秧苗分缽器的設計畢業(yè)設計

1、目 錄摘要1關(guān)鍵詞1abstract1key words1引言21 國內(nèi)外移栽機的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢211 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀212 發(fā)展趨勢32 國內(nèi)外幾種典型移栽機的介紹和比較421 典型移栽機介紹4211 導苗管式秧苗栽植機5212 吊杯式移栽機7213 撓性圓盤式移栽機722 幾種典型移栽機的優(yōu)缺點比較723 目前存在的問題及方案的設計確立83 分缽輪的樣機設計與理論分析831 栽植機的性能指標832 方案概況833 移栽機喂入機構(gòu)受力分析10331 輸送帶傾斜式的受力分析10332 輸送帶在喂入時的受力分析11333 人工推送缽苗時的受力分析124 分缽輪選型和秒針型分缽輪1341 分缽

2、輪的選型1342 秒針型分缽輪的設計1443 秒針型分缽輪的理論分析16結(jié)論及展望17參考文獻18致謝19秧苗分缽器的設計 機械電子專業(yè)學生 韋忠爽 指導教師 劉芳摘要：作物集中育苗，苗后移栽為幼苗提供了良好的生長環(huán)境，保證作物生長過程中的有效積溫，合理的利用了土地資源，對提高作物產(chǎn)量以及大幅度改善作物品質(zhì)有很重要的作用?？墒怯捎谀壳霸谘砻缫圃缘倪^程中，經(jīng)濟效益較低、人工勞動強度大，阻礙了秧苗移栽機械的進一步推廣。 移栽機的傳送帶式分缽輪大大提高了傳統(tǒng)喂入系統(tǒng)的喂入速度，為移栽機效率的提高創(chuàng)造了先決條件。本論文簡單介紹了幾種不同樣式的移栽機，并著重對移栽機的喂苗系統(tǒng)進行了機構(gòu)設計和受力分析，提

3、出了輸送帶集中輸入、秒針式分缽輪機構(gòu)，大大提高了喂入的頻率。關(guān)鍵詞：移栽機；秒針分缽輪；結(jié)構(gòu)設計；受力分析 the design of the seedlings pot device student majoring in mechanical and electronic engineering jiang mintutor liu fangabstract: crops concentrated seedling, it provides a good environment to the growth of crops seedling that the seedling after

4、transplanting .to ensure the effective accumulated temperature of crop growth ,and the reasonable use of land resources. it is play an important role to improve crop production and improve the quality of crop fiber greatly.but the transplanting process artificial labor intensity,low economic benefit

5、s of seedling transplanting mechine in the promotion,transplanting machine conveyor runs round bowl of feeding speed greatly improved the traditional feeding system,to creete the prerequisites for transplanting machine efficiency.this paper simply introduces several different style of transplangting

6、 machine,and focus on transplanting machine feeding system for the institution design and force analysis,puts forward the centralized input conveyor belt,the second hand type bowl wheel mechanism,greatly improving the feeding frequency.key words: transplanter;the second hand points round bowl;struct

7、ure design;stress analysis 引言 我國既是農(nóng)業(yè)大國，又是產(chǎn)棉大國，在上世紀90年代我國的棉花花產(chǎn)量已經(jīng)躍居世界的首位。但是隨著人口的增長和需求量的上升,棉花產(chǎn)量的瓶頸急需打破。隨著棉花集中育苗、苗后移栽的普及，實現(xiàn)了土地資源利用率的提高和棉產(chǎn)量的增加。棉花集中育苗,苗后移栽的優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：(1)有利于培育壯苗和實現(xiàn)全苗密植。在移栽的時候,可以按照自己定制的計劃行進行株距栽苗，這樣既能實現(xiàn)全苗密植，又能有效地解決直播棉出苗難、保苗也不易的問題。(2)有利于種植制度改革。由于麥棉共生期長，爭水、爭肥、爭光矛盾十分突出，棉花難于實現(xiàn)全苗早發(fā)，常易造成晚熟晚產(chǎn)。

8、棉花實現(xiàn)麥行套栽，既縮短了麥棉共生期，又延長了棉花生育期，因此，棉花產(chǎn)量可比麥行套種增產(chǎn)24成1。(3)有利于增強棉花抗逆力。鹽堿危害是鹽堿地植棉的主要障礙。采用棉花育苗移栽后，克服了直播播種保苗困難和棉苗晚發(fā)晚熟問題，實現(xiàn)了全苗密植和棉苗早發(fā)早熟，棉花的抗逆力提高，產(chǎn)量增加了23成。因此，棉花已成為改良利用鹽堿地的先鋒作物2。(4)有利于提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，有利于提高土地的復種指數(shù)，有利于減輕農(nóng)民的勞動強度，提高工作效率。同直播相比，有著無可比擬的優(yōu)勢。(5)避開春旱或秋凍，改套種為移栽，解決套種機械化收獲困難的問題等，并且機械移栽的行距、株距和深度一致，質(zhì)量穩(wěn)定可靠。(6)在北方，棉花經(jīng)過育

