【甘蔗自动播种装置设计5400字（论文）】

甘蔗自动播种装置设计摘要：我国是世界上第三大甘庶种植国，在2013/2014棒季全国甘庶种植面积高达2805万亩，且种植量呈明显的增长趋势。但是，我国甘庶种植机械化却非常低，以广西省为例，广西省的甘薦种植面积占我国甘煎种植总量的60%以上，但是种植作业的机械化却只有6%。同时，由于相当一部分庶农外出务工，在种植季出现大面积的人工短缺现象，迫使种植作业的人工成本相对于前些年已经出现了大幅度的提高。因此，迫切需要研制一款性能优良，且符合我国国情的甘庶种植机。关键词：甘蔗种植机，结构设计，自动化目录TOC\o"1-3"\h\u239241、绪论 2184931.1研究意义 2244981.2国内外甘蔗种植机的发展现状 3203051.2.1国外甘蔗种植机械发展现状 3261551.2.2国内甘蔗种植机械发展现状 365093、主要部件的设计 5239113.1开沟机构的设计 5267893.1.1开行犁的设计 5123123.1.2滴灌沟犁的开沟的设计 646493.1.3种沟犁的设计 699583.2切种排种部件分析及设计 7192843.3.1覆膜装置 7153053.3.2覆土装置 8293.3.3镇压装置 895274、结论 81558参考文献 9

绪论1.1研究意义我国是世界第三大食糖生产国和消费国，其中，甘蔗是我国主要的糖料作物，其耕种面积占我国糖料蔗种植面积的85％以上，产糖量占食糖总产量的90％以上。随着蔗糖业的发展，甘蔗产业已经成为我国主产区经济发展的重要支柱和农民增收的主要来源。目前，我国蔗糖生产大部分环节仍然靠手工作业，劳动强度大，生产成本较高，这不仅影响到甘蔗的产量、蔗农种植的积极性，还影响到我国糖价在国际市场中的竞争能力。因此，提高甘蔗生产技术水平迫在眉睫。良种的推广应用和甘蔗生产过程机械化是提高甘蔗产量、降低生产成本的重要途径。在甘蔗各个生长期中，水分和养分的及时供给和不同供给量是影响甘蔗产量的关键因素。我国甘蔗种植面积中，大部分是旱地，土壤贫瘠、保水性能差，不利于甘蔗生长。虽然在种植过程中采用了铺膜技术，但并不能从根本上解决灌溉问题。随着节水技术的发展和推广应用，地埋式灌溉技术凭借着增产增收、降低成本、保护环境、方便管理等优点成为甘蔗种植中备受青睐的节水灌溉方法。目前，在现有机械中尚未有能实现深埋滴灌管的甘蔗联合种植机，基本上是依靠人工作业，或由开行机自动开行布管。这种方式存在效率低、费时费力等问题，同时不管是先埋管后种植，或是先种植后埋管，都难以保证滴灌管与甘蔗之间距离的均匀性，从而影响甘蔗的生长。因此，研究设计埋管、种植联合作业的甘蔗种植机对于提高甘蔗产量、降低成本是很有必要的。1.2国内外甘蔗种植机的发展现状1.2.1国外甘蔗种植机械发展现状（1）澳大利亚澳大利亚作为最早开始研制甘庶种植机械化研究的国家，是世界上甘庶种植机械化程度最高和技术最先进的国家。全国约有520khm2的甘庶种植区，平均每位甘旗种植户拥有高达67hm2的蔗田，部分甘蔗种植户甚至拥有自己的糖厂。早在90世纪六十年代就已经研制出较先进的甘廉种植机，例如MassyFerguson公司研制的MF系列甘薦种植机，包括有＂MF20＂、＂MF24＂、＂MF50＂等能够连续完成开沟、施肥、切种、排种、施化、覆土、镇压等７道工序，排种后两秒钟内就覆土，保巧效果良好，可不必进行初灌。其中＂MF20＂型和‘MF24＂型甘庶种植机结构相似，采用实时切种的方式，使用转子S形切刀进行切断庶种。整机的动力来自与拖拉机左右轮安装的链轮驱动，整个传动机构为机械式，用链轮及链条来传动，可Ｗ通过更换位于拖拉机后轮上的驱动链轮获得四种不同的排种方式和株距。（2）古巴己西是世界上最大甘庶种植国，也是巴西的支柱型产业之一，据统计2013/2014棒季甘薦种植面积达到14250万亩己西政府对于甘庶产业也非常重视，早在1970年就开始制定一系列的政策鼓励甘庶产业的机械化发展，加之己西气候温和，甘藤种植区地处平原，十分有利于机械化推广。目前，己西的甘庶种植作业机械化水平已经处于发展中国家领先地位，综合机械化已经高达87%。但是在2004年的数据显示，机械化种植甘薦面积仅占10%左右，依旧有很大的发展空间。