小型棚室松土機的研制答辯PPT

小型棚室松土機的研制 工程學院 11屆畢業(yè)答辯 學 生： 指導教師： 專 業(yè)：機械設計及其自動化 主要內(nèi)容 1.研究的目的與意義 2.國內(nèi)外松土機的研究現(xiàn)狀及存在的問題 3.電動式松土機與其他松土機的對比研究 4.松土機的效益分析 5.溫室松土機作業(yè)的主要作用 6.研究的主要內(nèi)容和方法 7.松土機總體設計方案與主要參數(shù)的確定 研究的目的和意義 1. 針對我國溫室大棚的擴大與發(fā)展，加快現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展進程 。 迫切的需要小型化 ,多功能化的農(nóng)機具代替人力來提高生產(chǎn)效率， 目前適用的機型還不多 ,尤其是無污染結(jié)構(gòu)緊湊、操作靈活、效率高、經(jīng)濟實用的大棚作業(yè)機械 。 2. 針對上述情況 ,開展適用于簡易棚室的土壤耕作機具， 設計 一種以電機為動力的小型松土機。進一步減小機具的尺寸 ,提高機器作業(yè)的經(jīng)濟性和機動性 , 避免 機器作業(yè)時對環(huán)境的污染 ,對于發(fā)展經(jīng)濟 ,高效和環(huán)保的設施農(nóng)業(yè) ,改善農(nóng)民的生產(chǎn)條件 ,增加農(nóng)民的收入 ,具有重要的現(xiàn)實意義。 小型松土機的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 1. 國外溫室耕作技術成熟，作業(yè)性能穩(wěn)定、功能齊全、小巧輕便、 日本、韓國、美國和意大利等國家生產(chǎn)的系列多功能耕耘機器操作把手可上下左右隨意調(diào)節(jié)，作業(yè)性能好，可在溫室中進行旋耕、移栽、開溝、起壟、中耕、培土、噴藥等多種作業(yè)。且體積小、重心低、用途廣、工作部件易更換和安裝， 但是價格高，一般在 5000元以上 。 2. 國內(nèi)的溫室耕耘機械發(fā)展迅速 ，如 沈陽農(nóng)業(yè)大學研制綠色環(huán)保 IGD.900型電動旋耕機、 DN.4型禾豐牌多功能田園管理機、江蘇生產(chǎn) ZL.1G2.3微型耕整機、山 東農(nóng)業(yè)大學機械與電子工程學院研制的溫室電動爪式松土機等等， 但一般耕深不夠，性能不穩(wěn)定，而且邊角地帶無法旋耕 。 3. 大多產(chǎn)品仍存在以下問題 : 外型尺寸及重量大 ,操作不靈便。特別是從陸地直接轉(zhuǎn)移到大棚內(nèi)的機械 ,在溫室轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)移都十分困難 ,而且邊角地帶無法工作。適應性較差 ,當土壤含水率較高 (超過 15%以上 ) 時 ,松土效果變差 ,能耗增加 . 可靠性較差 ,易對環(huán)境造成污染。 電動型松土機與常規(guī)松土機對比優(yōu)勢 常規(guī)動力松土機主要采用汽油機和柴油機兩種動力，工作時產(chǎn)生大量煙氣對棚室內(nèi)環(huán)境造成嚴重污染。汽油機雖能減輕機器整機質(zhì)量但動力往往偏弱達不到預定耕深，柴油機的污染比較嚴重。 效益分析 以 100mx6m(1畝 )大棚為例。滅除韭菜根是棚內(nèi)菜地最苦最累的一種農(nóng)活，如用人工，每池子價格為 3元，每畝地按 80個池子計算是 240元，而用該機作業(yè)成本是55元。其中 :電費 20元 ；人工費 30元 ；機器折舊費 5元。成本只有原來的 l/5，既節(jié)省了費用，又搶了時間，減輕了菜農(nóng)的勞動強度。人工整地一個池子價格 2元，一個100m長棚將近 200元，一個人干約 3天時間 ；而用該機作業(yè)一個人半天時間即可完成，費用僅 40元，其中 :電費15元 ；人工費 23元 ；折舊費 2元。成本約是人工的 1/5，時間僅是人工的 l/6。 經(jīng)過分析可知使用松土機作業(yè)即降低了作業(yè)成本又節(jié)省了時間，大大提高了生產(chǎn)效率。 溫室松土機的主要作用 1.疏松土壤 ,恢復土壤團粒的結(jié)構(gòu)，增強通氣性提高表層地溫 2.調(diào)節(jié)土壤水分 ,切斷土壤中毛細管 ,減少土壤下層水分蒸發(fā) ,起保墑防旱作用。 3.改善土壤物理性狀 ,增加好氣性微生物活動 ,加速土壤營養(yǎng)物質(zhì)分解 ,提高土壤肥力 ,有利于農(nóng)作物根系吸收。 4.消除雜草 ,消滅蟲害 。 棚室松土的技術要求 1 要滿足農(nóng)民的生產(chǎn)農(nóng)藝要求。 2 結(jié)構(gòu)緊湊，操作靈活簡單。 3 節(jié)能環(huán)保，生產(chǎn)效率高。 4 要求達到 1015cm的耕深，且不可出現(xiàn)漏耕現(xiàn)象，邊角地帶正常松土。 5 要求傳動平穩(wěn)，性能可靠，部件易更換，通用性強等。 研究的主要內(nèi)容和方法 1. 