9、苗移栽之后，生育期增長，產(chǎn)量增加，經(jīng)濟效益顯著，這是眾所周知的3。為配合棉花集中育苗、苗后移栽的諸多優(yōu)點，人工移栽顯然不能滿足生產(chǎn)需要，機械化移栽則可解決栽植效率低下問題，對降低勞動強度、提高生產(chǎn)率有極大幫助。本文以棉花為例，對秧苗分缽器進行探究和設計。1 國內(nèi)外移栽機的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢11 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀如今，國內(nèi)主要采用的移栽方法是人工移栽法。由于使用移栽工具的不同，人工移栽法分為鴨嘴式移栽機移栽法、扎孔移栽法、穴栽法和壟上開溝法等等。不論什么樣的移栽方法，都存在眾多問題，比如移栽質(zhì)量無法保證、生產(chǎn)效率較低、勞動強度偏大等 。我國是個棉花種植大國，在國民生產(chǎn)總值中棉花占據(jù)著相當重要的地位

10、。但由于上述原因使得廣大農(nóng)民朋友失去了種植棉花的積極性，對我國的經(jīng)濟造成了一定的損失。國外發(fā)達國家很早就開始研究并應用秧苗移栽機，也研究了機械化秧苗移栽的方法。首先應用于經(jīng)濟作物和蔬菜的種植，后來應用于種植玉米等很多糧食類的農(nóng)作物，以至于使得農(nóng)作物的栽植技術(shù)發(fā)展地更加迅速。在國外也有很多類型的秧苗栽植機械，從移栽機的型式上可以區(qū)分為帶夾的圓盤式移栽機、導苗管式移栽機、鉗夾式移栽機、吊籃式移栽機等各式移栽機。所以雖然國外農(nóng)民比較少，但是他們卻能夠大量種植棉花，以實現(xiàn)利潤增值的目的4。如今，我國投入大量的物力、人力對移栽機進行了不少的研究和設計，對其研制了不同的機構(gòu)，分析其功能，也研制出了不少新機

11、型，比如我國科研人員獨立研制出來的2zdf型的導苗管式秧苗移栽機，還有2z-2型的針對于玉米等農(nóng)作物類的秧苗移栽機、2zm-2a1型的棉花缽苗移栽機及2zm-2型的棉花缽苗移栽機等等。只是由于這些移栽機的型號非常多，又加上移栽機的形式各種各樣，“三化”程度比較低，又加上沒有統(tǒng)一分類和應用的標準，連缽體的型式也一點兒都不相同，因此，對育苗和移栽技術(shù)能夠進一步更好的發(fā)展非常不利5。而還存在的比較嚴重的一點問題是，當下秧苗移栽機的技術(shù)和機型也不是很成熟，并且它們都存在著很多不同的缺點和問題。辟如，配水等一些機械措施并不能完全配套，機具的可靠性比較低，秧苗移栽機的工作速度不能滿足農(nóng)藝的要求，移栽機上的

12、栽植手的勞動強度比較大等一系列復雜的問題，這一些問題從根本上很大程度地限制了移栽機械技術(shù)的更好，更快的應用、推廣。國外本世紀30年代就研制出并應用了手工進行喂苗的秧苗移栽機，到50年代時，又研制出了很多種結(jié)構(gòu)不同，形式不一的簡易制缽裝置和半自動秧苗移栽機，80年代后，半自動秧苗移栽機在生產(chǎn)中已被廣泛應用，并且制缽機也應用廣泛。近幾年又研制出多種不同類型的全自動秧苗移栽機，使秧苗的育苗過程更加設施化、工廠化和機械化5。我國農(nóng)用機械的研究技術(shù)確實無法與國外一些國家相提并論，但是，在借鑒國外技術(shù)的基礎(chǔ)上，我國的農(nóng)用機械技術(shù)和應用設備有了非常迅猛的發(fā)展，雖然起步時較晚，較慢，但是速度還是非?？焖俚?。1

13、2 發(fā)展趨勢 （1）旱地上的栽植機械注重育苗技術(shù)和開發(fā)研究相互結(jié)合。 （2）不斷提高喂苗時的頻率，使其有更好的栽植性能，而且更具可靠性。自動秧苗移栽機需要人工喂苗，而且需要大量人工輔助喂入，栽植的速度很有限。而且，如果喂入頻率超過了60株/min就易讓人感到極度緊張，很可能會出現(xiàn)漏苗的現(xiàn)象，且用這種方法栽植，生產(chǎn)率偏低，大約是人工栽植時生產(chǎn)率的25倍。但是其適應性好，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，價格低等一系列優(yōu)點是和我國的國情相符合和適應的。提高它的喂苗頻率，增大其可靠性，完善它的栽植性能，這是未來發(fā)展的趨勢7。 （3）專用、通用移栽機的研究技術(shù)相結(jié)合。第一，因為栽培技術(shù)有所不同，很多作物進行栽植時迫

