【棉花缽苗移栽機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)13000字】

棉花缽苗移栽機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-3"\h\u27215摘要 26061緒論 232811.1課題研究的目的和意義 2157061.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與分析 494231.2.1 4185471.2.2國內(nèi)移栽機(jī)研究現(xiàn)狀 6163711.3研究的內(nèi)容 98415第三章 971103.1缽苗移栽總成的設(shè)計(jì)及工作過程 9138863.1.1缽苗移栽總成的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9227163.1.2缽苗移栽總成的工作過程 985143.2缽苗移栽總成關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)與選擇 10262743.2.1分缽裝置的設(shè)計(jì) 10278643.2.2分苗裝置工作過程 10321643.2.3分缽裝置傳動方案的選擇 10116943.3分缽裝置關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì) 11205343.3.1缽苗盤的設(shè)計(jì) 117283.3.2移盤器的設(shè)計(jì) 11178413.3.3導(dǎo)軌的設(shè)計(jì) 12124463.4 12190373.4.1投缽裝置的設(shè)計(jì) 12201553.4.2投缽裝置關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì) 13269413.5栽植器的選擇與設(shè)計(jì) 1634773.6.1 17176333.6.2懸掛裝置的設(shè)計(jì) 17292383.7單元小結(jié) 17286674.1.液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的計(jì)算與選擇 18100004.1.1液壓缸參數(shù)計(jì)算 18275474.1.2液壓泵的選取 19122354.1.3液壓控制元件的選取 20534.2相關(guān)配套元件的選擇 201844.3電動機(jī)的選擇原理 214059單元小結(jié) 2116027展望 21論文題目摘要棉花育苗移栽是一種增加棉花產(chǎn)量并提高棉花纖維品質(zhì)的重要農(nóng)業(yè)種植手段，它不僅可以保護(hù)幼苗在出土期不受部分病害，還可以提高部分地區(qū)的土地復(fù)種指數(shù)，從而增加棉農(nóng)的收入。棉花進(jìn)行缽苗移栽可以提高棉花的產(chǎn)量和品質(zhì)，并延長作物的生育期，所以移栽具有比直播更明顯的優(yōu)勢，而我國一再的經(jīng)濟(jì)效益過低，原因有移栽種植的機(jī)械化程度不高，現(xiàn)有移栽機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，主要的移栽方式仍然是人工移栽，這些原因都制約著棉花產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。據(jù)了解、分析國內(nèi)外移栽機(jī)的研究現(xiàn)狀，并在我國棉花移栽的農(nóng)藝要求的基礎(chǔ)上，針對現(xiàn)有的半自動移栽機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，輔助人員多等，移栽速度慢，機(jī)械效益不明顯，難以在旱地大田中推廣使用等問題，以棉花缽苗移栽機(jī)構(gòu)為研究對象，主要設(shè)計(jì)研究內(nèi)容及創(chuàng)新之處如下：（1）確定棉花缽苗移栽機(jī)的總體方案，移栽機(jī)主要由行走系統(tǒng)、送苗裝置、投缽裝置、栽苗裝置和液壓傳動系統(tǒng)組成。（2）設(shè)計(jì)了一種曲柄連桿式喂秧分插機(jī)構(gòu)，該分插機(jī)構(gòu)采用曲柄連桿機(jī)構(gòu)。根據(jù)水稻秧苗移栽的軌跡，采用曲柄與連桿相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)了水稻秧苗移栽的間歇往復(fù)擺動，本實(shí)用新型已在機(jī)構(gòu)為水稻秧苗移栽提供了一種水稻秧苗移栽裝置，使設(shè)計(jì)的水稻秧苗移栽裝置能夠?qū)崿F(xiàn)棉花缽苗的秧苗移栽作業(yè)。關(guān)鍵詞：棉花移栽；移栽機(jī)；旱地移栽；機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緒論1.1課題研究的目的和意義棉花在我國的種植歷史悠久，不僅是我國主要的經(jīng)濟(jì)作物還是重要的棉紡織工業(yè)原料。自1978年以來，我國的棉花種植面積和產(chǎn)量都位居世界棉花種植前列，同時(shí)也是世界上棉花消費(fèi)量最大的國家。然而，進(jìn)入新世紀(jì)以來，棉花種植面積由2010年的481萬公頃減至2015年的380萬公頃，種植畝數(shù)的減少導(dǎo)致國內(nèi)棉花產(chǎn)量不足，供不應(yīng)求。除種植面積的減少，棉花幼苗出土期間，立枯病對棉花生產(chǎn)的危害極大，棉苗出土的一個(gè)月內(nèi)如果土壤溫度持續(xù)在15℃左右甚至遇到寒流或低溫多雨（發(fā)病的適溫在20℃以下），立枯病就會嚴(yán)重發(fā)生，棉苗立枯病的主要癥狀是：幼苗出土后，在莖基部靠近地面處發(fā)生褐色凹陷的病斑，逐漸向四周發(fā)展，顏色變成黑褐色，直到病斑擴(kuò)大縊縮，切斷了水分、養(yǎng)分供應(yīng)，造成子葉垂萎，最終致使幼苗枯倒。而移栽幼苗可以避免棉苗在子葉期感染立枯病，避免大片死苗。因此，勞動力高成本和機(jī)械化程度低、移栽機(jī)構(gòu)復(fù)雜、棉花幼苗期感染立枯病是影響我國棉花種植產(chǎn)量減少的重要因素。