丘陵山地薯类收获机设计毕业论文(编辑修改稿)

丘陵山地薯类收获机设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

械传动最终到链轮，薯类果实和土壤混合物被推进到输送链上，在经过输送链的振动分离后将土马铃薯马铃薯分离，最后将薯类果实散落到地面。 2）方案分析： （ 1）固定挖掘产不灵活，适应性差。 （ 2）果实最终零乱的落在地面上，这样不便于机组的正常前进，也不能便于人工的收集。 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文） 6 （ 3）薯土分离效果差、明薯率低，最终不能满足农艺要求 [4]。 综上所述，该方案还有改进的地方。 所以方案不可取。 设计方案三 图 23 丘陵山地薯类收获机原理简图 如图 23所示 1）工作原理： 拖拉机的动力输出轴输出动力经传动系到达链轮上，机组前进的同时，挖掘铲挖掘薯类果实，薯土混合物传到输送链上。 输送链在三星振动轮的振动下将马铃薯和土壤分离开。 分开后的马铃薯在铺放栅条的约束下整齐的摆放在地面上。 整个过程经过了传递动力、挖掘、输送、分离、铺放四道工序。 2）方案分析： （ 1）此种方案采用了弹性挖掘铲，很大程度上提高了薯类收获机的适应性。 （ 2）采用链式分离装置能提高薯土分离效果，在该方案中设计了三星振动轮，使薯土分离效果更明显。 （ 3）设计了铺放栅条，该装置能提高明薯率、使马铃薯铺放整齐，为机组在前进的过程中清理了障碍，从而提高了作业效率。 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文） 7 结构方案确定 通过对上述拟定方案结合本次设计的主要目的，总结出第三种方案适合。 如图 24所示，该机主要由挖掘部件 4 和振动输送分离部件 组成，可一次性实现马铃薯的挖掘、输送、分离和集条铺放等作业。 拖拉机动力输出轴输出的动力，经过万向节 11 到达变速器带轮 12，经皮带 13到达 输送链主动轮 9，带动输送链 7 转动 ,输送链从动轮 5 三星抖动器 7 随链条一起转动，镇压轮 切土圆盘 地轮 挖掘铲 4 在拖拉机的拖动下前进。 被挖掘铲挖出的马铃薯随铲面上升最终落到输送链上，进行下一步的分离输送作业。 该过程中三星振动器在链轮的带动下转动，使得输送链上下抖动，提高土薯分离率。 尾端栅条 10 起集条作用，使马铃薯挖掘成条铺放与地面上，便于人工捡拾。 实现了马玲薯挖掘、分离、铺放的一次性作业，显著提高了工作效率。 图 24 马铃薯收获机结构简图 器 结构组成 该课题设计的马铃薯挖掘机由机架、镇压轮、切土圆盘、挖掘铲、输送链从动轮、输送链、三星抖动器、地轮、输送链主动轮、栅条、联轴器、变速器、带轮、皮带等机构组成。 结构原理 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文） 8 挖掘部件采用 弹性 挖掘铲，铲在拖拉机拉力的作用下入土挖掘，把土薯混合物挖出。 输送分离部件采用升运链式，连杆间隙小于一般薯块的最小特征尺寸，土薯混合物在抖动器的作用下分离，土坯破裂落到地面上，薯块随着升运链上升到尾端落到 疏松的土壤表面。 可在保证分离率的同时，提高收净率、降低破损率。 结构特点 该方案设计的马铃薯收获机结构简单、分离效果明显、作业效率高、配套动力小，解决了配套动力不足的难题，便于在广大丘陵、山区推广使用。 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文） 9 3 主要零部件设计 机架的设计 丘陵山地薯类收获机机架采用 钢件焊接而成，整体尺寸是通过拖拉机悬挂装置和挖掘铲工作宽度决定的。 图 31 机架结构简图 机架的尺寸确定 由于挖掘宽度在 500mm，所 以机架的宽度应超过工作宽度的宽度应为 700mm～800mm，为了能使刀轴支撑架更好的连接，机架宽度取 750mm。 机架的总长度是通过收获后 马铃薯 蔓输送的路程和拖拉机动力输送过程中动力轴的位置确定的，为了能够达到更好的分离效果输送链选择长度为 660mm，拖拉机传递过程中二级带传动的中心距 a=760mm，拖拉机悬挂架的长度为 250mm。 