14、切需要開發(fā)應用專用的秧苗移栽機，例如小株距栽植的大蔥栽植機，可以在溫室中進行工作的蔬菜栽植機以及樹苗花卉移栽機，還有短莖類草莓栽植機等等。第二，要注意合理提高秧苗移栽機的利用率和通用性，使得一機多用。 （4）進行批量生產(chǎn)，減少移栽機的成本。由于我國農(nóng)民對農(nóng)用機械的使用有很大的熱情，但大多數(shù)人無力購買的客觀事實制約著作物機械化的發(fā)展。為了使得秧苗移栽機價格降低，使大部分農(nóng)民都能負擔的起，必須選擇性能好的產(chǎn)品，批量生產(chǎn)，使秧苗移栽機成本有所降低。2 國內(nèi)外幾種典型移栽機的介紹和比較21 典型移栽機介紹目前，國內(nèi)外半自動化移栽機的發(fā)展還處于上升階段，出現(xiàn)了許多設計新穎、結(jié)構(gòu)可靠的產(chǎn)品，為了設計出更加

15、完善的產(chǎn)品，本文挑選了幾種典型的秧苗移栽機進行了簡單介紹和對比分析。 圖2-1 鉗夾式缽苗栽植機1.鏈輪; 2.苗夾活頁 主要工作部件:苗夾、滑道、鏈條和鏈輪組成。 如圖2-1，苗夾安裝在鏈條上，在鏈輪的驅(qū)動下，苗夾隨鏈輪在縱向垂直面內(nèi)做回轉(zhuǎn)運動，當苗夾運行到栽植手前方時，由人工將秧苗喂入到苗夾上，常開的苗夾在滑道的控制下克服彈簧拉力閉合將秧苗加緊，隨鏈夾運動到投苗點時苗夾脫離滑道的控制被彈簧拉開，秧苗推入土中，隨后覆土壓實8。鉗夾式缽苗移栽機有株距比較準確，而栽植以后秧苗直立度比較好，并且在喂苗和送苗時比較可靠穩(wěn)定的優(yōu)點；但是喂苗區(qū)通常僅有3個缽苗秧夾可以允許栽植手投放秧苗，并且是上下排列分

16、布的當，栽植的速度稍高時就會出現(xiàn)漏栽的現(xiàn)象，而且它的秧夾較易傷秧苗，因此該種類型的栽植機會較少應用并可能存在淘汰的風險。211 導苗管式秧苗栽植機 就目前來說，導苗管式秧苗移栽機是新型的秧苗栽植器械。該類型的秧苗栽植器械都是由1個水平的喂苗盤及1個垂直的或著是傾斜地把缽苗送進移栽機開溝器的導苗管組成的，這是它們的共同點；而不同點是因為缽苗被放入苗溝時的形式是不一樣的，因此該栽種類型的移栽機機又可分為推落苗式、指帶落苗式和直落苗式三種9。工作過程中，喂苗盤在傳動裝置和傳動地輪的帶動下不停地水平轉(zhuǎn)動，并由栽植手把秧苗成批地放進運苗輸送帶中的帶著對開式的喂苗嘴的喂苗盤中。而當喂苗嘴開始轉(zhuǎn)入導苗管的喂

17、入口的時候，由于開啟凸輪作用，此時喂苗嘴慢慢張開，待到秧苗由導苗管落入到滑刀式的溝器內(nèi)時，傳動裝置帶動推苗機構(gòu)運動，并把秧苗推入到苗溝內(nèi)，苗溝是由開溝器開的。當秧苗的缽體被推進溝底，傳動地輪對缽體覆土、壓實，這樣就完成了秧苗栽植的循環(huán)10。如圖2-2： 圖2-2 導苗管式移栽機結(jié)構(gòu)示意圖 1喂苗盤；2.導苗管；3.傳動鏈條；4.傳動地輪；5.分缽輪；6.運苗傳送帶；7.推入機構(gòu)；8.機架；9.開溝器這種栽植機的結(jié)構(gòu)緊湊，對秧苗不造成任何傷害，比較適合多種作物尤其是對大葉片的蔬菜缽體秧苗進行栽植，因此適應性比較廣。并且和鉗夾式秧苗栽植機相對比，它的作業(yè)速度比較快，生產(chǎn)率比較高。而且，我們可以靠更