目前，棉花育苗移栽和大田種子直播是我國棉花的主要種植方式。營養(yǎng)缽育苗移栽是棉花育苗移栽主要移栽方式，也是國內(nèi)棉花種植區(qū)主要的栽培方式。與直播相比，棉苗秧苗移栽勞動強(qiáng)度大，成本高，但缽苗移栽可以保護(hù)棉苗根部，提高成活率，從而達(dá)到穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的目的，棉苗移栽產(chǎn)量是直播的兩倍。我國棉花種植面積廣泛，主要分布在新疆、黃河流域和長江流域等地。在三大棉區(qū)中，20多個(gè)省區(qū)占有45%的種植面積。移栽技術(shù)優(yōu)勢明顯，但三個(gè)棉區(qū)的經(jīng)濟(jì)效益不顯著，主要原因是三個(gè)棉區(qū)的機(jī)械化程度很低，許多地區(qū)仍處于人工作業(yè)階段。人工種植存在許多問題，如勞動強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，作業(yè)質(zhì)量差等，而且不利于保證后續(xù)機(jī)械化作業(yè)所需要的株距與行距，影響了農(nóng)民種植棉花的積極性。因此采用何種新方式對棉花進(jìn)行機(jī)械化移栽，降低機(jī)器損壞率和復(fù)雜機(jī)器維修費(fèi)用降低農(nóng)業(yè)工作者的勞動成為擺在農(nóng)機(jī)科研人員面前的難題。目前，國內(nèi)旱地缽苗種植機(jī)構(gòu)種類繁多，大多是借鑒國外模式，而我國實(shí)行家庭聯(lián)產(chǎn)承包制，家庭承包種植面積相對較小，秧苗移栽機(jī)和插秧機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不匹配，成本較高。棉花缽苗育苗技術(shù)具有產(chǎn)量高、移栽質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，但目前可供農(nóng)戶接受并在田間推廣應(yīng)用的機(jī)械移栽模式較少。市場上大部分移栽機(jī)多為半自動棉花缽苗移栽機(jī)，機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜且對棉花根莖的抓取損傷較嚴(yán)重，導(dǎo)致移栽后的棉花秧苗存活率低，還需要較多輔助人員進(jìn)行操作，人均生產(chǎn)效率低。設(shè)計(jì)了一種可以有序送苗、間歇投缽、開溝和栽缽的自動移栽裝置，來這些半自動棉花移栽機(jī)存在的問題，提高勞動生產(chǎn)率，也為以后開發(fā)研究新型的棉花缽苗移栽機(jī)提供部分參考。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與分析1.2.120世紀(jì)初，歐洲發(fā)達(dá)國家開始研究適合作物移植的機(jī)械。20世紀(jì)30年代，部分移栽機(jī)構(gòu)取代了人工種植，在一定程度上降低了勞動強(qiáng)度。20世紀(jì)50年代，西方國家開始進(jìn)一步研究作物的盆栽育苗和栽植機(jī)理，開發(fā)出不同結(jié)構(gòu)型式的半自動插秧機(jī)和造盆機(jī)，其中美國、荷蘭、英國、日本等國家移栽技術(shù)發(fā)展迅速。到80年代，半自動移栽機(jī)開始隨著機(jī)械育苗技術(shù)的發(fā)展與移栽的匹配逐漸在西方國家得到推廣，并同時(shí)開始全自動移栽機(jī)的研究，而實(shí)現(xiàn)移栽自動化的關(guān)鍵部件則是自動喂苗機(jī)構(gòu)。經(jīng)過多年的發(fā)展，在移栽作業(yè)中的傳感技術(shù)、液壓技術(shù)等應(yīng)用程度逐漸變高，自動化水平也越來越高。歐洲、美國，日本等國家的自動移栽技術(shù)發(fā)展較快，設(shè)計(jì)了多種取送苗機(jī)構(gòu)的自動移栽機(jī)構(gòu)，主要用于花卉、煙草、蔬菜等經(jīng)濟(jì)作物中。日本是一個(gè)在插秧機(jī)研究方面比較先進(jìn)的國家，東風(fēng)精管、陽馬等公司研制出了全自動插秧機(jī)，機(jī)械化程度高，專用性強(qiáng)。如圖所示是洋馬公司研制的乘坐式全自動蔬菜移栽機(jī)，該移栽機(jī)單行作業(yè)，利用回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動取苗針實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)時(shí)、準(zhǔn)確取苗。取苗針到達(dá)位置的秧苗進(jìn)行插土、夾苗、轉(zhuǎn)動移位等系列過程，缽苗到達(dá)栽植器的上方時(shí)自由落下，最后覆土定植。該移栽機(jī)可以實(shí)現(xiàn)自動移栽，但整機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對秧苗根系及幼莖的扎取損傷較大。意大利法拉利公司生產(chǎn)的FPC型集鋪膜、移栽于一體的移栽機(jī)。如圖所示。本采用鏟形工具，在傾斜輸送裝置上放置一排缽苗，每排缽苗放置10株，缽苗從傾斜裝置的上端滑至底部，隨后缽苗通過的夾緊放入孔內(nèi)，從而使移栽機(jī)實(shí)現(xiàn)逐行播種，該移栽機(jī)的株距可以進(jìn)行連續(xù)調(diào)整，最多可移載6行，使作物大面積移栽，但只是將缽苗放置于裸露的薄膜空隙之間，不利于缽苗的后續(xù)生長。圖澳大利亞公司研制的穴盤苗自動移栽機(jī)。所述移栽機(jī)的托盤垂直設(shè)置，可以將多個(gè)幼苗由苗爪載水平狀態(tài)下取出，將在苗爪取出的垂直狀態(tài)下的幼苗放入導(dǎo)苗管。本實(shí)用新型采用氣動驅(qū)動移動、可轉(zhuǎn)動苗爪，移栽機(jī)構(gòu)復(fù)雜，僅適用于大田作業(yè)。1.2.2國內(nèi)移栽機(jī)研究現(xiàn)狀我國開始對旱地移栽技術(shù)的研究開始于20世紀(jì)50年代末但由于，當(dāng)時(shí)國內(nèi)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展處于起步階段，機(jī)械化發(fā)展水平比較低，自動化移栽機(jī)械的研究進(jìn)展比較落后。