1 月 20 日，完成机器草图设计。 2016 年 1 月 21 日 17 日，绘制机器各零件图。 2016 年 4 月 18 日，中期检查。 2016 年 4 月 19 日 9 日，完成各零件图，装配图，撰写设计说明书。 2016 年 5 月 10 日，审阅毕业设计相关资料。 2016 年 5 月 11 日 24 日，修改设计，准备答辩。主要参考文献 1王金峰，王金武 C0 周年暨中国农业工程学会 2009 年学术年会 (009)论文集 . 2 熊棣文，熊伟 . 一种沼液管道施肥装置P3钱晓华 J1999,5（ 1）： 164冯金龙 D北农业大学，2007. 5王家俊，胡瑞，刘建宏 J1998,16（ 1):496赵晓霞 J2013,3（ 1）： 217中国农业机械化科学研究院册） 2007， 373 8冯元琦无水液氨 J2001,39（ 1）：599 郜玉环，张昌爱，董建军 J011， 6： 7110 李文哲，徐名汉，李晶宇 2013,5， 13511 张璐吉林大学， 2013,6. 12 W R吉尔， G E范德伯奇耕作和牵引土壤动力学 M北京：中国农业机械出版社， 1983 13 王兆亮，李建桥，张锐 C008 年学术年会论文集 . 任务下达人（签字）年月日任务接受人意见任务接受人签名年月日注： 1、此任务书由指导教师填写，任务下达人为指导教师。 2、此任务书须在学生毕业实践环节开始前一周下达给学生本人。 3、此任务书一式三份，一份留学院存档，一份学生本人留存，一份指导教师留存。毕业论文（设计）开题报告课题名称小型有机液肥施肥机的设计学生姓名学号所属学院机械电气化工程学院专业农业机械化及其自动化班级指导教师起止时间机械电气化工程学院教务办制填表说明一、学生撰写开题报告应包含的内容： 1、本课题来源及研究的目的和意义； 2、本课题所涉及的问题在国内（外）研究现状及分析； 3、对课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析； 4、本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路； 5、完成本课题所必须的工作条件及解决的办法； 6、完成本课题的工作方案及进度计划； 7、主要参考文献（不少于 7 篇）。二、本报告必须由承担毕业论文（设计）课题任务的学生在接到“毕业论文（设计）任务书”的两周内独立撰写完成，并交指导教师审阅。三、开题报告要求手写体，字数在 3000 字以上，由学生在本报告册内填写，页面不够可自行添加张。四、每个毕业论文（设计）课题须提交开题报告一式三份，一份学生本人留存，一份指导教师存阅，一份学生所在学院存档，备检备查。一本题来源及研究的目的和意义（一）课题的来源：自选题（二）研究的目的沼液沼渣是典型的流状有机肥 ,作为沼气发酵原料的人畜粪便和植物茎秆经厌氧发酵产生的腐熟纯净的沼液与沼渣，除含有丰富的有机质、腐殖酸和速效氮、磷、钾外，还含有多种常量和微量元素，特别是动、植物所需要的氨基酸含量十分丰富。这些可溶性营养物质，都可通过渗透作用被植物吸收利用。用作添加剂还可将饲料中不易被动物吸收的粗纤维等物分解成多种可溶性物质，形成复合消化酶，这些酶能起到催化剂的作用，促进消化吸收和新陈代谢，加快畜禽的生长发育。（三）研究的意义沼液沼渣是一种很好的流状有机肥料，对于改善土壤生态环境、提供土壤肥力状况、提高农产品的品质等具有重要作用。沼液的施肥具有连续、量大的特点，因此需要结合农业机械化的技术手段设计出进行沼液沼渣田间暗灌施肥机械。沼液沼渣既是速效与迟效兼备、速效多于迟效的有机肥，又是防治病虫害的无污染、无残毒、无抗药性的“生物农药”。但由于没有类似沼液沼渣这种流状有机肥料的机械化施肥技术和机械装备，沼肥虽好却很难施用于田间。所以针对大型沼气工程对沼液沼渣的消纳、以及生态农业循环经济对流状有机肥料利用的需求，小型有机肥施肥机械，具有流状肥料抽装、运输以及田间深松、施肥、起垄以及镇压等功能，使田间施肥作业更加省时、高效。二本课题所涉及的问题在国内外研究现状及分析（一）国内现状我国沼气事业发展迅速，尤其在大中型沼气工程的建设中会产生大量的沼液，我国对沼液的利用方式主要有农作物肥料、防病抑菌、沼液浸种、作为饲料添加剂等几个方面。虽然我国越来越重视沼肥的合理使用。但目前，我国在沼液沼渣等流状有机肥的利用方面与发达国家还有一定差距，差距的产生主要体现在流状有机肥田间施肥机械的不完善。我国在流状有机肥的施肥过程中广泛采用的施肥方式是喷洒施肥。这种施肥方式肥料的利用率低，且会对环境造成污染。近几年我国沼气产业迅速发展，人们已经意识到沼液沼渣正确利用的重要性。（二）国外现状国外沼液沼渣的田间施肥技术与装备比较发达，如捷克、瑞典、澳大利亚、加拿大、美国、比利时、俄罗斯等国都已对流状有机肥高度重视并研制出较为成熟的流状有机肥施肥机械，大型沼气工程都配有沼液沼渣运输与施肥机械，施肥方式主要有两种，一种是喷洒在耕地或草原的地表，另一种是耕地暗罐施肥，从而将沼气工程、生态农业、有机栽培较为完美地结合在一起。