18、換傳動鏈輪的傳動比來實現(xiàn)此栽植機株距的調(diào)整。但是，它有推苗機構(gòu)比較復雜，制造成本比較高而且可靠性比較低的缺點。rt-2型的秧苗栽植機與 model4000 型的秧苗栽植機有相似的工作過程和工作原理。它們的區(qū)別點是；首先， 因為rt-2 型的栽植機，其喂苗盤的喂苗嘴是單開式的，所以它的喂苗嘴可由4個增到9 個，如此以來，不但增加了栽植手的喂苗機會，還不會產(chǎn)生漏苗的現(xiàn)象；第二，它采用了扶苗指帶，由于秧苗從導苗管出口進入苗溝時有一個隨機組的前進速度 vm，而所設置的扶苗指帶的朝后的水平方向上的分速和 vm的數(shù)值是相同的，這就可以保證了秧苗進行栽植時的直立度11。rt-2 型的栽植機，其傳動裝置由于采

19、用的是鏈齒輪，因此占據(jù)空間小、結(jié)構(gòu)簡單并且傳動可靠，還使得不平行軸傳動時的動力傳動的問題得以解決。該種栽植機有與 model4000 型栽植機相同的優(yōu)點，缺點是當栽植小葉片作物或工作過程有較高速度時扶苗指帶容易傷苗，不適合移栽棉花12。 tex2 型栽植機 rt-2型與model-4000型栽植機比較, model-4000型栽植機少了扶苗指帶和推苗機構(gòu)，并簡化了機體和傳動裝置的結(jié)構(gòu)。而秧苗的直立度能夠得以保證的的原因是讓導苗管按一定的角度向前傾斜。由于導苗管的存在，使得缽體秧苗進入由開溝器開挖出的秧苗苗溝的瞬間時恰好向后傾斜，才時秧苗能夠得以扶正。而使秧苗垂直于地面的原因是由于機組一直有一個

20、方向向前的速度，它們兩個速度相互疊加而得。而導苗管傾斜的角度是能夠根據(jù)機組前進的速度可調(diào)的。這種栽植機有一個很重要的特點是其結(jié)構(gòu)簡單且制造成本較低13。212 吊杯式移栽機吊杯式栽植機主要的工作部件是吊杯和偏心輪等。吊杯能夠安裝到管軸上，并且隨著偏心輪在縱向垂直面內(nèi)做回轉(zhuǎn)運動，吊杯轉(zhuǎn)到上方時人工將缽苗放入吊杯內(nèi)，吊杯隨偏心圓盤轉(zhuǎn)到最低的位置時，固定滑道使吊杯下部打開，缽苗落入溝中，然后覆土壓實。此種移栽機不傷苗，比較適用于比較脆的缽苗的移栽。但是移栽頻率較低，結(jié)構(gòu)也比較復雜14。如圖2-3：圖2-3 吊杯式栽植器1. 滑道；2.轉(zhuǎn)盤軸；3.支點；4.彈簧；5.吊杯；6.轉(zhuǎn)盤；7.偏心輪213

21、撓性圓盤式移栽機撓性圓盤式如圖2-4，主要有垂直式輸送帶，水平式輸送帶，栽植圓盤，夾持滾輪等幾部分構(gòu)成。該種類型的移栽機由人工把秧苗放入到兩片撓性圓盤中，撓性圓盤可以變形，秧苗跟隨著圓盤一起轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動至垂直狀態(tài)的時候進行栽植。撓性圓盤大部分都是用橡膠制成的。目前這種撓性圓盤移栽機比較少。圖2-4 撓性圓盤式移栽機1. 水平輸送帶；2.秧苗；3.垂直輸送帶；4.栽植圓盤；5.夾持滾輪；6.秧苗22 幾種典型移栽機的優(yōu)缺點比較 國外移栽機主要應用于蔬菜移栽，其中用于缽苗的移栽的有鉗夾式移栽機、導苗管式移栽機和吊籃式移栽機，而國內(nèi)利用的移栽機都可用于缽苗的移栽，它們都有不同的特點，其中工作中利用夾持

22、力移動缽苗的有鏈夾式移栽機、鉗夾式移栽機和撓性圓盤式移栽機，但此工作方式易造成缽苗損傷，我們舍棄不用。而利用傳送帶或者滑道傳送的移栽機有滑道式移栽機和帶式栽植機，它的栽植速度較高，但對缽苗穩(wěn)定性的要求卻比較高，即要盡量降低缽苗重心。我們在該課題中用到的是圓柱形的缽體，它的重心比較高，所以穩(wěn)定性較差，這樣使得無法保證立苗率，因而這兩種移栽機都不適合被應用。而吊籃式秧苗移栽機的工作比較穩(wěn)定，而且立苗率也較高，不足之處是機構(gòu)比較復雜，栽植速度偏低，因此也不是最好的方案。對于導苗管式移栽機，它與其他類型的移栽機相比，其最突出的優(yōu)點是缽苗都是自由運動在導苗管式的秧苗移栽機中，而且是非強制性的，所以一般不

