小型開(kāi)溝機(jī)的研制

小型開(kāi)溝機(jī)的研制

隨著我國(guó)葡萄酒產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，葡萄酒種植面積逐漸擴(kuò)大。為了使葡萄獲得豐收,施肥是關(guān)鍵。據(jù)調(diào)查,施肥時(shí)需開(kāi)深度和寬度達(dá)400mm×400mm的溝。若用人工挖掘,勞動(dòng)強(qiáng)度相當(dāng)大。而現(xiàn)有的開(kāi)溝機(jī)雖然能開(kāi)出達(dá)到施肥深度、寬度要求的溝,但配套動(dòng)力大,不能在狹小空間的葡萄園里使用。為此,在現(xiàn)有開(kāi)溝機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了研制,以期與8.8kW手扶拖拉機(jī)配套,在狹小的葡萄園中使用。1結(jié)構(gòu)和工作原則1.1鏈?zhǔn)介_(kāi)溝機(jī)傳動(dòng)小型開(kāi)溝機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。開(kāi)溝機(jī)底盤(pán)前端由兩地輪支承,底盤(pán)中后部對(duì)稱焊接兩塊板與手扶拖拉機(jī)底盤(pán)兩側(cè)用螺栓固連。在開(kāi)溝機(jī)底盤(pán)上安裝兩級(jí)帶傳動(dòng)(10)、(11),其中一級(jí)帶傳動(dòng)(10)與手扶拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸相連,二級(jí)帶傳動(dòng)(11)與鏈傳動(dòng)(13)連接。根據(jù)現(xiàn)有鏈?zhǔn)介_(kāi)溝機(jī)原理,選用鏈節(jié)距l(xiāng)c=152mm的3列鏈,總寬度為400mm。將寬度cb=225mm、高度ch=150mm的圓弧形刮刀,每?jī)砂岩唤M交錯(cuò)安裝在鏈條上,每組刮刀間的距離為8lc。這樣既能減少切土阻力又能提高刮刀的強(qiáng)度。采用兩組四桿機(jī)構(gòu)與手扶拖拉機(jī)尾部相連,開(kāi)溝深度由操縱手柄控制。1.2工作部件升降機(jī)構(gòu)小型開(kāi)溝機(jī)的動(dòng)力由手扶拖拉機(jī)的動(dòng)力輸出帶輪經(jīng)帶傳動(dòng)(10)、(11)傳到主動(dòng)鏈輪(13)。經(jīng)鏈傳動(dòng)帶動(dòng)其上的鏈刀(9)隨之旋轉(zhuǎn),對(duì)土壤進(jìn)行切削,將被切下的土壤由鏈刀傳送,落到分土板(14)上,由分土板將土輸送到溝的一側(cè)。分土板的長(zhǎng)度使溝邊形成的土丘不影響拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)輪的行走。非工作狀態(tài)下,工作部分(鏈傳動(dòng)部分)升起離開(kāi)地面;工作狀態(tài)下,工作部件落下與地面成α=45°角度,進(jìn)行開(kāi)溝作業(yè)。工作部件的升降機(jī)構(gòu)通過(guò)兩組四桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn),如圖2所示。開(kāi)溝時(shí),整個(gè)機(jī)組前進(jìn),鏈刀工作部件旋轉(zhuǎn)。扳動(dòng)操作手柄,鏈刀工作部件逐漸向下伸出切土,開(kāi)出一段斜溝。當(dāng)滑塊(5)到達(dá)滑槽(12)的右端時(shí),溝深恰好滿足要求,將操作手柄鎖定,整個(gè)機(jī)組水平前進(jìn)。開(kāi)溝過(guò)程中,刀片由前向后上方切土,切土阻力在水平方向的分力與機(jī)組前進(jìn)的方向一致,從而降低了開(kāi)溝機(jī)的牽引阻力。同時(shí),由于機(jī)器的行走阻力大于水平方向的切土阻力,開(kāi)溝機(jī)的操縱性能不會(huì)降低。若需退出開(kāi)溝作業(yè)時(shí),只要扳動(dòng)操縱手柄,通過(guò)兩組四桿機(jī)構(gòu)便可實(shí)現(xiàn)。此時(shí),工作鏈刀部件上揚(yáng),沿著由深到淺切出的斜溝退出溝外。開(kāi)溝機(jī)的左右轉(zhuǎn)向由手扶拖拉機(jī)操縱。2動(dòng)態(tài)驗(yàn)算2.1鏈?zhǔn)絺鬟f所需的功率式中:Ng—鏈刀切屑土壤所需的功率,Nb—輸送土到溝沿上所需的功率Q—每小時(shí)的送土量πT—理論生產(chǎn)率kp—土壤的松散系數(shù)2.2土壤對(duì)鏈刀的水平反力F—機(jī)器受到的總阻力∑Px—被切削土壤對(duì)鏈刀的水平反力,∑Px=747NFx—被輸送的土壤對(duì)鏈刀的水平反力,Fx=3.18N機(jī)械傳動(dòng)的功率為2.3機(jī)器的總效率上述計(jì)算表明,小型開(kāi)溝機(jī)與8.8kW手扶拖拉機(jī)配套使用,動(dòng)力足夠。3開(kāi)溝機(jī)開(kāi)口溝本開(kāi)溝機(jī)在昌黎縣部分葡萄園里使用,效果較好。對(duì)于含水量為10%的沙壤土,開(kāi)溝機(jī)開(kāi)出溝的寬度為350~400mm,最大深度為400mm,生產(chǎn)率為160m3/h。4使用范圍及特點(diǎn)(1)從配套動(dòng)力分析,現(xiàn)有的可開(kāi)深溝的開(kāi)溝機(jī),有的需要與大功率拖拉機(jī)配套使用,有的則為自帶動(dòng)力,都無(wú)法與8.8kW或8.8kW以下的小型拖拉機(jī)配套使用。而新設(shè)計(jì)的開(kāi)溝機(jī)則能與8.8kW小型拖拉機(jī)配套使用,可在狹小空間內(nèi)作業(yè),擴(kuò)大了開(kāi)溝機(jī)的使用范圍。(2)從工作部件的升降機(jī)構(gòu)分析,現(xiàn)有的自走式開(kāi)溝機(jī),工作部件固接在動(dòng)力底盤(pán)上,通過(guò)調(diào)節(jié)底盤(pán)尾部實(shí)現(xiàn)其升降,在工作部件升降的同時(shí),整個(gè)機(jī)械隨之升起或落下,操作笨拙。而新設(shè)計(jì)的開(kāi)溝機(jī)由尾部操縱手柄通過(guò)四連桿機(jī)構(gòu)來(lái)控制工作部件的升降,操作靈活方便。(3)本開(kāi)溝機(jī)使用方便,開(kāi)溝作業(yè)時(shí)將開(kāi)溝機(jī)與手扶拖拉機(jī)裝配好即可,不需開(kāi)溝作業(yè)時(shí)將其拆下,手扶拖拉機(jī)則可完成其他農(nóng)用作業(yè)。本設(shè)計(jì)挖掘了小型拖拉機(jī)的使用潛力,提高了它的利用率。Z′c—同時(shí)與土壤作用的刀片數(shù),Z′c=8Ns—升送土出溝所需的功率,q—松散土壤單位容積的質(zhì)