1970年間，由于育苗技術(shù)的落后，配套設(shè)施性能較差等原因，我國棉花移栽總成在借鑒國外秧苗移栽技術(shù)并進(jìn)行仿造和改造的道路上發(fā)展較為困難，因此移栽技術(shù)沒有得到較好的發(fā)展和應(yīng)用。1990年以來，我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)和農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度得到了顯著提升，農(nóng)業(yè)從業(yè)人員對移栽機(jī)械的期盼也越來越高，國家也出臺了一系列扶持農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展的新政策，企業(yè)、科研院所和高校也開始積極研究機(jī)械化育秧和移栽技術(shù)，所設(shè)計(jì)的移栽機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)越來越簡單，效率越來越高，但由于沒有與我國的育秧技術(shù)和農(nóng)藝學(xué)相結(jié)合，沒有綜合綜合考慮到經(jīng)濟(jì)效益，因此沒有大面積推廣。近年來，我國主要進(jìn)行了半自動移栽機(jī)的研制。而近年自動移栽機(jī)在我國也開始積極研究，同時(shí)嘗試將電子、氣動控制、液壓控制、傳感器等技術(shù)結(jié)合至移栽機(jī)構(gòu)。然而，由于其功能多樣、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此全自動移栽機(jī)的研究仍處于理論和實(shí)驗(yàn)階段。徐立明等人已經(jīng)開發(fā)出一種新式自動插秧機(jī)，該插秧機(jī)使用平面四桿機(jī)構(gòu)來完成自動采苗過程，如圖所示。平面四桿機(jī)構(gòu)上的苗指通過旋轉(zhuǎn)曲柄驅(qū)動進(jìn)入缽內(nèi)，將秧苗與托苗器分離，將秧苗運(yùn)至導(dǎo)苗管頂部，在行苗桿的作用下，將秧苗的苗指與缽苗分離，投入導(dǎo)苗管播種機(jī)完成播種。本實(shí)用新型機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，但對移栽的幼苗傷害大，幼苗存活率和移栽效率難以保證。2002年包春江等人以采用氣吸式的分缽機(jī)構(gòu)為核心，研制出一種新型水稻秧苗有序自動移栽機(jī)構(gòu)。如圖所示。缽苗在運(yùn)送機(jī)構(gòu)的運(yùn)送下送至氣吸口上部，投苗活門封閉，吸氣活門開放，缽苗在負(fù)壓的作用下豎直加快落到空氣室，落苗活門開放，此時(shí)吸氣活門封閉，秧苗在導(dǎo)苗管中自由掉落到水田中，完成的移栽過程，該機(jī)構(gòu)的投缽頻率能夠達(dá)到120次/min。但該機(jī)構(gòu)采用開環(huán)控制的電機(jī)驅(qū)動，使得株距穩(wěn)定性較差，移箱工作的精度不高。2014年，尹大慶等人運(yùn)用杠桿原理設(shè)計(jì)了缽苗從苗盤中脫出的機(jī)構(gòu)，如圖1所示。缽苗盤中的缽苗通過動力機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)縱向進(jìn)給，撥桿驅(qū)動軸推動撥桿連續(xù)轉(zhuǎn)動，使杠桿產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，撥桿旋轉(zhuǎn)一周使頂桿將一排的缽苗依次頂出，在彈簧的作用下頂桿復(fù)位，被頂桿頂出的缽苗靠重力的作用豎直的落入到導(dǎo)苗裝置中。分選缽苗的機(jī)構(gòu)工作效率可達(dá)300株/分鐘。結(jié)構(gòu)簡單，效率高，但株距穩(wěn)定性差。1.3研究的內(nèi)容(1)棉花缽苗力學(xué)性能試驗(yàn)。根據(jù)資料及相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析了盆栽幼苗在徑向和軸向壓縮條件下的破碎力，并分析了盆栽幼苗在不同高度和時(shí)間下的跌落損失率。為棉花缽苗移栽機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供理論參考。(2)棉花缽苗移栽機(jī)組關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)。建立了一種新型的自動移植裝置，該裝置包括自動分種裝置、投種裝置、播種裝置和懸掛裝置，可以實(shí)現(xiàn)自動移植。利用相關(guān)的機(jī)械理論及力學(xué)知識，對移栽機(jī)關(guān)鍵部件的工作參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算和分析，對移栽機(jī)的投缽、栽苗、開溝及覆土等部件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。（3）棉花移栽總成分缽裝置的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)。棉花移栽總成的分缽機(jī)構(gòu)要求能夠?qū)崿F(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動，并將苗盤中的缽苗準(zhǔn)時(shí)、準(zhǔn)確的投送到投缽裝置中。因此，設(shè)計(jì)出一套能夠控制分缽速度的液壓傳動系統(tǒng)，且對相關(guān)元件進(jìn)行選型和計(jì)算。第三章3.1缽苗移栽總成的設(shè)計(jì)及工作過程3.1.1缽苗移栽總成的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)棉麥套作的種植要求，設(shè)計(jì)了一種棉花缽苗移栽總成，如圖所示。該裝置主要由分缽裝置、投缽裝置、栽苗裝置、液壓系統(tǒng)、開溝覆土裝置和懸掛裝置等組成。分缽裝置包括移盤器、缽苗盤、隔板、滑軌等組成，其通過移盤器中的滑輪在滑軌上移動，滑軌固定在機(jī)架上。投缽裝置包括豎直導(dǎo)苗管、水平導(dǎo)苗管、曲柄圓盤、連桿、滑塊、滑輪、翻轉(zhuǎn)板、電機(jī)、調(diào)速器等。