23、會傷苗。綜上，應用導苗管式秧苗移栽機來移栽棉花比較好，只是由于當下，國內(nèi)外大多數(shù)導苗管式秧苗移栽機均通過人工喂入。因此有資料顯示：人工喂入的速度高于 60 株/分的時候，會使人緊張并且出現(xiàn)漏苗等一系列現(xiàn)象，并且這樣會使得勞動強度太大15。雖然我們可以通過使喂苗嘴數(shù)量增加來減少一部分漏苗現(xiàn)象，但卻不能使人們的勞動強度減小，因此無法有效地提高秧苗的栽植速度。另一方面，如何有效地保證秧苗的立苗率也是相當重要的?？v觀國內(nèi)外這幾種不同的導苗管式秧苗移栽機，為了更好的保證立苗率，我們主要采用下面幾種措施: （1）傾斜式秧苗導苗管，這種移栽機可以給導苗管一個向后傾斜的角度，因此，秧苗能夠扶正主要是因為導苗管

24、存在的作用，它使缽中的秧苗進入苗溝瞬間向后傾斜，這個苗溝是由開溝器開出來的。又因為機組一直都有一個方向向前的速度，而這兩個速度相互疊加，能夠讓秧苗垂直地面落下。而且導苗管傾斜的角度是可以根據(jù)機組前進時的速度進行調(diào)節(jié)的。 比如由意大利生產(chǎn)的tex2型秧苗栽植機就是應用了上述方式，該機構(gòu)還可應用于移栽缽苗。（2）應用零速秧苗栽植的理論，以增加輔助的機構(gòu)，從而使得缽苗落下的時候與地面的相對速度是零，保證了缽苗在落下的時候不會翻倒，從而有效地保證了立苗率。該方式是根據(jù)其具體的機構(gòu)特點來決定它的適用范圍的，比如荷蘭生產(chǎn)出來的適合帶缽移栽的model4000 型秧苗栽植機，而中國農(nóng)業(yè)大學也研制了適合于無土

25、苗移栽的導管式移栽機。2. 3 目前存在的問題及方案的設計確立對于該課題缽苗的不同特點，我們可以應用以下幾種形式的移栽機：吊籃式移栽機，導苗管式移栽機，輸送帶式移栽機，鉗夾式移栽機。但是目前上述移栽機也存在很多問題：（1）人工的勞動強度較大。因為現(xiàn)存應用的移栽機都是靠人工一個個喂入的，所以，作業(yè)時我們必須不停地將缽苗從移栽機的苗盤中拿下并放進喂入口（或著苗夾），使得勞動強度很大，而且這樣很容易漏苗，并且因為人工喂入的速度不夠高，從而導致移栽速度無法提高。(2) 移栽的速度較慢。就目前而言，移栽機是采取人工一個個喂入的方法，既增大了不必要的人工勞動強度，還一定程度上制約了移栽機速度的進一步提高。

26、(3) 移栽的質(zhì)量較差。目前，適合于進行較大面積的秧苗移栽的移栽機并不成熟，已有機具的性能不夠穩(wěn)定， 而且立苗率較差，易影響產(chǎn)量。對于國內(nèi)外發(fā)明利用的多種多樣的移栽機，提高秧苗移栽機的栽植時的速度的關(guān)鍵點是提高栽植機投缽時的頻率，而提高投缽的頻率也是世界性的難題。就目前來說，國內(nèi)外發(fā)明研制的不同類型的秧苗栽植機，其投缽頻率為1 株/s 左右。即便是日本比較先進的栽植機，它的投缽頻率僅為 2 株/s，并且它的結(jié)構(gòu)較為復雜，而且造價極為昂貴。針對于自動化技術(shù)不夠好的半自動秧苗栽植機，通常是一人一行對秧苗進行喂入，使得人工占用的費用依然占有比較大的比例。又加上人工喂入時秧苗栽植的速度很有限，即缽苗喂

27、入的頻率最好不多于 60 株/min，反之，很可能出現(xiàn)漏苗的現(xiàn)象。這樣容易出現(xiàn)生產(chǎn)效率較低，而機械移栽成本非常接近或者是略微高于人工進行秧苗移栽的成本的狀況。這也是目前半自動秧苗移栽機不被諸多用戶欣然接受的重要原因。所以，設計并優(yōu)化移栽機的喂入器，盡量提高移栽機投缽的頻率，大尺度地合理簡化機構(gòu)，都是很有實際意義的。3 分缽輪的樣機設計與理論分析31 栽植機的性能指標目前為止，移栽機的應用開始推廣，雖沒有專門的文獻對栽植機擁有的性能作出相關(guān)規(guī)定，但是栽植狀態(tài)、栽植機的適應性、栽植的均勻度、栽植時的自動化和栽植的生產(chǎn)率這五項指標已成為行業(yè)的標準。其中栽植均勻度包含株距合格率、重栽率、漏栽率、行間均