三对课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析（一）对课题所涉及的任务本课题将设计一种小型有机液肥施肥机，能实现对有机液肥的田间施肥作业，并且要求该机具能达到以下几点目标：（ 1）从液肥箱总管出来的沼液沼渣能均匀稳定地送到各施肥铲，且不容易堵塞。（ 2）具有一定的施肥深度，满足农业对肥料的要求。施完肥后能将肥料完全覆盖住，防止肥料中氨的挥发造成肥效下降以及由此带来的臭气污染和氨挥发造成的温室效应。（ 3）农具一次性行走能完成开沟、松土、施肥、起垄、镇压多个功能，减少罐车和拖拉机进出耕地的次数。同时要完成设计草图的绘制，有二维图和三维图的设计，在制图中要合理的显示出重要的零件并且去仿真运动。然后应用相关资料和书籍对所设计进行计算。（二）对实现预期目标的可行性分析对于草图的绘制是应用二维和三维软件来完成，对于遇到的问题可以通过网络和各资料来解决问题，至于实物的设计是无法完成的，没有零部件和应有的条件。四本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路（一）本课题需要重点研究的问题小型有机液肥施肥机械主要包括液肥箱和施肥装置两大部分，施肥装置主要由机架、开沟施肥铲、起垄装置、镇压装置、分配器、行走装置及输送管组成。机架的主要作用是作为其他工作部件的载体，承受它们的重力作用，各工作部件按照要求安装在机架上，为保证每个部件都能够发挥正常作用以及满足运输的要求，机架需要具有足够的强度和刚度。限深轮具有支撑暗灌机重量、为其他工作部件传递动力等作用。起垄器是农田施肥机具中的一种重要的触土部件，在垄作栽培作业中得到了非常广泛的应用。镇压装置不仅可以通过在起垄后的地表上形成紧密层防止紧密层下的土壤被吹透，还可以使土壤深处上升的气态水在紧密层处凝结成液态水，起到了保存水分的作用。防堵分配器主要作用是对流状有机肥料进行均匀稳定的分配，但由于类似沼液沼渣这样的流状有机肥具有粘性大，杂质多等特点，流状肥料在分配管路中很容易发生堵塞。其中关键问题有以下几点： 1、施肥机具与液肥箱的连接 2、输肥管堵塞问题 3、液肥箱总管出来的沼液沼渣能否均匀稳定地送到各施肥铲的问题 4、施肥深度与施肥铲的问题（二）关键问题解决思路实际中通过对要施肥的土地进行勘察，对不同的土地要设置不同的施肥量，施肥机具采用三点悬挂的方式安装在拖拉机后面。限于沼液出料压力，应采用分配器对总管的沼液进行分配，再用分管接分配器出口将沼液沼渣输送到施肥铲管内，施肥完成后进行起垄、镇压。分配器同时还有防堵的作用，能保证流状有机肥料施肥的均匀性和稳性定。结合垄作施肥及不同施肥深度的要求分别采用了深松型、开沟器型、尖朝后型、鼠道型四种不同类型的施肥铲，能适应不同的垄作要求。垄作施肥能将沼液沼渣完全的覆盖 ,有效地减少肥料挥发和臭气污染。五完成本课题所必须的工作条件及解决的办法所需工作条件：（ 1）该课题内容的参考文献（ 2）实地考察已有机型的具体构造（ 3）对所学的专业课程的理解与运用（ 4）理解并清楚各个零部件的作用（ 5）对零件和实体运用二维，三维图还原解决的办法：（ 1）到图书馆或中国知网查阅文献、资料对所设计的课题进行了解（ 2）设计各零部件，进行组装，进行修改（ 3）通过大学里所学的专业知识计算各零部件所应有的强度计算（ 4）用行绘画二维和三维的零部件和装配图（ 5）用三维软件对所设计的机具进行运动仿真六完成本课题的工作方案及进度计划（一）工作方案（ 1）设计其动力装置（ 2）对施肥机机架的设计（ 3）对输肥管防堵装置的设计（ 4）对其他零部件的设计（二）进度计划（ 1） 2015 年 11 月 5 日 25 日，查阅相关资料、文献，撰写开题报告。（ 2） 2015 年 11 月 26 日 1 月 20 日，完成机器草图设计。（ 3） 2016 年 1 月 21 日 17 日，绘制机器各零件图。（ 4） 2016 年 4 月 18 日，中期检查。（ 5） 2016 年 4 月 19 日 9 日，完成各零件图，装配图，撰写设计说明书。（ 6） 2016 年 5 月 10 日，审阅毕业设计相关资料。（ 7） 2016 年 5 月 11 日 24 日，修改设计，准备答辩。七参考文献 1王金峰，王金武 C立 30 周年暨中国农业工程协会 2009 年学术年会 (009)论文集 . 2熊棣文，熊伟 P3钱晓华 J1999,5（ 1）： 164冯金龙 D：东北农业大学， 2007. 5王家俊，胡瑞，刘建宏 J1998,16（ 1）： 49 6赵晓霞 J2013,3（ 1）： 217中国农业机械化科学研究院册）社 373 8冯元琦无水液氨 J2001,39（ 1）： 599 郜玉环，张昌爱，董建军 J2011， 6：7110 李文哲，徐名汉，李晶宇 J2013,5， 13511 张璐吉林大学， 2013,6. 12 W R吉尔， G E范德伯奇耕作和牵引土壤动力学 M北京：中国农业机械出版社， 1983 13 王兆亮，李建桥，张锐 C008年学术年会论文集 . 