栽苗裝置包括接苗管和栽苗管等組成。液壓系統(tǒng)包括液壓油箱、濾清器、液壓泵、溢流閥、調(diào)速閥、三位四通手動方向控制閥、液壓缸和油管及油管接頭等，其中調(diào)速閥、換向閥、三位四通手動換向閥、液壓泵和電機(jī)固定在液壓油箱上，液壓缸的一端與安裝在分缽裝置上的移盤器聯(lián)接，另一端固定在機(jī)架上。棉花移栽總成由懸掛裝置與土槽臺車相掛接。3.1.2缽苗移栽總成的工作過程本文研究的棉花缽苗移栽裝置是以電動機(jī)為動力的。為了方便移動設(shè)備，在機(jī)器中機(jī)架下設(shè)有通用自動調(diào)節(jié)輪，在車輪上設(shè)有腳制動器，在進(jìn)行室內(nèi)臺架試驗(yàn)時(shí)鎖定腳制動器，防止臺架移動，在進(jìn)行室內(nèi)土槽臺車試驗(yàn)時(shí)拆卸調(diào)節(jié)輪，移植組件安裝在臺車前懸架上。工作過程:馬達(dá)為液壓系統(tǒng)提供動力。在三位四通手動方向控制閥的控制下，液壓缸帶動與液壓缸右端鉸接的分度裝置前后移動。碗式育苗盤前移時(shí)，碗式育苗盤的下層幼苗依次前后放入碗式育苗器的垂直導(dǎo)苗管內(nèi)，等待拋入碗中，碗式育苗盤的上層幼苗自前后落入碗式育苗盤的下層，等待分碗;在分缽器后移過程中，將分缽盤下層幼苗從后到前放入分缽器垂直導(dǎo)苗管內(nèi)，等待拋入碗中，完成整個(gè)分缽過程。同時(shí)，還進(jìn)行了拋碗過程，即曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中的滑塊將留在垂直導(dǎo)苗筒中的缽苗推至倒轉(zhuǎn)盤拋碗。由于翻板的寬度小于苗高，翻板借助重力將苗水平翻轉(zhuǎn)至90°并垂直進(jìn)入接苗管，將苗盆種植在開溝器打開的苗溝內(nèi)，然后利用覆土裝置進(jìn)行覆土栽植。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)由90w電機(jī)帶動曲柄盤旋轉(zhuǎn)，曲柄盤每旋轉(zhuǎn)一次即完成拋碗。為了適應(yīng)不同的前進(jìn)速度，通過調(diào)速閥控制液壓缸的速度，使分碗裝置和拋碗裝置的速度相匹配。在移栽過程中實(shí)現(xiàn)了自動拋秧，大大提高了移栽效率，降低了勞動強(qiáng)度。3.2缽苗移栽總成關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)與選擇3.2.1分缽裝置的設(shè)計(jì)分缽裝置是棉花缽苗移栽總成中最主要的組成部分，將缽苗進(jìn)行有序排列并送通過對拋缽機(jī)構(gòu)的改進(jìn)，可以取代機(jī)械化移栽中的人工喂秧過程，降低勞動強(qiáng)度，減少人工勞動，自動準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)缽盤分缽過程，有利于提高移栽效率。從目前的研究現(xiàn)狀可以看出，現(xiàn)有的分選機(jī)構(gòu)主要有拉桿式、吸氣式、頂出式等形式(郭林強(qiáng)2016)，但這些結(jié)構(gòu)仍停留在室內(nèi)研究階段，不能推廣。國內(nèi)外先進(jìn)的自動分類機(jī)構(gòu)采用整排抽出式、推出式和固定平面移動式，并將電子、氣動、液壓控制等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于插秧機(jī)。因此以此為設(shè)計(jì)理念，設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡單，可靠性好且能夠?qū)崿F(xiàn)整排分缽的分缽機(jī)構(gòu)。3.2.2分苗裝置工作過程由缽苗盤、移盤器、導(dǎo)軌、液壓系統(tǒng)等組成該分苗裝置，如圖將分苗裝置通過滑軌放置在機(jī)架上，并通過液壓缸的固定座與機(jī)架連接，可在液壓缸的作用下移動。機(jī)構(gòu)工作時(shí)，將苗盤固定在移盤上，用隔板隔開苗盤的上下格柵，當(dāng)托盤的下層格柵依次通過拋缽裝置的垂直導(dǎo)苗管入口時(shí)，移盤裝置將一排秧苗依次放入垂直導(dǎo)苗管，每50mm的移盤裝置依次放下一排秧苗;當(dāng)托盤的上柵格遠(yuǎn)離隔板時(shí)，上柵格中的幼苗落入下柵格中;在液壓缸伸長結(jié)束時(shí)，下層每個(gè)網(wǎng)格中的所有幼苗落入垂直管道中，上層每個(gè)網(wǎng)格中的所有幼苗落入對應(yīng)下層的每個(gè)網(wǎng)格中。在縮短液壓缸的過程中，托盤移動器向后移動，當(dāng)托盤下格子依次通過缽拋裝置的垂直育苗導(dǎo)管入口時(shí)，各格子中的幼苗依次落入垂直育苗導(dǎo)管中。液壓缸通過換向閥作往返運(yùn)動，重復(fù)分缽過程，直至幼苗完全落入拋秧裝置，實(shí)現(xiàn)自動分缽功能。3.2.3分缽裝置傳動方案的選擇分缽裝置需要準(zhǔn)確、準(zhǔn)時(shí)地將秧苗從缽盤送到拋缽裝置的垂直導(dǎo)管上。托盤移栽機(jī)和苗盤的運(yùn)動采用連續(xù)往復(fù)直線運(yùn)動。實(shí)現(xiàn)這一功能的常用機(jī)構(gòu)有螺旋機(jī)構(gòu)、齒輪齒條機(jī)構(gòu)、液壓傳動等。螺旋機(jī)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動，但機(jī)械效率低;齒輪齒條機(jī)構(gòu)傳動準(zhǔn)確、運(yùn)行可靠、效率高，但對制造精度和成本要求較高液壓傳動比機(jī)械傳動更容易實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動。工作平穩(wěn)，易于設(shè)計(jì)和制造，但易受油溫和能量損失的影響。為了減少更換秧盤的次數(shù)，設(shè)計(jì)了一種體積更大、移動距離更大、移動速度更低的托盤移動器。因此，本設(shè)計(jì)采用液壓系統(tǒng)，通過液壓缸驅(qū)動盤式移位器做往復(fù)直線運(yùn)動。使用本實(shí)用新型，可使托盤移動器連續(xù)移動，將幼苗送入拋碗裝置，實(shí)現(xiàn)整排分碗。