28、勻性等指標。秧苗栽植狀態(tài)包含秧苗直立度、埋苗率、栽植深度變化率和傷苗率等指標13。上面提到的參數(shù)對秧苗移栽質(zhì)量都很大影響，如何設計出可靠實用的移栽機對設計者提出了更高的要求和挑戰(zhàn)。32 方案概況針對傳統(tǒng)移栽機存在的問題和移栽機的評價指標，作者對分土靴式移栽機進行了初步的方案設計，采用的喂入方式是人工成批地喂入，用輸送帶進行輸送，用分缽輪進行分缽的方法。因為已經(jīng)存在的輸送帶式的栽植機的輸送帶是傾斜的，所以要求試驗中輸送時必須采用重心低并且穩(wěn)定性較好的缽體，但是這并不適合于本課題中大缽的移栽的重心高及穩(wěn)定性較差的特點。由于每個缽在移栽機進行喂入工作時所利用的時間并不能進行精確地控制，這容易造成與分

29、土靴的開啟時間之間的配合誤差，從而影響了缽苗立苗，所以必須對輸送帶的輸送方案重新進行設計。需要人工成盤取下苗架上面的缽苗，并將其放在水平傳送帶上面，托盤和輸送帶之間相互作用并將缽苗毫無順序地推入前面的喂入口，而且每次只能有一個缽苗進入喂入口，進入到分缽輪中的缽苗被間歇旋轉(zhuǎn)著的分缽輪逐個帶走，這樣便完成了喂入的工作。該方案能夠去除由人工一個個個喂入的時后所帶來的勞動強度比較大的不足，并且這樣也很好地提高了栽植速度。圖3-1導苗管式移栽機實物圖（采用分缽輪分缽） 如圖3-1，此種移栽機由兩個單體組成，每個單體都能夠獨立，工作單體工作時由拖拉機帶動，主要由栽植器和喂入器這兩個工作部件組成。其中喂入器

30、是由分缽輪和托盤組成的，它可以讓缽苗繼續(xù)保持著直立的狀態(tài)一個個個進入到分缽輪；而栽植器是由分土靴和導苗管組成的，它能將喂進去的缽苗一個個送進導苗管內(nèi)。它落下去的時間需要與分土靴的開合時間配合，而且要把落下去的缽苗準確直立地放到苗床內(nèi)，因此它是能夠保證移栽機的立苗率的非常關(guān)鍵的機構(gòu)。 分缽輪把喂進去的缽苗一個個送入導苗管，落下后進入由左右兩個單體構(gòu)成的分土靴，這時分土靴并不能夠立即打開，而是將缽苗直立地拖行一段時間，當分土靴打開時，缽苗在前方彈片及地面摩擦力的作用下運動出分土靴，作用在缽苗上的彈片給予缽苗一個朝后的力，以此來抵消缽苗在被喂入時所產(chǎn)生的向前方的慣性，從而與后方復位了的土壤一起作用，

31、讓缽苗保持直立的狀態(tài)。因此，這種裝置既保證了立苗率又簡化了機構(gòu)。 移栽機單體的平面模型如圖3-2所示:圖3-2 栽植機平面模型1喂苗盤；2.導苗管；3.傳動鏈條；4.傳動地輪；5.分缽輪；6.運苗傳送帶；7.推入機構(gòu)；8.機架；9.開溝器33 移栽機喂入機構(gòu)受力分析鑒于移栽機喂入機構(gòu)樣式繁多，因本論文經(jīng)過理論分析對比后采取了傳送帶式批量輸送方案，在本論文中將此方案和原始的傾斜式、人工推入式等設計方案做理論受力分析。設計方案中有很多指標是針對于缽體的物理特性的。其中質(zhì)量、表面含水率、缽體承受的壓力、摩擦特性、幾何尺寸、缽體的形狀等等都是影響缽體機械運動的特性。而最能影響缽體的摩擦系數(shù)的是表面的含

32、水率，表面含水率能夠改變缽苗運動的原因是影響了缽體的摩擦系數(shù)。次之，因為缽苗是毫無順序地排放在喂入盤中的，而且它使缽苗能夠向前運動的原因是由于人工施加了推力。而在該過程中由于缽體之間是相互擠壓的，比較容易使缽體破碎，可以看出，能夠影響移栽機工作的還有缽體之間的壓力。由于棉花苗移栽時通常是很弱小的，因此這對缽苗運動造成的影響不大，這個課題中若對傷苗的情況暫不考慮在內(nèi)，那么就能夠忽略了幼小的缽苗可能對缽體造成的一定大小的力，而直接用缽體來代替缽苗。試驗中我們用到的缽體是直徑為50，高為80的圓柱體，缽體密度是1900/m3，動摩擦系數(shù)是0.25，與托盤之間的的靜摩擦系數(shù)是0.5，缽體側(cè)面所承受的壓