学生签名年月日指导教师审阅意见指导教师签名年月日机械电气化工程学院开题报告答辩指导老师：答辩人：所在院系：机械电气化工程学院所学专业：农业机械化及其自动化所在班级：小型有机液肥施肥机的设计目录目的与意义 1 2 国内发展现状国外发展现状 3 本课题关键问题结束语技术方案 4 5 6 2016/8/12 我国沼气工程发展迅速，怎样对其产物进行利用？ 2016/8/12 2016/8/12 1、研究目的：设计一种一次进出耕地可同时完成开沟、松土、施肥、起垄、镇压等多种功能的小型流状有机肥农田施肥机。 2、意义：小型流状有机肥施肥机机能够实现对沼肥合理、高效、科学的处理，完善沼气循环利用的产业链，推动沼气工程的发展。一、该课题的研究目的与意义 2016/8/12 二、国内发展现状我国沼气事业发展迅速，尤其在大中型沼气工程的建设中会产生大量的沼液，我国对沼液的利用方式主要有农作物肥料、防病抑菌、沼液浸种、作为饲料添加剂等几个方面。虽然我国越来越重视沼肥的合理使用。但目前，我国在沼液沼渣等流状有机肥的利用方面与发达国家还有一定差距，差距的产生主要体现在流状有机肥田间施肥机械的不完善。我国在流状有机肥的施肥过程中广泛采用的施肥方式是喷洒施肥。这种施肥方式肥料的利用率低，且会对环境造成污染。近几年我国沼气产业迅速发展，人们已经意识到沼液沼渣正确利用的重要性。我国已经在沼液管道施肥装置方面有所研究，但这种施肥方式同样会造成环境污染，考虑到沼液的污染问题，暗灌施肥是一个很理想的施肥方式。 2016/8/12 2016/8/12 三、国外发展现状国外沼液沼渣的田间施肥技术与装备比较发达，如捷克、瑞典、澳大利亚、加拿大、美国、比利时、俄罗斯等国都已对流状有机肥高度重视并研制出较为成熟的流状有机肥施肥机械，大型沼气工程都配有沼液沼渣运输与施肥机械，施肥方式主要有两种，一种是喷洒在耕地或草原的地表，另一种是耕地暗罐施肥，从而将沼气工程、生态农业、有机栽培较为完美地结合在一起。 2016/8/12 国外的有机液肥施肥机 2016/8/12 四、技术方案 1、设计要求从罐车总管出来的流状有机肥能均匀稳定地送到各施肥铲，且不容易堵塞。具有一定的施肥深度，满足作业对肥料的要求。施完肥后能将肥料完全覆盖住，防止肥料中氨的挥发造成肥效下降以及由此带来的大气污染。农具一次性行走能实现同时完成开沟、松土、施肥、起垄、镇压等多个功能。 2016/8/12 2、结构组成小型有机液肥施肥机械主要包括罐车和施肥装置两大部分，其中施肥装置右图所示，主要由机架、开沟施肥铲、起垄装置（根据需要选配）、镇压装置、分配器、行走装置及输送管组成。 2016/8/12 五、本课题关键问题 1、施肥机具与罐车的连接问题 2、输肥管堵塞问题 3、罐车总管出来的沼液沼渣能否均匀稳定地送到各施肥铲的问题 4、施肥深度与施肥铲的问题 2016/8/12 六、结束语毕业设计已经开始，感谢各位老师这四年来对我们的栽培，我一定充分利用所学的专业知识，努力完成该课题的设计，给母校一份满意的答卷！ 2016/8/12 谢谢大家不足之处还请大家批评指正 2016/8/12 有机液肥施肥机的设计大学毕业设计答辩学生姓名：指导老师：答辩时间：目录目的不意义 1 2 3 4 5 6 技术方案零部件不总成设计防堵分配器的研究设计中的问题不丌足结论一、目的不意义 1、研究目的： 2、意义：有机液肥施肥机能够实现对沼肥合理、高效、科学的处理，完善沼气循环利用的产业链，推动沼气工程的发展。设计一种一次进出耕地可同时完成开沟、松土、施肥、起垄、镇压等多种功能的有机液肥农田暗灌机。施完肥后能将肥料完全覆盖住，防止肥料中氨的挥发造成肥效下降以及由此带来的大气污染。具有一定的施肥深度，满足作业对肥料的要求。二、技术方案从罐车总管出来的流状有机肥能均匀稳定地送到各施肥铲，且丌容易堵塞。 1、设计要求农具一次性行走能实现五垄同时完成开沟、松土、施肥、起垄、镇压等多个功能。（ 2）肥箱戒罐车（ 1）施肥装置二、技术方案 2、结构组成图 3 施肥机具整机结构图 1 2 3 二、技术方案 3、工作原理二、技术方案 3、工作原理三、零部件不总成设计暗灌机机架限深轮施肥铲起垄器镇压装置后铧型施肥铲深松型施肥铲整体结构不功能分析防堵分配装置由入料口、上壳体、锥架、转子、封堵叶片、下壳体、分液口和传动轴组成，如下图所示。四、防堵分配器的研究分液口上壳体锥架下壳体叶片传动轴入料口转子冲刷管壁间歇堵住分液口脉冲压力减缓冲击避让颗粒体清理方便旋转叶片叶片设计一定倾斜角度，以便叶片在旋转过程中可以克服颗粒体不叶片产生的摩擦力。在这一过程中，导杆收缩，使叶片避开颗粒体；四、防堵分配器的研究旋转叶片导杆弹簧腔回位弹簧五、结论 1、本次设计了可一次性完成开沟、松土、施肥、起垄、镇压等作业的有机液肥施肥机。 2、本文针对有机液肥因粘稠而容易堵塞分配管路设计了防堵分配器，该分配器可以实现防堵功能。六、设计中的问题不丌足 1、在此次设计中，选用液压马达带动防堵分配器转子旋转，所以在实际应用中，应选择多管路拖拉机带动，使机型运用增加了局限性。 