己西的甘庶种植机械市场很多是澳大利亚和美国的农机厂家所占据，例如澳大利亚的MasseyFerguson公司、TOFT公司、美国的CHN公司等。1.2.2国内甘蔗种植机械发展现状我国是从上个世纪60年代起就开始投入到对甘薦生产机械的研制，最初期的研究方向是畜力甘薦开行舉具等简单机具。而我国真正对甘荒种植作业的机械化研究是从上世纪70年代中期开始，由于当时欧美西方国家的技术封锁，主要是采用自主研发的手段，特别是在广东、广西、福建、海南和云南等甘庶种植地，有大量的科研单位、高等院校和农机生产厂家投入到甘蔗种梅机械的研制中，通过十几年的研究和发展，取得了一定成果，研制出一批具有一定技术含量的甘薦种植机，代表机型包括有：＂广东－2＂型甘庶联合种植机、＂甘75-1＂型甘庶种植机和＂庆丰2CZ-1＂型甘庶联合种植机等。早期我国甘蔗种植机械型号及性能参数见表。表1早期我国甘蔗种植机械型号及性能参数甘蔗种植机型号配套拖拉机生产率伤芽及漏播率/%排种方式种植行数研发单位“广东-2型”红卫-400.4~053≤5实时切种式2广东农机所和平沙“甘75-1”型红卫-400.27~0.4≤5实时切种式2轻工业部甘蔗糖业“庆丰2CZ-1”型红卫-400.1~0.13≤5实时切种式2广西农机所和金光农场从上世纪90年代开始，我国继续加大对甘庶产业的投入力度，提高相关科研经费的支出，推广甘谎机械化种植技术，从政策上引导甘庶产业的发展，通过引进国外的先进的技术，借鉴并吸收国外的先进设计理念，进行仿制，为以后机型的研发打下基础。总体结构以及设计原理甘庶种植机的设计要满足安全可靠，经济高效的要求。以下就驱动形式、旗种制备方式以及与拖拉机的连接方式等关键结构进行方案设计分析。其中体结构包括仿形轮、开沟机构、导种槽、覆土机构、覆膜装置、肥料桶、滴灌管卷盘架等，各主要机构如图1所示。1.仿形轮2．开行犁3．滴灌沟犁4．种沟犁5．导种槽6．刮板覆土器7．覆膜装置8．滴灌管导向架总成9．滴灌管卷盘架图1甘蔗联合种植机总体结构图该甘蔗种植机与拖拉机连接，由仿形轮调节开沟深度，开行犁先入土开沟，形成一宽行平沟；其后的滴灌沟犁二次开沟，形成底部平整的滴灌沟，同时在沟中布管并掩埋；紧接其后左右对称分布的两种沟犁开出一定深度和形状的种沟，肥料先落入种沟被回填的少量泥土掩埋，蔗种随后落入种沟中，然后通过覆土机构和铺膜装置对蔗种进行覆土和铺膜保水。主要部件的设计3.1开沟机构的设计开沟机构作为甘蔗种植机的关键机构之一，其功能是开出符合播种深度要求的沟槽，并为种苗的萌芽和生长提供良好的种床。在甘蔗种植中，要求深沟浅种，以确保前期种苗萌发和后期土壤积蓄水分。在现有的甘蔗种植机中，均能开出符合深度要求的蔗种沟，但几乎都是一次性开沟，在旱地作业时，开沟阻力相对较大，且未有能完成深埋滴灌管的功能。同时，为了达到单位面积蔗田里的甘蔗有效茎数，常采用在一个蔗沟内双行品字形摆种方式，但由于蔗种沟普遍为V型沟，在覆土时容易将两行的蔗种挤在一起，因而影响了蔗种的萌芽和生长。针对上述问题，本设计中提出了一种新型的甘蔗开沟机构。该开沟机构能依次开平沟、滴灌沟和蔗种沟，并同时开两行蔗种沟，既能减小开沟阻力，又能与配套机具共同作业时深埋滴灌管提高抗旱能力，同时实现了一垄双沟的种植方式，保证种植密度。该开沟机构包括开行犁、滴灌沟犁和蔗种沟犁，各犁之间的装配关系如图2所示。1．种沟犁2．滴灌沟犁3．犁翼4．犁柱5．犁头图2甘蔗开沟机构3.1.1开行犁的设计开行犁包括犁头、犁翼和犁柱三部分。为了便于入土、破土，在本设计中将犁头入土角设置为15°，犁尖比犁翼底面低4cm。在开沟器中，犁翼的张角越大，开沟器翻开泥土形成的种植沟宽度就越大，但开沟阻力也越大。在本设计中采用瓦片状且底面水平的曲面作为犁翼，犁翼末端之间的距离应在100cm以上，保证平沟的宽度和沟底平整性，防止过多的泥土回填影响到种植沟的开沟深度。考虑到在工作过程中，犁头的损坏概率和程度一般比犁翼要高，因此，设计中犁翼与犁头通过螺栓连接，从而方便犁头的更换，提高机构的灵活性。犁柱焊接在两犁翼之间，并通过上端的4个连接臂与机架连接。开行犁主要的作用是初步开出沟深为10～15cm、沟底宽80cm的平沟，减小后方滴灌沟犁和种沟犁的开沟阻力。