分碗裝置通過液壓缸的右連接座與分碗裝置連接。工作時(shí)，通過調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中的調(diào)速閥來控制液壓缸的轉(zhuǎn)速，從而控制磁盤移動器的轉(zhuǎn)速三位四通手動換向閥用于控制盤式移位器的來回運(yùn)動和停止，從而控制碗狀分度裝置的行程。3.3分缽裝置關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)3.3.1（1）缽苗盤的設(shè)計(jì)圓柱形營養(yǎng)缽易滾動，推動時(shí)運(yùn)動阻力小當(dāng)棉花營養(yǎng)缽規(guī)模較小時(shí)，棉苗生長緩慢，影響棉花產(chǎn)量。當(dāng)營養(yǎng)缽大小較大時(shí)，種植機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸和質(zhì)量都有所提高。為了使盆栽幼苗成行排列，減少盆栽幼苗之間的相互干擾，保證缽體的均勻性，設(shè)計(jì)了網(wǎng)格狀托盤，如圖3-3所示。盆栽幼苗采用托盤裝載，手工將幼苗放入網(wǎng)格中，每行裝載10株盆栽幼苗。將盆栽幼苗水平堆放在網(wǎng)格上，盆栽幼苗移栽裝置的前方為0°倒伏。碗體在劃分過程中，落下的碗體會與導(dǎo)軌發(fā)生碰撞。缽體強(qiáng)度不足或落苗高度過高，缽體徑向破裂，缽苗成活率降低，因此合理選擇缽苗高度是不損害缽苗和根系的重要保證。缽苗盤分為兩層，中間用隔板隔開，減少缽苗與落苗高度的相互擠壓。擋板通過導(dǎo)軌安裝在缽苗盤上，導(dǎo)軌的固定導(dǎo)軌通過螺釘與缽苗盤連接，移動導(dǎo)軌通過螺釘與擋板連接，移動導(dǎo)軌可拆卸，移植缽苗盤中的所有秧苗后，壓緊移動軌道的固定裝置和中橋軌道的手柄將其分離，取出更換缽苗盤，節(jié)省時(shí)間。考慮到缽苗盤滿載時(shí)重量不宜過大，缽苗盤設(shè)計(jì)為400mm500mm80mm，可容80碗，單缽苗重約為0。2kg時(shí)，單盆苗的最大擠壓壓力為7。84N，遠(yuǎn)小于物料試驗(yàn)測得的徑向壓縮時(shí)的抗壓壓力73.選用的滑軌可承受50kg的重量，遠(yuǎn)大于盆苗和盆苗盤的重量。3.3.2移盤器的設(shè)計(jì)移盤器的功能主要是對缽苗盤進(jìn)行有效的固定，控制缽苗盤的前后移動，實(shí)現(xiàn)一排排的秧苗在盆栽幼苗盤里。移動盤主要由支承導(dǎo)輪連接板、支承導(dǎo)輪固定座、碗座、限位導(dǎo)輪和液壓缸連接座組成，如圖3-4所示。液壓缸的連接座位固定在碗座的背面;所述碗盤座兩側(cè)設(shè)有支承導(dǎo)輪連接板;支承導(dǎo)輪固定座設(shè)置在支承導(dǎo)輪的連接板下方;限位導(dǎo)輪通過螺栓固定在支承導(dǎo)輪固定座上，限位導(dǎo)輪采用h型滑輪，在導(dǎo)軌上運(yùn)行時(shí)起到限位和導(dǎo)向作用。本實(shí)用新型將幼苗托盤固定在托盤底座上，保持了幼苗托盤底面與導(dǎo)軌之間的間隙，減少了幼苗托盤與導(dǎo)軌之間的摩擦。托盤移位器通過托盤背面的液壓缸連接座與托盤連接，托盤移位器由液壓缸驅(qū)動，作橫向連續(xù)往復(fù)直線運(yùn)動，因此，控制液壓缸的速度可實(shí)現(xiàn)連續(xù)拋碗的功能。盤式移動器的移動速度主要取決于投擲頻率。磁盤移位器的移動速度如下:3.3.3導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)導(dǎo)軌是利用金屬等原料加工成的槽或脊，能夠承擔(dān)、固定、指引移動機(jī)構(gòu)或裝置使其減少摩擦的一種裝置，一般用在直線往復(fù)運(yùn)動的場合。本裝置所使用的導(dǎo)軌是根據(jù)H型限位導(dǎo)輪的形狀設(shè)計(jì)成的u形軌道，將H型滑輪的滑槽嵌裝在導(dǎo)軌上，能夠保證滑輪在其上滑動不脫軌，同時(shí)起到固定作用，根據(jù)需要將導(dǎo)軌做成兩段，通過螺釘分別安裝在機(jī)架的兩側(cè)，導(dǎo)軌將投缽裝置和分缽裝置連接在一起。3.43.4.1投缽裝置的設(shè)計(jì)投缽裝置與分缽裝置相互配合，安裝在分缽裝置的下方，是將豎直導(dǎo)苗管中的缽苗依次間歇投入到栽苗裝置中，因此需要具有間歇性和做往復(fù)直線運(yùn)動。能夠達(dá)到此條件的有曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)等結(jié)構(gòu)形式。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單，加工制造容易，且能獲得較高的制造精度，成本低，各構(gòu)件以面接觸，磨損小，能傳遞較大的動力，但是它的精度低，不能實(shí)現(xiàn)精確復(fù)雜的運(yùn)動；凸輪機(jī)構(gòu)具有設(shè)計(jì)簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，但是加工成本高，且從動件的行程受到限制；槽輪機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單，效率高，但是在運(yùn)動過程中加速度變化較大，沖擊嚴(yán)重。綜合考慮各個(gè)機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)和裝置的結(jié)構(gòu)布置，本裝置采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動。為了了解影響滑塊運(yùn)動速度的因素，對曲柄滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動分析，如圖所示：圖3-5曲柄滑塊運(yùn)動分析示意圖建立直角坐標(biāo)系xoy，建立機(jī)構(gòu)在x,y軸上投影的幾何方程：rsinθ＋lsinβ=0rcosθ＋lcosβ=xc當(dāng)滑塊運(yùn)動由圖示的位置運(yùn)動到θ=0o位置時(shí)，由曲柄滑塊的幾何量關(guān)系得：S=（r+l）-（rcosθ＋lcosβ）可得sinβ=r/lsinθ得S=r-l2?r2sin由θ=wt，所以得到：ds得到滑塊的速度：V=根據(jù)以上的滑塊速度表達(dá)式可得：想要改變滑塊的速度，可以通過通過改變曲柄的轉(zhuǎn)速、長度和連桿的長度來實(shí)現(xiàn)按照曲柄滑塊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)可以分為偏置式、對心式和偏心輪結(jié)構(gòu)[10]。