根據(jù)我國溫室耕耘機械研究現(xiàn)狀和存在的問題 ,以及溫室土壤區(qū)別于一般大田作業(yè)的物理特性， 研究一種體型小、松土性能高、不污染溫室內(nèi)環(huán)境并充分利用電力資源的小型松土機 。 2. 深入分析旋耕機的運動特點 ,選定旋耕刀為松土機的松土工作部件 . 分析影響松土機工作性能的因素 ,在保證農(nóng)藝要求并能盡可能減小功耗的前提下 ,確定松土機的各項參數(shù) ,計算出松土機所需的功率 ,根據(jù)該計算功率選擇電動機型號， 設計松土機的整機結(jié)構(gòu)。 總體設計方案與主要參數(shù)確定 第一次設計方案和第二次設計方案 最初采用的是雙電動機雙變速器設計尺寸寬度比較大，整機質(zhì)量也過大，對電力消耗大。 方案一 方案二 第三次設計方案 第三次設計改變前倆次設計的結(jié)構(gòu)和傳遞方案。主電動機經(jīng)過帶輪把動力傳遞給變速箱，經(jīng)過變速箱變速增加輸出扭矩然后經(jīng)過鏈輪把動力傳遞給旋耕刀輥， 并且采用雙側(cè)輸出的傳遞辦法，這樣就可以改進原有的中間傳動漏耕的情況 ，同時也使傳動更平穩(wěn)，減速電機經(jīng)鏈輪把動力傳遞給行走輪軸，使其轉(zhuǎn)動實現(xiàn)自走功能。該機型設計結(jié)構(gòu)更緊湊，更適合棚室松土作業(yè)。 1機架 2主電機 3大帶輪 4變速箱 5鏈輪 a 6擋土板 7旋耕刀 8鏈輪 b 9小帶輪 10減速電機 11鏈輪 c 12張緊鏈輪 13地輪 工作原理 電源連接是通過電線在溫室上方由懸掛輪吊起 ，連接到松土機的手臂上的萬向連接頭，在機器的左扶手上配有電源總開關和主電機的開關按鈕，右扶手上配有行走電機的開關按鈕和正反轉(zhuǎn)按鈕，動力由電機經(jīng)過帶輪傳給變速器減速在由鏈輪傳給松土機刀滾，實現(xiàn)松土作業(yè)，考慮棚室狹窄和舊時的竹竿棚室有支架等原因， 工作的時候機器可 由正反轉(zhuǎn)電機在一個工作區(qū)域內(nèi)往復 松土，且可以使邊角地帶正常松土 。 行走電機功率為 0.55Kw，正常工作的 時候人手只起到了扶持轉(zhuǎn)向的作用， 平時行走的時候只需要控制后輪調(diào)節(jié) 手柄和前面的限深輪手柄使松土刀被 抬起即可。 并且扶手可以繞著機架橫 梁旋轉(zhuǎn)，使身高不同的人通過調(diào)節(jié)都可以操作 。 大棚的結(jié)構(gòu)模擬模型 大棚中間有土梗，主要是用來放水的，兩側(cè)也有土梗每一格為一個池子，也就蔬菜種植區(qū)，松土機松土是時候主要是對池子松土，不破壞土梗。 小型松土機的三維整體結(jié)構(gòu)模型 局部部裝設計模型 地輪調(diào)整部件與支臂調(diào)整部件 地輪調(diào)節(jié)采用的是搖柄結(jié)構(gòu)，省力方便支臂采用的是雙側(cè)套臂可以伸縮調(diào)節(jié)進而調(diào)節(jié)扶手的高低而且可以起到支撐的作用，增加機架的強度。 主要參數(shù) 1.前進速度 大田旋耕機常用的前進速度一般為 0.55 0.85 m/s。故選定機組的前進速度 Vm=0.4m/s。 2刀輥轉(zhuǎn)速 旋耕機的轉(zhuǎn)速通常 173 280 r/min,考慮到溫室內(nèi)土壤比較松軟 , 松土機的刀棍轉(zhuǎn)速為 200r/min。 3.切土節(jié)距 切土節(jié)距得 S=60mm。 4.松土速比 選擇既要保證松土機的正常工作及松土深度的要求，還要綜合考慮松土機的結(jié)構(gòu)，功率消耗及生產(chǎn)率的其他因素。長選速比 =4 10。初選 =6則 Vp=*Vm=6x0.4=2.4m/s。 5.松土深度 H 根據(jù)農(nóng)藝要求，溫室土壤耕作深度一般在 10 15Cm，選定松土機的松土深度為 15Cm。可以滿足農(nóng)藝要求。 松土幅寬 n為發(fā)動機的額定功率，考慮功率損耗問題本機設計的幅寬為 0.4m 理論生產(chǎn)功率 6.松土機功率的消耗 6000* MVSZN mmnB 29.026.0 hhmBVW m 20 5 7 6.044.14.01.01.0 BHVkN m1.0傳動系統(tǒng)的設計 傳動系統(tǒng)包括電機 帶輪 變速器 鏈輪等?？倐鲃颖葹?i=7.15 N1=1430r/min N2=749.4r/min N3=317.8r/min N4=199.8r/min 刀輥采用雙側(cè)鏈條傳 動可以使傳動更平穩(wěn)諧調(diào)， 還可以避免中間發(fā)生漏耕 的現(xiàn)象。 主要部件的設計與選擇 Y100L2-4型電動機與 AR17型減速電機 零件的設計 對輸出軸用 solidworks進行建模，然后對其進行靜力分析。 結(jié)論 1. 通過這次畢業(yè)設計我對目前我國的溫室現(xiàn)狀和棚室機器有了更升入的了解，利用自己四年所學的專業(yè)知識，并查找參考了大量相關資料的基礎上，針對溫室松土設計了以電機為動力的小型松土機