2、设计后期修改设计时，在施肥装置上方加设了肥箱，肥箱中没有安装搅拌装置，所以可能存在沉淀问题。在设计中，我采用在肥箱底部设计一定的倾斜角度来减轻沉淀问题。 OU 小型有机液肥施肥机的设计学生姓名学号所属学院机械电气化工程学院专业农业机械化及其自动化班级指导老师日期塔里木大学机械电气化工程学院制前言能源是人类社会进步和经济发展的重要物质基础，也是人们从事生产活动中的重要基础，在城市化、工业化、农业现代化等诸多方面，都起着决定性的作用，沼气工程能利用排泄物、秸秆、餐厨垃圾等废弃物生产沼气等清洁能源，变废为宝，对于我国的能源需求、农村生态环境和农业循环经济发展模式都有重要的作用。但是，沼气工程还产生大量的沼液沼渣，如果不将其合理处理将导致二次污染。于此同时，沼液沼渣也是一种很好的有机液肥，能够有效改善土壤生态环境、提供土壤肥力状况、提高农产品的品质等。沼液沼渣等有机液肥不同于传统的液态肥，它具有较高的粘度同时可挥发产生污染性气体，因此需设计一种既具有防堵功能又具有减少挥发的施肥机。本设计设计出有机液肥田间施肥机械，该施肥机械可以一次性完成开沟、施肥、起垄、镇压等作业。同时对该施肥机械的主要部件的设计原理、功用等做了分析。首先分别设计出主机架、行走装置、施肥装置、起垄装置、镇压装置以及防堵分配器等主要工作部件。在设计防堵分配器时首先需要设计出一种合理的防堵机构，本文中通过防堵叶片对分管进行间歇性封堵，防止固态杂质蓄积造成堵塞。关键词：沼液沼渣；有机液肥；施肥机；防堵分配器；液肥箱目录 1 引言 .的与意义 .内外研究概况 .究内容与方法 . 技术方案 .计要求 .构组成 .作原理 . 零部件与总成设计 .肥机机架 .深轮 .肥铲 .垄器 .压装置 . 10 4 防堵分配器的研究 . 12 能分析 . 12 本结构与工作原理 . 13 构设计 . 15 结论 . 24 致谢 . 25 参考文献 . 26 塔里木大学毕业设计 1 1 引言的与意义我国农业资源丰富，每年会产生大量的生物质废弃物，农业秸秆每年生产量超过 600 万吨，其中可以视为能源用途的约 350 万吨，且农村普遍存在“五乱” 现象1。近年我国能源分布不均衡，煤炭运输紧张；能源生产与消费结构矛盾突出；能源消耗产业结构不合理，工业部门所占比重偏高；结构性污染等问题。传统的化石能源已经造成严重的环境污染和生态失衡，因此，切实解决能源危机和环境保护两大问题迫在眉睫。为缓解能源需求的压力，兼顾经济增长和环境保护、能源格局的更新，开发无污染、可再生的新能源与能源转化技术是科技界的当务之急。有机液肥具有混合均匀、配方容易调整、可添加其他农用化学品、生产成本低、能耗低等许多优点，因此已经有许多国家开始通过农作物灌溉系统对有机液肥进行使用 2。在北美有机液肥消费量在国际上达到第一，西欧达到第二。沼液沼渣常规工艺发酵的营养成份见表 1 1示表 1液营养物质含量代号氮全磷全钾水溶性氮水溶性磷水溶性钾 g n ( L) 1 2 3 62 9 26 43 07 0 88 75 84 里木大学毕业设计 2 表 1沼渣营养物质含量据检测，通常农户使用的堆肥中的含氮量比沼液沼渣低 40 60，含磷量比沼液沼渣低 40 50，含钾比沼液沼渣低 80 90，作物利用率比沼液沼渣低10 20 ，数据表明，沼液沼渣作为肥料应用极具价值。随着沼气工业的迅速发展，沼气的加工和利用成为迫切需要解决的问题。如果沼液沼渣处理不当，对沼气工程正常运行造成影响的同时，还会形二次污染 4。当今多数选用湿法厌氧发酵的沼气工程都以畜禽粪便混入些许秸秆为原料 ,该原料在厌氧发酵过程中所产生气体的主要成分份余营养成分包括 N、 P、且微生物孕育繁殖、新陈代谢和分解均会释放出许多有机、无机酸盐等可溶性产品。同时大量繁殖的细菌死亡后释放出各种生物活性物质，包括生长素、维生素、核苷酸等。所以经厌氧发酵后的沼液沼渣的植物营养有增无减。本设计根据一般沼气工程对沼液沼渣的处置、和生态农业经济对有机液肥利用的需要，研发出一种有机液肥施肥机械，该机械可实现五垄同时施肥，具有有机液肥田间深松、暗罐、起垄和镇压等多项功能，使田间施肥作业更加省时、高效。该代号机质全氮全磷全钾有效氮有效磷有效钾 g n ( ) ( ) 1 18 920 22 4 95 977 114 4 10 0594 里木大学毕业设计 3 机械的设计和推广可以有效解决沼液沼渣肥料化利用的最后一公里问题，具有重要的现实意义。内外研究概况内研究我国沼气事业发展迅速，尤其在大中型沼气工程的建设中会产生大量的沼液，我国对沼液的利用方式主要有防病抑菌、农作物肥料、沼液浸种、作为饲料添加剂等几个方面。我国虽然越来越重视沼肥的合理使用。但目前，在沼液沼渣等有机液肥的利用方面与发达国家还有一定差距，差距的产生主要体现在有机液肥田间施肥机械的不完善。我国在有机液肥的施肥过程中广泛采用的施肥方式是喷洒施肥。用这种方式施肥利用率低，同时还会污染环境 6。近几年我国沼气产业迅速发展，人们已经意识到沼液沼渣正确利用的重要性。