33、力是28.7n，實際試驗中所測缽體在含水率為20時的平均重量是240g 16。331 輸送帶傾斜式的受力分析 缽苗在喂入盤上成批喂入時的情況如圖 3-3 所示： 圖3-3普通傾斜式托盤喂入機構(gòu)假設促使缽體滑動的原因是只利用了托盤安裝時的所帶來的傾斜度，那么在傾斜托盤上缽體的受力如圖3-4： 圖3-4 傾斜式喂入缽苗受力分析圖 缽體受到的摩擦力是：其中是指托盤與缽體之間的靜摩擦系數(shù)。傾角增大時，摩擦力f減小，則工作過程中所需要的缽體的推動力就減小，缽體就不易損壞。而傾角只有保證缽體在托盤上保持直立狀態(tài)才不會使缽體在分缽輪喂入時傾倒，引起堵塞的現(xiàn)象。只有這樣，移栽機才能正常、有序地工作。只有使托盤

34、的安裝傾角小于角，才會使缽體在托盤上直立不倒。如圖 3-5 所示：即而要想使得缽體下滑，托盤傾角必須：即得因此，要使缽體能正常滑動而且不會輕易側(cè)翻，托盤傾角要有：移栽機在正常工作的過程中，是受拖拉機的拖引才運動的。而拖拉機在工作時產(chǎn)生振動對托盤有很大的影響。因為田間地面的起伏很易造成5的角度的變化，而當托盤的安裝角的活動范圍是5.44時，根本不能使移栽機正常運作。所以，要想完成缽喂入的工作，僅僅利用托盤傾角是不行的。圖3-5 缽體尺寸332 輸送帶在喂入時的受力分析在應用輸送帶進行缽體秧苗的喂入時如下圖 3-6 所示：輸送帶受滾輪的動力作用，一直向前運動，在輸送帶和缽體摩擦力作用下，缽苗由左向

35、右到達喂入口。前面的缽苗先導彈分缽輪，后面的缽苗進行暫時等待。在這個過程中，輸送帶和缽體之間的摩擦力是缽體所受到的主要的力。因為每個缽體與輸送帶之間都存在著一定的摩擦力，等同于每一個缽體上都存在并分布著對缽向前的推動力，而且受力比較均勻，從而缽體并不會輕易翻倒。所以在此前提下，當缽苗在等待時，前面的缽體受到的力比較大。圖3-6 輸送帶式分缽輪喂入機構(gòu)在輸送帶上滑動時，每一個缽體所受到的摩擦力是： （3-1） 當在分缽輪步進運動且恰好處于停止時間內(nèi)時，第一個缽上受到了所有的缽體向前的壓力的共同作用，要想使缽體不破碎必須滿足以下公式: （3-2） 式中e是指缽體能夠承受的側(cè)面壓力，n 是指等待的缽

36、苗的數(shù)量。 所以得知所等待的缽苗的數(shù)量不能多于48個。但是在實際工作中，后面缽體向前的壓力將會被托盤側(cè)壁對缽體摩擦力的向后面作用的分力大大抵消，這樣就會使輸送帶式喂入有更好的適應性，從而更利于正常工作。333 人工推送缽苗時的受力分析缽體放于托盤內(nèi)時，所受的力主要包括：重力、人工的推力、與托盤之間接觸產(chǎn)生的的摩擦力以及缽體之間相互作用產(chǎn)生的的擠壓力等。人工的推力和缽體之間的擠壓力共同給缽苗一個促使其向前滑動的力，而向前的推力只是作用在最后的缽苗上，然后由于擠壓力的作用推動著前面的缽苗繼續(xù)向前運動。要想滿足正常工作，缽體之間的擠壓力必須要小于缽體的側(cè)面壓力?？客斜P右壁的缽體受力如圖3-7所示，在

37、勻速運動的情況下，缽體的受力平衡方程為: (3-3)可得 （3-4）即：由圖3-7可見，是 的增函數(shù)，要想使得推動缽體的力變小，就必須盡量減小角的值。然而，在保證喂入口的寬度時，減小角必然會導致托盤的面積減小，從而減小托盤的容量。工作時，移栽機上的缽苗在托盤內(nèi)的排列是無序的，正如前文提到的，缽體所受力的方向和大小并不確定。因此，要想不擠碎缽體，所要求的角最大值根本不能得出。通過虛擬試驗可以測出缽體所受的擠壓力，在缽體能夠承受范圍內(nèi)的角最大值就是所求的托盤傾角。 圖3-7 缽體受力圖4 分缽輪選型和秒針型分缽輪41分缽輪的選型對于設計的三種分缽輪，如圖4-1所示，為了保證消除推動力的因素，在試驗