機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)選擇偏心輪式的曲柄滑塊結(jié)構(gòu)，偏心輪結(jié)構(gòu)可以簡便實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的非線性傳動關(guān)系，并且擁有緊湊的結(jié)構(gòu)和平穩(wěn)的傳動的優(yōu)點(diǎn)，可以用簡單的機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的較為困難運(yùn)動。由于電機(jī)和液壓馬達(dá)都可以帶動曲柄滑塊來實(shí)現(xiàn)曲柄滑塊做直線運(yùn)動，其中液壓馬達(dá)主要通過調(diào)速閥來控制曲柄滑塊轉(zhuǎn)動的快慢，調(diào)節(jié)滑塊的運(yùn)動頻率的準(zhǔn)確度較低；電機(jī)可以通過調(diào)速器得調(diào)節(jié)，準(zhǔn)確的控制曲柄的轉(zhuǎn)速，從而控制滑塊的運(yùn)動速度，因此選用電機(jī)能夠滿足設(shè)計(jì)要求。投缽裝置如圖所示，由水平導(dǎo)苗管、曲柄圓盤、連桿、滑塊、翻轉(zhuǎn)板、電機(jī)和調(diào)速器組成。其工作過程是：啟動電機(jī)，通過調(diào)速器調(diào)節(jié)曲柄的轉(zhuǎn)速使其與分缽速度相匹配，豎直導(dǎo)苗管中的缽苗依次進(jìn)入到水平導(dǎo)苗管中，滑塊將其推送到翻轉(zhuǎn)板上，通過翻轉(zhuǎn)板的翻轉(zhuǎn)落到栽苗管中。3.4.2投缽裝置關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)（1）投苗端導(dǎo)苗管投苗端導(dǎo)苗管在拋缽機(jī)構(gòu)中起著重要作用。將投苗端導(dǎo)苗管焊接在滑塊擋板上，使滑塊在投苗端導(dǎo)苗管中保持直線運(yùn)動，避免滑塊在運(yùn)動過程中左右搖擺，從而增加推力，同時(shí)設(shè)計(jì)投苗端導(dǎo)苗管的高度與缽苗直徑之間的距離，用來減少育苗管中缽苗對滑塊的干擾，從而減小滑塊的推力。（2）曲柄滑塊投苗機(jī)構(gòu)曲柄圓盤與電機(jī)的輸出軸相連接，其結(jié)構(gòu)如圖所示，滑塊的設(shè)計(jì)采用滑塊和桿相連接的方法來減輕滑塊的重量，同時(shí)在滑塊的兩側(cè)安裝四個(gè)軸承滑輪，使滑塊與導(dǎo)苗管不接觸來減少滑塊與投苗端導(dǎo)苗管的摩擦，使結(jié)構(gòu)更加的緊湊。將滑塊的上表面設(shè)計(jì)成15°的傾角，減少上層缽苗對滑塊的送苗時(shí)的摩擦力，同時(shí)減少滑塊在推送過程中對上層缽苗的破損，將缽苗順利推送到栽苗裝置中，保證投缽機(jī)構(gòu)運(yùn)行的流暢和穩(wěn)定。（3）翻轉(zhuǎn)板為了使缽苗水平放置在缽苗拋栽器中的缽苗垂直放入苗管中，必須將缽苗翻轉(zhuǎn)90°，并確保缽苗能夠順利翻轉(zhuǎn)直立倒下，考慮利用缽苗自身的重力完成翻轉(zhuǎn)，因此，翻轉(zhuǎn)盤的設(shè)計(jì)。離開滑塊后，幼苗進(jìn)入翻轉(zhuǎn)板，然后開始在翻轉(zhuǎn)板接觸點(diǎn)周圍做逆時(shí)針方向翻轉(zhuǎn)，并以直立狀態(tài)進(jìn)入苗管。當(dāng)支點(diǎn)與重心之間的距離為s時(shí)，轉(zhuǎn)彎力矩為:M=mgssin只要s>0就能完成苗木周轉(zhuǎn)。根據(jù)扭矩，s越大，翻轉(zhuǎn)效果越好，但翻轉(zhuǎn)半徑越大，苗管尺寸越大，應(yīng)考慮翻轉(zhuǎn)板的寬度。缽苗進(jìn)入翻轉(zhuǎn)板后，缽苗與翻轉(zhuǎn)間的摩擦力使水平方向的速度減為0，以翻轉(zhuǎn)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，如圖所示，在翻轉(zhuǎn)瞬間根據(jù)機(jī)械守恒定律，有1其中：JS—缽苗的質(zhì)心到翻轉(zhuǎn)中心的距離ω—翻轉(zhuǎn)板在翻轉(zhuǎn)時(shí)的角速度θ—翻轉(zhuǎn)板與缽苗之間的夾角得出：ω=因此，可以由以上關(guān)系式確定翻轉(zhuǎn)板的適宜寬度。（4）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)電機(jī)和調(diào)速器的選擇電機(jī)為投缽機(jī)構(gòu)提供動力，根據(jù)缽體的重量約為9.8N。考慮到缽苗運(yùn)動時(shí)相互之間有摩擦力和壓力，水平導(dǎo)苗管對上層的缽苗有阻力，因此選用電機(jī)為90W單向220V電壓的電機(jī)，轉(zhuǎn)速為1350r/min。設(shè)機(jī)器前進(jìn)速度為v，移栽缽苗的株距為Xr，Δt為兩株缽苗的下落間隔，則有Xr=vΔtΔt=其中t1—缽苗在栽苗管里運(yùn)動的時(shí)間t'—缽苗進(jìn)入導(dǎo)苗管前的運(yùn)動時(shí)間h—導(dǎo)苗管的高度n0—曲柄盤的轉(zhuǎn)速由公式可知，在株距一定的情況下，拖拉機(jī)的前進(jìn)速度越大，曲柄盤的轉(zhuǎn)速越大，移栽頻率也越大，但是進(jìn)行室內(nèi)臺架試驗(yàn)時(shí)，移栽頻率過大也會增大人工勞動強(qiáng)度，因此移栽頻率選擇在100株/min以內(nèi)，因此選用減速器將轉(zhuǎn)速降為135r/min，為了達(dá)到分缽機(jī)構(gòu)所需要的精確轉(zhuǎn)速，選用最大轉(zhuǎn)速為100r/min，功率為25w，電壓為220v的調(diào)速器。