我国已经在沼液管道施肥装置方面有所研究 7，但这种施肥方式同样会造成环境污染，考虑到沼液的污染问题，暗灌施肥是一个很理想的施肥方式，但我国现有的有机液肥暗灌机械几乎一片空白，待研究空间非常广阔。外研究国外有机液肥的田间施肥能力与机械比较发达，如瑞典、捷克、加拿大、澳大利亚、美国、比利时、俄罗斯等国都已对有机液肥高度重视并研制出较为成熟的有机液肥施肥机械，通常气工程都拥有沼液沼渣的运送和施肥设备，施肥方法通常有两种，一种是直接喷洒在地表，另一种是耕地暗罐施肥 8从而将沼气工程、生态农业、有机栽培较为完美地结合在一起。美国的灌溉技术十分发达，他们的滴灌技术还传入了以色列，美国将灌溉与施肥相完美结合，非常看重有机液肥的制造和利用，他们在大田作物、蔬菜、瓜果和观赏植物上普遍使用有机液肥 11。以色列生产的自动灌溉施肥机，对灌溉和施肥一体化的实现，大大提高了水肥利用率和耦合效应 12。在俄罗斯已经生成了浓度相对较高的净化后的生态和清洁型有机肥酵后的沼沼液沼渣等有机肥在各种作物中的广泛应用 13。比利时的司率先研制并生产了各种有机液肥施肥机具。另外，还包括美国的大平原、澳大利亚的拿大的知名企业都对有机液肥施肥机械有所涉猎。塔里木大学毕业设计 4 （ a）型施肥机（ b）施肥机（ c）型施肥机图 1发的系列有机液肥施肥机图 1比利时的发的有机液肥施肥机，图 1a）为型施肥机，该施肥机械具有许多坚硬灵活的细铲，细铲的底端有的可反转的犁头，由于细铲的这种特殊结构，它在工作时可以很好的疏松土壤，植物残余物可以得到充分的混合。（ b）为施肥机，该施肥机械每间隔 30 或 40刀的底端是一个 24的箭型犁头，犁头宽度根据不同的流状肥料和不同的土地情况由 15 25同，流状肥料从软管口流出后全部注到犁头上，为了满足工作要求，锄刀的工作深度为 10 c）为型施肥机，铲头分三行排列，第一行与第二行的间距大于第二行与第三行的间距，这种结构加大了铲与铲之间的宽度，能够适应田地中有较多植物残留物的情况。综上所述，由比利时发制造的系列流状肥料施肥机均以大型为主，机重大，且需要配备大功率拖拉机，施肥效率高，适用于大地块作业，当然，机器价格也相当昂贵。而我国一般地块不大、家庭的购买力不高；并且，我国能与大型施肥机具配合使用的拖拉机很少，主要以中小型施肥机械为主，因此无论从价格上，还是从需要的配套动力来看，均与我国国情不符。所以我们只能根据我国的实际情塔里木大学毕业设计 5 况，设计制造适用于我国国情的有机液肥施肥机械。究内容与方法本文是在综合研究国内外有机液肥施肥机械研究现状的基础上，针对我国对沼液沼渣等有机液肥的利用情况，结合有机肥的物理特性以及我国农田对有机肥料的实际需求，设计一种可多行同时完成开沟、松土、施肥、起垄、镇压多个功能的有机液肥施肥机械。本文的主要研究内容及方法如下：施肥机的整机设计。在考虑了我国田间作业的农艺要求，施肥的工作效率以及分析垄体参数的基础上，提出有机液肥施肥机的设计要求及实现的功能。防堵分配器的设计。针对沼液沼渣等有机液肥具有较高的粘稠性，而且要实现多行同时施肥设计出一种既具有将有机液肥均匀分配到各个输肥管功能，又具有防堵塞功能的防堵分配器。 2 技术方案计要求（ 1）从液肥箱总管出来的沼液沼渣能均匀稳定地送到各施肥铲，且不容易堵塞。各分管的施肥量要满足农艺的要求，沼肥施肥量为 50m3/ （ 2）具有一定的施肥深度，满足农业对肥料的要求。施完肥后能将肥料完全覆盖住，防止肥料中氨的挥发造成肥效下降以及由此带来的臭气污染和氨挥发造成的温室效应（温室气体中氨的排放主要来自农业）。（ 3）开沟、松土、施肥、起垄、镇压多个功能能同时完成，缩减了机具和拖拉机进出农田的次数。构组成如上所述本施肥机械主要包括施肥装置和肥箱两大部分，其中施肥装置如图2示，主要由机架、施肥装置、起垄装置、镇压装置、防堵分配器、行走装置及输送管组成。肥箱下方有用于控制流量的阀门和防堵分配器连接。塔里木大学毕业设计 6 7 肥箱支架图 2施肥机具整机结构图作原理施肥机具可以根据作业地长度，面积等因素选择采用在机架上方安装肥箱架和肥箱，直接由拖拉机牵引进行施肥作业，也可以采用三点悬挂的方式安装在沼液罐车后面，液肥罐内部的高压泵将沼液沼渣从液肥罐输送到阀门所在的总管，本文采用防堵分配器对液肥进行分配，再由分配器出口将沼液沼渣从阀门输送到施肥铲管内，施肥完成后进行起垄和镇压。分配器同时还具有防堵作用，能保证有机液肥施肥的均匀性和稳性定。通过垄作施肥和其他不同施肥深度的要求分别设计了四种不同类型的施肥铲，深松型、开沟器型、双翼型、鼠道型，能适应不同的垄作要求。垄作施肥能将沼液沼渣完全的覆盖 ,有效地减少肥料挥发和臭气污染。保留土壤水分和消减风蚀可以利用土壤镇压 14，通过镇压弹簧来调节镇压力。 3 零部件与总成设计肥机机架机架的主要作用是作为其他工作部件的承重载体，承受它们的重力作用，每一工作部件按照要求安装在机架上，为保证每个部件都能够发挥正常作用以及达到运输的要求，机架必须达到一定的强度和刚度。本文选用的机架如图 3示，主要塔里木大学毕业设计 7 包括主架、上悬挂、下悬挂、支撑架。