38、時選擇較大的推動力為20n，托盤倒角為25度，此時缽苗在苗盤中的運動比較流暢，不會出現(xiàn)卡堵。試驗結(jié)果表明：在缽苗由苗盤進入分缽輪時c、b輪的喂入性好，不會出現(xiàn)露苗的現(xiàn)象，但是c輪在喂入時有可能把缽體夾碎。 a b c 圖4-1 三種不同形狀的分缽輪由仿真試驗知，由于a輪結(jié)構(gòu)對稱，傳動時輪齒的作用面上的一側(cè)存在一段弧，很有可能會產(chǎn)生方向向外的推力，從而使缽苗無法進入分缽輪，因此使用a輪的時候，很有可能出現(xiàn)兩個秧苗擁擠在移栽機的喂入口，從而不能進入的現(xiàn)象?？偨Y(jié)以上試驗結(jié)果，b缽輪的喂入性最好，c為次之，a是最差的。由此得出，在實際應用的過程中應該首先選擇b輪齒狀的分缽輪。42秒針型分缽輪的設計分缽

39、輪的結(jié)構(gòu)形式在移栽機中對缽體的傷害程度、秧苗栽植的均勻度、漏苗率和操作者的工作強度起著決定作用。原始的移栽機缽輪在工作過程當中做不間斷的回轉(zhuǎn)運動，往往因喂入不及時造成缽體的破損、露苗等一系列問題?，F(xiàn)在常用的凸輪撥動式在喂苗的過程當中有了短時間的停頓雖然改善了不間斷回轉(zhuǎn)運動所造成的部分問題，但由于凸輪撥動缽輪轉(zhuǎn)動后，缽輪會在機器的震動中有輕微的轉(zhuǎn)角，使喂入口變小，這對下次缽苗的喂入造成了阻礙。 圖4-2秒針式分缽輪機構(gòu)（底面）圖4-3 秒針分缽機構(gòu)簡化圖1動力傳入輪；2.撥銷；3.星盤 abc圖4-4 秒針分缽輪的運動過程工作過程：當動力經(jīng)過傳動裝置帶動圖4-3中1動力傳動輪時，動力傳動輪上的2

40、撥銷隨之轉(zhuǎn)動，當撥銷轉(zhuǎn)到星盤的溝槽時撥動星盤轉(zhuǎn)動，星盤跟分缽輪一體，由此也發(fā)生轉(zhuǎn)動，當撥銷轉(zhuǎn)過星盤溝槽時撥銷和星盤溝槽脫離，星盤和分缽輪停頓，星盤轉(zhuǎn)動一個苗位，此時分缽輪的開口朝向送苗的傳送帶，傳送帶將秧苗喂入分缽輪，當動力傳動輪的撥銷再次轉(zhuǎn)入星盤卡槽時分缽輪將秧苗帶走的同時傳送帶喂入下一棵秧苗。過程如圖4-4的a、 b、 c。 此結(jié)構(gòu)巧妙地利用了時鐘上的秒針機構(gòu)，如圖4-2,簡單可靠。分缽輪每轉(zhuǎn)動一周都有短時間的停頓（就像秒針的擺動有停頓一樣），這短暫的停頓為傳送帶的喂入和分缽輪將秧苗向?qū)绻艿膫鬏斕峁┝丝煽康臅r間，避免了傳送帶喂入不及時和分缽輪夾苗現(xiàn)象，但在停頓的時間里動力傳動輪的缺口圓弧

41、和星盤之間的半圓弧是鑲嵌在一起的，不會因為機器的震動和顛簸造成分缽輪的轉(zhuǎn)動，對于輸送帶的喂苗來說更加可靠。43 秒針型分缽輪的理論分析移栽機分缽輪的主要功能就是將傳送帶送入的缽苗逐個送入導苗管，如圖4-5,這中間缽體由水平轉(zhuǎn)動變?yōu)樽杂陕潴w運動而秒針機構(gòu)中星盤每次間歇運動的時間能否大于秧苗自由落體的時間直接關(guān)系到分缽輪的下一次轉(zhuǎn)動能否傷苗。若星盤間歇時間小于缽苗自由落體的時間，分缽輪的下一次運動會將還沒有完全落入導苗管的秧苗夾傷。 圖4-5 秒針分缽輪 動力傳入輪的撥銷從剛轉(zhuǎn)入星盤溝槽到剛轉(zhuǎn)出溝槽所用的時間為動力傳動輪的1/3，動力輸入輪每轉(zhuǎn)動一周星盤轉(zhuǎn)過一個苗位。此處假設秧苗的高度h為150mm,秧苗有水平完全落入導苗管的時間為t,一個栽植循環(huán)所用的時間（星盤轉(zhuǎn)動一個苗位）為，那么分缽輪的間歇時間要保證大于秧苗必須落入導苗管時間則必須滿足（4-1）得則完成移栽機一個栽植循環(huán)所允許使用的時間為：得秒按照這個時間來算，移栽機一分鐘所能栽植的極限棵數(shù)為：棵而現(xiàn)今普通移栽機的最高栽植速度約為45-60棵，本移栽機的秒針分缽輪機構(gòu)完全滿足實際要求。結(jié)論