3.1.2滴灌沟犁的开沟的设计地埋式滴灌技术是指通过把滴灌管铺埋在耕作层中，把农作物生长需要的水、肥、药直接输送到农作物根部区域，既能减少工作量，节约成本，又能提高农作物产量。地埋式滴灌技术自上世纪80年代开始在多个国家中大面积推广应用，并成功应用到甘蔗种植上，每亩产量可达到8t以上，比普通种植成本低20％～30％。考虑到滴灌管的掩埋深度在30cm以上，本设计中选择结构简单、质量小、入土能力较强的锄铲式开沟犁，其底面为水平面，确保能平铺滴灌管。滴灌沟犁通过开行犁犁柱上的固定装置安装到开行犁中，其安装高度可根据实际情况进行调节。滴灌沟犁的作用是在平沟的基础上，开出沟深15～18cm、沟底平整、宽为6～8cm的滴灌管沟。3.1.3种沟犁的设计甘蔗种植中，宽行距是甘蔗收获机械化的基础，但有效茎数会减少，造成减产问题，一垄双沟是解决这种现象的有效方法。目前，我国普遍采用1450mm×250mm的种植方式，富来威农机制造有限责任公司还研发了能开出W型沟底的组合式开沟器，实现一垄双沟的种植方式。在本设计中考虑到滴灌管的存在，采用宽窄行交叉种植模式，大行为1400～1500mm，小行为400～500mm。种沟犁采用甘蔗种植中常用的八字开沟犁，两种沟犁在滴灌沟犁后方左右两侧对称安装，如图2所示，两种沟犁之间距离可在40～50cm范围内调节，且安装高度也可调。种沟犁的作用是开出深度10cm，上口宽10～15cm的V型蔗种沟。3.2切种排种部件分析及设计切种部件是实时切种式甘庶种植机的核也技术部件，切种效果的好坏直接作为实时切种式甘庶种植机的评价标准，可见切种部件的重要程度。Ｗ下对切种部件的喂入操作方向和切断方式进行方案对比选择。（1）实时切种部件的喂入方式有两种：一是立式喂入，另一种是卧式喂入。通过实地考察和试验发现，立式喉入操作需要操作工人站立操作，劳动强度大，同时甘庶需要立式放置才能很好的供给喂入操作，较难实现。卧式喂入则可Ｗ使操作工人坐姿操作，甘庶横卧放置于身边的甘庶堆放平台即可，方便操作甘劳动强度小，故木机型选用卧式喂入的操作方式。（2）切断方式也分为两种：一是采用旋转的砍刀砍断的方式，二是采用滚动的对置滚刀剪切的方式。其中旋转砍刀砍断的方式出现的较早，早在上世纪六屯十年代澳大利亚研制的甘庶种植机就开始使用这种方式进行切种。砍刀砍切的方式结构较简单，靠两把旋转的砍刀进行砍断，砍庶效果较好，砍断率高，巧是由于缺少夹持装置，甘藤需要靠操作工人手工喂入，长度和喂入量都不能很好的保证，种植效果较差。后期改进的型号又加装夹持机构，均匀性有所提高，但是由于砍刀装置与夹持装置物流方向成垂直布置，机构较复杂，成本高。3.3覆膜覆土镇压部件分析及设计覆膜覆土镇足部件一共有三个部分，分别是覆膜装置，覆土装置和镇压装置。3.3.1覆膜装置覆膜装置是藤种落入沟中，并完成施水等动作后，进行覆膜功能的装置。甘藏种植的覆膜可定程度上防止虫害，保持水分，提高荒种的成活率。甘庶种植用薄膜有两种规格，为400mm和500mm，本机型的覆膜装置采用限位插销作为调节宽度的限位措施。三维示意图如图3图3覆膜装置三维示意图3.3.2覆土装置覆土装置是将己经排放的庶种和铺好的薄膜用±壌进行覆盖，保护庶种，防止薄膜被吹起，使甘庶种植机的前进过程完成自动抽膜。目前，在我国农业种植作业中双圆盘覆土装貴是旱田种植机械上使用和配备最为广泛的覆±装貴。早期使用的双圆盘覆土装置是不可调巧，沟宽适用性差，往往覆±效果不理想，现在将其改进为宽度可调节式滚动双圆盘覆上装貴，能够更好的适用于不同王质，同时滚动可以减小覆土阻力。此种类型的覆土装置技术成熟，有很多厂家生产，维护方便，为降低成本，直接购入化关配件即可，采购尺寸为30mm。3.3.3镇压装置镇压装置的作用是减少±壤中空隙，降低水分蒸发使±壌保楠，有利于庶苗的发育。目前，镇压装置大多是轮式镇压装置，分为橡胶空屯轮式、橡胶实屯、轮式、钢圈轮式和实也钢制轮式等，其镇压能依次递增，而甘庶种植多选橡胶轮式或者钢圈轮式，从成本考虑，本机型采用钢圈轮式。由于镇压装置在处于多泥沙、水分含量大的工作环境，不适合使用轴承，通常镇压轮轴与镇压轮孔采用间隙配合，使用较多润滑油防止磨损。三维示意图如图所示。图4镇压装置三维示意图结论根据甘蔗种植的农艺要求，并结合先进的地埋式滴管