3.5栽植器的選擇與設(shè)計(jì)(1)鉗式插秧機(jī):根據(jù)傳動夾具運(yùn)動部件的不同，有盤式和鏈?zhǔn)絻煞N形式。移栽時(shí)，將盆苗手工放置在旋轉(zhuǎn)夾具上適當(dāng)?shù)奈恢?。將盆苗通過鏈條輸送到育苗溝時(shí)，控制裝置打開夾具，缽苗垂直落入育苗溝，然后將線條覆蓋土壤，完成整個(gè)播種過程。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，直立度好，株距穩(wěn)定性好，但容易損傷苗木，播種速度慢，株距調(diào)整困難，播種速度高時(shí)容易錯(cuò)過。(2)掛籃式移栽機(jī):掛籃式移栽機(jī)主要有偏心式和單鉸鏈?zhǔn)絻煞N，單鉸鏈?zhǔn)奖绕氖浇Y(jié)構(gòu)簡單。在工作中，當(dāng)?shù)趸@到達(dá)頂部位置時(shí)，將幼苗手動放入吊籃中。當(dāng)?shù)趸@轉(zhuǎn)到底部時(shí)，固定滑塊使吊籃下開口，幼苗落入廟溝，然后用壓土裝置栽種。懸籃移栽機(jī)的特點(diǎn)是盆栽幼苗不受懸籃內(nèi)外力的影響，更適合幼苗和根系較少的幼苗。(3)軟盤式移栽機(jī):這種移栽機(jī)使用較早。在工作過程中，幼苗被人工放置在盤子的開口處。采用軟盤育苗。當(dāng)盤中幼苗垂直于地面時(shí)，盤被打開，缽苗落入溝中，然后用土覆蓋并壓碎，完成整個(gè)盆苗的種植。本實(shí)用新型可用于盆栽或不盆栽幼苗。圓盤由橡膠或彈簧鋼制成，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，對株距適應(yīng)性強(qiáng)，但壽命短，播種深度不穩(wěn)定，難以保證苗木的直立程度。(4)苗管移栽機(jī):是一種較新型的缽苗移栽機(jī)。將幼苗垂直放入育苗器，運(yùn)至育苗管頂部，重力作用使幼苗落入育苗管內(nèi)，由開溝器開溝，再覆土完成育苗作業(yè)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，適應(yīng)性好，可移植于盆栽苗或裸根苗，裸根苗移植無根坑現(xiàn)象，株距調(diào)整方便，穩(wěn)定性好，但導(dǎo)苗筒式有序分缽器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，垂直度不易保證。我國在育苗管道移栽機(jī)方面進(jìn)行了大量的研究和應(yīng)用。(5)杯式插秧機(jī):在機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)動圓盤，杯子隨圓盤旋轉(zhuǎn)，當(dāng)杯子達(dá)到最高位置時(shí)，手動將碗狀幼苗放入碗狀幼苗杯中，當(dāng)杯狀幼苗到達(dá)最低位置時(shí)，杯狀幼苗嘴撞入孔中，同時(shí)盆狀幼苗自由落入孔中，完成盆狀幼苗的種植。本實(shí)用新型的特點(diǎn)是缽式移栽機(jī)的缽苗不受杯子的沖擊，避免機(jī)械損傷，不易損傷秧苗，株距調(diào)整方便，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，移栽速度有限?？紤]到移栽機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)和棉花缽苗的機(jī)械特性，插管式移栽機(jī)與自動拋秧裝置可以更好地匹配。插秧筒式插秧機(jī)的插秧機(jī)結(jié)構(gòu)如圖3-8所示，主要由秧苗連接管、秧苗栽植管、播種機(jī)固定板等組成。苗管呈圓錐形，保證缽狀苗順利落入苗管。根根據(jù)實(shí)測的棉花盆栽苗高，將盆栽苗管底部200mm處設(shè)計(jì)成半開狀態(tài)，使盆栽苗管順利脫出，不產(chǎn)生任何阻力，不影響盆栽苗的直立程度。盆苗從水平管移入移栽裝置的過程大致可分為以下幾個(gè)階段:（1）缽苗由投苗裝置送到接苗管上方的翻轉(zhuǎn)板上，經(jīng)翻轉(zhuǎn)板翻轉(zhuǎn)90°到直立狀態(tài)進(jìn)入接苗管，此時(shí)缽苗做翻轉(zhuǎn)運(yùn)動。（2）忽略棉花幼苗與栽苗管壁的摩擦，缽苗由接苗管豎直的進(jìn)入到栽苗管后做自由落體運(yùn)動。（3）缽苗完全離開栽苗管進(jìn)入到苗溝，缽苗在進(jìn)入苗溝前做自由落體運(yùn)動和隨機(jī)器前進(jìn)的水平運(yùn)動，缽苗在落入到苗溝瞬時(shí)，如果缽苗與地面之間的沖擊是彈塑性的，那么在沖擊后，缽苗垂直方向的沖擊減小為0，缽苗著地時(shí)質(zhì)心的速度為水平方向，此點(diǎn)等于單位前進(jìn)速度，使幼苗繼續(xù)沿單位前進(jìn)方向移動，幼苗圍繞定點(diǎn)前進(jìn)翻轉(zhuǎn)運(yùn)動，然后用覆土器覆蓋。本實(shí)用新型通過分析缽苗在播種機(jī)中的運(yùn)動狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)缽苗落入缽苗溝會引起缽苗繞定點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，缽苗的轉(zhuǎn)動狀態(tài)與單位前進(jìn)速度、溝槽寬度和秧苗管傾斜角度有關(guān)，可以降低單位前進(jìn)速度，選擇合適的開溝裝置或?qū)⒐苊绲膬A斜角度調(diào)整到合適的狀態(tài)。3.6.1開溝覆土裝置的選擇移栽時(shí)采用導(dǎo)苗管式播種機(jī)構(gòu)，需要開溝器切出苗槽。根據(jù)棉花盆苗的落苗狀態(tài)，采用開溝器切割出苗槽時(shí)，溝槽形狀上下窄，溝槽底部相對平坦，以保證幼苗垂直落入溝底，市場上常見的開溝器鏟式、翼式、單盤式等結(jié)構(gòu)。根據(jù)移栽苗的深度和寬度以及挖溝機(jī)的特點(diǎn)，選擇了翼鏟式挖溝機(jī)。如圖所示，本實(shí)用新型具有阻力小、粘土和牧草夾持少、堵塞少、工作質(zhì)量高的特點(diǎn)，溝槽的寬度取決于擋板的間距，可使?jié)裢料聦酉雀采w苗木，在一定程度上支撐苗木。所述覆土裝置覆蓋掉苗后覆土苗上的返土苗頂層，達(dá)到所需覆土深度。常用的覆土裝置有刮板式、鏟式、雙圓盤式等。雙圓盤式具有推土導(dǎo)土的作用。