图 3机液肥施肥机机架主机架的相关尺寸如图 3示，为了满足施肥机同时挂接多个工作部件，主架设计为 100 100 10 的方形空心钢，长度为 3900于施肥机要同时完成开沟施肥、起垄、镇压等多项工作，主架选择矩形架，架体宽度为 600各施肥铲固定于前横梁上，起垄器和镇压装置固定于后横梁上，各相同工作部件之间的间距符合田间作业农艺要求。主架上连接有支撑架，支撑架起到支撑分液装置的功能。为保证施肥机机架与拖拉机或罐车链接的可靠性，本设计采用三点悬挂方式，两下悬挂间距为 700 图 3机架工程图深轮限深轮具有支撑施肥机重量、为其他工作部件传递动力等作用，本次设计中限深轮采用了升降可调节地轮的形式，机架两侧各有一个行走轮，能够起到仿形、限深、驱动的作用。其结构如图 3示，由轮胎、安装支架、调节螺栓、连接方板组成，通过调节支架上的螺栓孔点来实现轮胎的上下高度调节，从而调节施肥高度。塔里木大学毕业设计 8 而且，也可以通过上下调节施肥铲来改变施肥高度。限深轮通过连接板安装在机架上，承受着施肥机具的重力，在行走过程中机具只受到水平牵引力的作用，不需要再提供垂直提升力。轮胎的负荷指数为 77，即最大负荷为 412负载，而整个机具的总重量约为 370均下来每个轮胎负重185于轮胎的最大负荷，满足使用要求。图 3深轮结构图肥铲为了达到沼液沼渣等有机液肥的施肥量相对较大且对于不同土地情况或不同的种植环境下施肥深度有也所不同的要求，本文采用了 4 种不同类型的施肥铲，深松型、双翼型施肥铲、后铧型施肥铲、鼠道型等。这四种施肥铲使有机液肥的施肥方式变得更加灵活。四种施肥铲分别为：（ 1）图 3a）为深松型施肥铲，是将施肥管焊接在现有土壤深松铲的后端而成，铲体结构主要有菱型铧尖和弧形铲柱，深松的同时将有机液肥灌入土壤中，施肥深度最深可达 30用于平作或起新垄时施肥 15。（ 2）图 3b）双翼型施肥铲如所示，铲柱为直立式，翼型铲头下端的翼板可以稳定沟槽，后面施肥管末端翼板是防止泥土进入施肥管淤塞。切削土壤通过两侧翼板入土刃来完成，翼板的分土和翻土作用开出的沟槽 15。这种开沟器开出的沟槽较大，施肥深度最深可达 20用于整地后土壤状态好且施肥量较大的土壤。（ 3）图 3c）是后铧型施肥铲，是在对固态施肥铲改造成的，能够用于固含量较高的沼液泥浆施肥。这类施肥铲不具有松动土壤的能力，只能通过后弧刃剪塔里木大学毕业设计 9 切土壤挤压出的一条窄沟槽流入液肥。土壤表层的秸秆、残茬可以被这类施肥铲顺着后弧刃压到土壤的下层，不会形成秸秆缠绕施肥铲柱现象。（ 4）鼠道型施肥铲参考外文文献结构设计，结构图如图 3d）所示，直立式铲柱，圆锥型铲尖，铲尖后部的圆型管起到沟槽稳定成型的作用，施肥管焊接在圆型管的后面。这类施肥铲开出的沟槽相对稳定，类似于鼠道，这种施肥铲入土效果佳，开沟效果也较好，所承受的土壤阻力相对较小，对土地质量要求不高，多适用于浅层、中层土壤 16 （ a）深松型施肥铲（ b）双翼型施肥铲（ c）后铧型施肥铲（ d）鼠道型施肥铲管图 3种类型的施肥铲根据本项目拟应用地区的土质特点及耕作需求，先期选择深松型施肥铲为设计形式，后铧型施肥铲作为备用。垄器起垄器是农田施肥机具中的一种重要的触土部件，在垄作栽培作业中得到了非常广泛的应用 18。本文选用普通起垄器，其结构图如图 3示，由起垄铲、挡板、起垄铲柱等组成，用顶丝固定在铲柱上，通过连接板固定在后梁上，移动连接塔里木大学毕业设计 10 板可调节垄距，本文预计的垄距为 700开顶丝可调节入土深度。起垄器的外形通常为锥体，线性元素一般为直线。 3 起垄铲柱图 3垄器结构图压装置本文中镇压装置采用橡胶镇压轮形式，这种形式的镇压轮不仅可以减轻机体重量，更重要的是具有黏土少，容易脱土等特点，镇压效果很好。图 3该镇压装置结构，安装在起垄部件中间靠后方，主要由橡胶镇压轮、镇压梁、镇压弹簧、连接杆等构成。镇压装置不仅可以通过在起垄后的地表上形成紧密层防止紧密层下的土壤被吹透，还可以使土壤深处上升的气态水在紧密层处凝结成液态水，起到了保存水分的作用 14。橡胶镇压轮通过连接杆与镇压梁相连，在连接杆与镇压梁之间装有镇压弹簧，在镇压装置对土壤进行镇压过程中镇压弹簧起到了减震作用，保护镇压装置不被震坏。图 3压装置塔里木大学毕业设计 11 图 3压轮镇压轮采用橡胶轮，结构如图 3示。图 3镇压轮的受力分析，镇压轮上的载荷及其自身重量通过接地面积以一定的压力传到土壤，引起土壤内应力的变化，在应力作用下压实土壤。镇压轮对土壤的压实程度主要取决于镇压轮自重、载荷大小及其加载方式和加载时间、土壤含水量、镇压轮直径、镇压轮宽度等因素，其关系式如公式（ 3示。图 3压轮受力分析图 313232 （ 3 式中 Z 镇压轮镇压深度，（塔里木大学毕业设计 12 G 镇压轮接地重量（包括自重及转移重量），（ N）； L 镇压轮宽度，（ D 镇压轮直径，（镇压轮的翻转角，（错误 !未找到引用源。）。所选用的镇压轮，如图 3示，外形尺寸直径 256度 240胶轮胎，轮毂由 5钢板冲压而成。调节压力弹簧使其处于原始长度，则镇压轮加上附件总重量为计算镇压轮的镇压深度 Z = 算镇压轮的翻转角错误 !未找到引用源。如式 28 所示。 )21c （ 3 镇压轮的接地面积 S 如式 29 所示。（ 3 则镇压强度 P 如式 30 所示。 P（ 3 对于多数垄作区的土地（ 0 10），土壤容重在误 !未找到引用源。之间时，土壤状况最适于作物生长发育。有实验数据可知，确保镇压强度范围 3 5N/可满足要求。在弹簧不作用的情况下，计算镇压轮的翻转角 = 未找到引用源。，镇压强度 P = 计算结果可知依靠镇压轮自重无法满足适宜于种子发芽的土壤容重要求。因此，采用弹簧加压，弹簧长度为 120径为 22簧丝直径为距为 12度系数为 139N/大变形量为 4压强度可在调节，满足设计参数要求。 4 防堵分配器的研究能分析防堵分配器主要作用是对有机液肥料进行均匀稳定的分配，但由于类似沼液沼渣这样的有机液肥具有粘性大，杂质多等特点，流状肥料在分配管路中很容易发生堵塞，为解决这一问题，本文设计了一种具有冲刷管壁、减缓冲击、避让颗粒体等功能的分配器。（ 1）冲刷管壁。液压马达带动转子转动，封堵叶片在随转子转动时会间断性地对出料口进行封塔里木大学毕业设计 13 堵，使有机液肥间断性地流入分管，从而形成脉冲高压，冲刷管壁，实现防堵功能。（ 2）减缓冲击当有机液肥从主管注入分配器后首先会冲击锥架，由于锥架随转子转动，会对肥料产生离心力，肥料在离心力的作用下被甩向内壁，从而减缓了肥料的冲击，避免了肥料直接冲击转子，影响肥料的均匀稳定分配。（ 3）避让颗粒体本文将旋转叶片的前端设计成具有一定倾斜角度，当叶片与硬质物体发生碰撞时硬质物体对叶片的挤压力会产生径向分力，从而使导杆末端压缩弹簧完成避让。本结构与工作原理成结构本文所设计的防堵分配器主要由壳体、盖、锥架、转子、防堵叶片、传动轴等组成，其结构图如图 4示。片图 4防堵分配器作原理液压马达和分配器轴链接起来，转子通过传动键的作用随分配器旋转。锥形架固定在转子上与转子一起转动，当有机液肥从主管流入分配器中时首先落到锥形架上，旋转中的锥形架将液态肥甩向壳体侧壁从而降低了液肥对转子的撞击力。叶片与转子装配在一起，在导向槽与叶片导杆的作用下也随着转子旋转。转子的功能是让分管中流体由连续被切为间断，增加流体能量的集中力，在分管中形成周期性脉冲高压，对存在局部阻力的地方进行冲击，防止固体杂质堵塞的积累。转子的转速为 120r/间完成每个分管的封堵，同时有机液肥自身带有流动性，封堵作用不会对施肥的均匀性造成影响。转子与弹簧装配后形成弹簧的安装腔弹簧安装在其塔里木大学毕业设计 14 内（如图 4示）。 5 弹簧图 4堵分配器的工作原理图当大的杂质阻碍叶片旋转时弹簧起到自动调节作用，图 4杂质阻碍叶片旋转时叶片的运动情况及受力情况，当作用于叶片的阻力较大，满足于弹簧的弹力 F 弹力时，可迫使旋转叶片在导杆处压缩弹簧，旋转叶片在旋转的同时沿着弹簧腔向内移动，从而实现了对杂质的避让，当被阻叶片越过障碍物时阻力下降，叶片在弹簧弹力的作用下又恢复到原来工作位置。图 4a）、图 4b）分别为旋转叶片即将对硬质杂质进行避让和避让过程中的情况。（ a）即将避让（ b）避让过程中图 4质阻碍叶片运动时的避让过程及受力分析示意图该防堵分配器也具有搅拌防堵功能，转子通过转动过程对分配器内部沼肥进行搅拌，避免固体在分配器内边缘积累而形成淤塞，也可确保每一分管沼液沼渣总固塔里木大学毕业设计 15 体含量的均匀性；另外该分配器还具有清除管口边缘的能力，弧形封堵叶片有规律地扫过分配器管口，预防出口处由于纤维类物质的积累而淤塞分管。构设计动机构（ 1）防堵分配器的功率计算在防堵分配器的设计中，由于分配器会受到许多因素的影响，要正确确定防堵分配器的工作功率比较困难。考虑到本文所设计的防堵分配器防堵机构与搅拌机的搅拌机构很相像，结构也十分相近，因此本文中防堵分配器的功率计算与搅拌机的功率计算相类比。搅拌机在正常运转的情况下，在介质中旋转，要消耗的功率，必须大于液体对旋转叶片的摩擦力，也就是大于介质的阻力。而在启动时，液体由静态变为动态，所以防堵分配器所需要的能量还需大于液肥的惯性力。根据经验，计算液体中旋转机构的运动功率只按运转功率计算是满足不了需要的 19，所以本文中防堵分配器的功率按启动功率进行计算。启动时需要的功率由两部分组成，一部分是克服液体从静止状态到运动时的惯性力所消耗的功率一部分是克服液态介质之间的摩擦力所需的功率，即运转功率动功率的计算公式为 20： 21 启（ 4 341 87.3 （ 4 352 （ 4 （ 4 式中 h 扇叶宽度， h = d 旋转扇叶直径， d = D 分液器壳体直径， D = H 液层高度， H = ； n 扇叶转速， n = 120 塔里木大学毕业设计 16 液体密度， 42 ； P 整个旋转扇叶克服摩擦力的能量消耗，；阻力系数， = 经验值 )； k 防堵分配器的校正系数。本文中的施肥机械主要针对沼液沼渣而设计的，我们估算其介质比重为 = 则介质密度错误 !未找到引用源。 = 错误 !未找到引用源。 /g = 600/ 2 。