可與翼鏟式開溝機(jī)一起安裝在擋板上，高度可上下調(diào)節(jié)，結(jié)構(gòu)如圖所示。3.6.2懸掛裝置的設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的懸掛裝置掛接在土槽臺車前端的升降掛接裝置上，如圖3-11所示，采用平板連接的方式，懸掛梁主要通過焊接方式連接移栽裝置，其兩端采用10mm厚的鋼板，中間為方鋼結(jié)構(gòu)，主要由懸掛板、支撐架、連接板組成。懸掛板通過螺栓與土槽臺車前端的升降掛接裝置相連接，連接板與移栽裝置通過焊接連在一起，支撐架選用方鋼設(shè)計(jì)，使移栽裝置能夠調(diào)節(jié)到合適的位置，保證栽植的深度，采用平板式的連接方式，使移栽裝置和土槽臺車的升降掛接裝置掛接穩(wěn)定可靠。懸掛裝置主要承受移栽裝置的重量，因此設(shè)計(jì)時(shí)必須保證懸掛裝置的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和移栽裝置的穩(wěn)定性。3.7單元小結(jié)本章根據(jù)棉花缽苗移栽總成的設(shè)計(jì)方案，完成了對分缽裝置、投缽裝置、栽苗器件和吊架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)和計(jì)算。主要研究內(nèi)容如下:根據(jù)棉花缽苗移栽的工作要求和農(nóng)藝要求，在分析國內(nèi)外先進(jìn)移栽技術(shù)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過比較和創(chuàng)新，提出了整機(jī)的設(shè)計(jì)方案，詳細(xì)介紹了移栽裝置的結(jié)構(gòu)和工作過程。根據(jù)對棉花缽苗和缽體機(jī)械性能的數(shù)據(jù)資料分析，確定了該裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù)，并對其關(guān)鍵工作部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)和選型，包括缽體分離裝置和缽體拋撒裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，缽體分離裝置的設(shè)計(jì)主要包括缽體秧盤、托盤移位器和導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)，缽體輸送裝置的設(shè)計(jì)包括秧苗導(dǎo)管的設(shè)計(jì)，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算，翻轉(zhuǎn)盤的計(jì)算以及調(diào)速器和電機(jī)的選型。并對栽植裝置、開溝覆蓋裝置的選擇設(shè)計(jì)和懸掛裝置的設(shè)計(jì)進(jìn)行了論述。對栽植裝置、開溝覆蓋裝置的選擇設(shè)計(jì)和懸掛裝置的設(shè)計(jì)進(jìn)行了論述。4.1.液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的計(jì)算與選擇4.1.1液壓缸參數(shù)計(jì)算液壓缸驅(qū)動移盤器做往復(fù)運(yùn)動，主要負(fù)載來自于滑輪與軌道的摩擦，液壓缸伸縮都要受到負(fù)載的作用，通常以液壓缸無桿腔作為主工作腔時(shí)，根據(jù)油液作用在單位面積上的壓強(qiáng)公式可計(jì)算出液壓缸內(nèi)徑尺寸。由公式p式中：P1—液壓缸主工作腔壓力,（Pa）P2—液壓缸回油腔壓力（背壓力）,（Pa）Fmax—缸的最大負(fù)載力（N）A1—無桿腔活塞有效工作面積，（m2）A1=πD2/4A2—有桿腔活塞有效工作面積，（m2）A2=π(D2-d2)/4ηcm—缸的機(jī)械效率，一般取η根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊液壓傳動部分中，在農(nóng)業(yè)機(jī)械中使用的系統(tǒng)工作壓力范圍在7-21MPa，本液壓系統(tǒng)選取壓力為7MPa,根據(jù)缽苗盤移動裝置的尺寸和缽體的重量，考慮到液壓缸在實(shí)際的推送過程還會受到其他因素的影響，因此選取外載荷為1KN，可求得：

D=式中：Φ為桿徑比，?=由于桿徑比可按壓力選取，取Φ=0.7，ηcmD=A式中：vmin—缸的最小工作速度，m/sqmin—系統(tǒng)的最小穩(wěn)定流量，m3/s其中節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)取決于流量控制閥的最小穩(wěn)定流量，根據(jù)現(xiàn)有移栽機(jī)械的移栽速度為30-40株/min,每個(gè)缽苗盤里一次可投缽5個(gè)，可得出液壓缸移動速度最小為5×10-3m/s，經(jīng)查調(diào)速閥可調(diào)的最小穩(wěn)定流量是0.3L/min，由式計(jì)算D≥35.7mm，d=?D=0.7×0.35=24.99mm

經(jīng)查缸的內(nèi)徑和活塞桿外徑尺寸系列選用內(nèi)徑D=40mm，活塞桿直徑d=25mm。液壓缸運(yùn)動的行程是根據(jù)缽苗盤移動裝置的尺寸決定的，缽苗盤寬度為384mm，因此選用液壓缸的行程為S0=450mm。4.1.2液壓泵的選取選擇液壓泵時(shí)要達(dá)到系統(tǒng)的工作需求，根據(jù)本章所確定的液壓缸的行程S0=450mm,本研究旨在提高移栽速度，假設(shè)移栽速度達(dá)到60株/min時(shí)，活塞桿伸出的平均速度為v=0.01m/s，推動缽苗盤裝置所需要的流量為Q當(dāng)缽苗盤裝置返回時(shí)，液壓缸收縮時(shí)的速度不變，液壓缸有效面積減小，所需要的流量小于伸出時(shí)所需流量，故液壓缸所需最大流量為0.75L/min。選擇液壓泵的額定流量需要達(dá)到液壓缸的最高速度要求，因此泵的輸出流量Q式中：QP一泵的輸出流量(L/min)K一系統(tǒng)的泄漏系數(shù),一般K=1.1~1.3(管路長取大值,管路短取小值)Q'取K=1.3，經(jīng)計(jì)算Q假定轉(zhuǎn)速nb為1000r/min時(shí)，液壓泵的排量q根據(jù)所選系統(tǒng)的壓力7MPa