代入（ 4 （ 4得，克服液体从静止状态到运动状态时的惯性力所消耗的功率值为： 341 87.3 4 防堵分配器的校正系数 k 值按下式计算： = 服液体介质之间的摩擦力所需的功率 352 5 = 由此可得： N 启 = （ 2）液压马达的选择塔里木大学毕业设计 17 本设计中分液器转子所需转速为 120r/于低速运转工况，所以在这里选用低速液压马达即可，综合考虑实际情况，本文中选用列摆线液压马达中的液压马达，具有一下结构特点：端面配流式摆线液压马达；先进的嵌入式列类型转子参数设计 ,启动压力低、效率高、低速平稳运行；先进的轴封设计，高背压承受能力。先进可靠的联动轴设计，使马达具有长寿命；先进的配流机构设计，具有配流精度高和磨损自动补偿的特点；多种法兰、输出轴、油口等安装衔接方式。液器壳体分配器壳体的结构和容量的大小是液态有机肥能否均匀稳定分配的关键，其主要由上盖和下壳体组成，上盖顶端为总管即防堵分配器的进料口。下壳体均匀分配有 5 个分管口即防堵分配器的出料口。分配器的壳体结构图如图 4示。图 4液器壳体塔里木大学毕业设计 18 图 4盖零件图图 4壳体零件图为满足 5 垄同时施肥对施肥量的要求，我们选择下壳体的外侧直径为 600度为 170配器将阀门出来的沼液沼渣平均稳定地分配到每一个施肥管中。从肥箱或罐车到防堵分配器的总管内部直径为 100 毫米，本次设计为 5 垄同时施肥，分配器出口和施肥管内径应为 45 毫米，为了扩大分配器的内部压力防止淤塞，施肥管的实际设计内径为 36 毫米，以便在分配器到分管出口之间形成二次压差，使沼液沼渣能够稳定的注入作物的土壤。考虑到下壳体底部有防堵叶片随着转子转动，一方面液体对器壁有一定的冲击力，另一方面沼液沼渣中的硬质木棒等物质与防堵叶片发生作用，硬质木棒会对器壁产生较大的挤压力，因此防堵叶片工作范围内的器壁略厚一些，选择厚度为 8余器壁厚度为 5堵分配器上盖与下壳体的零件图如图 4 4示。另外，本文中上盖与下壳体采用如图 4示，箱体扣连接，这一连接方式便于分配器的拆装，可定期清理，同时也便于分管堵塞时对堵塞情况进行检查与处理。塔里木大学毕业设计 19 图 4体扣转叶片旋转叶片由防堵叶片和叶片导杆焊接而成，在分配器中防堵叶片的主要作用是阻挡液态有机肥料流入各分管中，该分配器共有四个防堵叶片均匀等距地分配在直径为 520圆周上，在随转子旋转的过程中四个防堵叶片间断性地对出料口进行封堵，从而在分管内产生脉冲高压，冲击发生局部阻力的部位。叶片上连接有叶片导杆，通过导杆与转子链接。旋转叶片的结构图如图 4示。 1防堵叶片图 4转叶片防堵叶片的形状及相关尺寸如图 4示，叶片内外侧边缘分别是半径为237 287圆弧，图中圆心 O 也是转子旋转的中心。这种将内外侧边缘设计成与旋转中心同心的结构，不仅大大降低了叶片转动时所受到的阻力，同时也节省了材料。防堵叶片除了封堵作用，还具有对硬质木棒、石子等较坚硬的物体进行避让的作用。本文将叶片前端设计为与径向成一定倾斜角度，同时，叶片前端设计成刀刃状，这样不仅可以减缓叶片在旋转过程中所受到的液体阻力，还可以清理分液器壳体底部在上一次工作后残留下来的淤泥。叶片导杆的零件图如图 4示，叶片导杆在转子端盖内侧位置设计成轴环，在末端与弹簧安装腔内的弹簧相连，这样叶片导杆既在端部与弹簧接触又在转子端盖处靠轴环定位，保证了旋转叶片在不受到硬质物体阻碍的情况下在确定的圆周上稳定地旋转。当硬质木棒与叶片前端发生作用时，木棒对叶片施加的压力在径直方向上的分力通过叶片导杆挤压弹簧，从而避让了硬质木棒，避免了叶片与硬质木棒撞击而破损。塔里木大学毕业设计 20 图 4堵叶片零件图图 4片导杆零件图但是由于在避让过程中，叶片会与硬质木棒产生摩擦力，类比摩擦角原理，若要实现叶片顺利避让硬质木棒，叶片前端倾角需要满足一定条件。假设当叶片前端倾角等于时，叶片与硬质木棒刚好可以相互滑动完成避让，此时我们对叶片进行受力分析如图 4a）所示。其中，弹簧腔内壁对弹簧导杆的弹力，弹簧导杆与弹簧腔内壁的摩擦力，硬质木棒对防堵叶片的弹力，叶片前端与硬质木棒之间的摩擦力。将这几个力平移到旋转叶片上的一点 O，以 O 点为原点，叶片相对硬质木棒的滑动方向为 X 轴建立坐标系，如图 4b）所示。（ a）（ b）图 4转叶片受力分析图分析：只有当沿 X 轴负方向的合力大于沿 X 轴正方向的合力时，叶片才能与硬质木棒发生相对滑动，我们可选取一个临界点，即叶片刚要与硬质木棒发生相互滑动，此时叶片受力情况应满足： X 方向： Co i 121 （ 4 塔里木大学毕业设计 21 Y 方向： S i 112 （ 4 设叶片导杆与弹簧腔的内壁摩擦因数为 1 ，叶片与硬质木棒间的摩擦因数为2 ，则有： 11 1 f （ 4 22 2 f （ 4 将（ 4（ 4入（ 4（ 4得： Co i 121 12 （ 4 S i 112 1 （ 4 联立（ 4（ 4程得： C o sS i n 21211 即 21 211 （ 4 查阅相关资料得到钢与钢 (油润滑 )之间的摩擦因数，钢与硬质木棒之间的摩擦因数。将 21

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