机架总长度应在 L=660+760350=1890mm，因机架总长度应大于实际应用长度取 L=20xxmm。 机架的高度应根据拖拉机悬挂架的拉杆高度H1=780mm 和动力输出轴离地面的 高度 H2=510mm 确定的，机架离地面的高度为 280mm，取机架最高处到最低处的距离为 H=500mm。 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文） 10 收获机的机架使用和调整 (1)功过拖拉机的的遥控杆控制悬挂架的升降，使机架达到工作状态。 (2)动力输出的遥控干控制动力的输出间接控制了集体的工作。 (3)调整工作的宽度是由机架动力轴上的套筒和刀轴的轴承座调整决定的。 (4)其 它 调整是通过机体上的调整螺母调整。 (5)机架上焊接的连接钢板应针对主要工作部件的中心位置确定。 挖掘铲的设计 由薯类作物的农艺特征可知 ， 薯类 主要 为起垄种植。 红薯多为单垄单行种植，马铃薯多为单垄双行。 薯类成熟块茎一般生长在 5～ 30cm的土层，块茎的生长宽度一般为 40cm左右。 因而设计旋挖刀的入土深度 可在 15～ 30cm内调整 [5]。 丘陵山地薯类收获机中 挖掘 铲采用弹性结构设计，该机构可增加挖掘铲的弹性变形，提高其使用寿命。 挖掘铲的选型 挖掘部分的作用是把薯类果实和土壤一起挖起，然后经过输送链分离清选。 对挖掘部件的要求如下：在尽量少挖取土壤的情况下挖净薯块；挖掘深度稳定不损伤薯块，并可根据需要进行调整；挖掘铲应有较强的碎土能力，对粘重土壤保证土垡能顺利通 过，以便为分离薯块中的土壤提供有利条件；要求挖掘部件的牵引阻力小，刃口的耐磨性好。 为满足上述要求，采用了组合式挖掘部件 [6]。 这种挖掘部件由三角平面多铲和铲架组成。 三角平面多铲直接与机架刚性连接。 三角平面多铲的铲面为平面，其结构简单，制造容易，且常用在链杆式挖掘机上。 一方面是减少铲尖与土壤的接触面积，达到减少阻力的目的；另一方面减轻机具前部重量，防止铲尖下陷。 多片铲在工作时发生局部磨损时，更换方便维修成本低。 因此，该机采用三角平面多铲，由三个三角平面铲组成，材料为 65Mn。 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文） 11 铲刃夹角  图 32 挖掘铲参数及受力图 三角挖掘铲结构简单，制造工艺少。 被广泛的应用于马铃薯挖掘中。 铲面由三片挖掘铲组成，刚性的固定在铲架上，各铲之间留有滑草间隙。 挖掘铲的主要参数有：刃切口夹角  、挖掘铲与地面的夹角  、铲的长度 L、铲的宽度 B[7]。 如图 32所示。 选择挖掘铲刃口夹角的值必须使杂草和茎秆都能滑离铲刃。 使茎秆滑离刃口的力如图 32（ d） 所示，它必须满足下列不等式： 11111  tgRRR nnt  公式（ 3— 1） 式中 R1 — 作用于铲刃的阻力（ N）； 1 — 茎杆对钢的摩擦系数； 1 。 从图中可得到下列不 等式： 111 2s in2c o s  tgRR  即： 1902    公式 （ 3— 2） 一般 2 取  55~45 ，该挖掘铲采用 100。 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文） 12 铲面倾角  和铲体总长度 L 挖掘铲的倾角α和铲的长度 L可由图 32(b)的受力分析求得。 根据土壤在挖掘铲上的受力分析可建立如下平衡方程式： 0s i nc o s   GFP 公式 (3— 3) 0s i nc o s   PGN 公式 (3— 4) NF  公式 (3— 5) 式中 P — 沿着挖掘铲移动掘起物所需的力 (N)； N — 铲对土壤的反作用力 (N)； G — 铲面上土壤的重力 (N)； F — 土壤对铲的摩擦力 (N)；  — 土壤对挖掘铲的摩擦系数。 将式 (3)， (4)， (5)联立求解得：   GP GP  ar c tan 公式（ 3— 6）    tanGP 公式（ 3— 7） 挖掘铲的工作阻力不仅只是由于铲起的土 壤沿铲移动而产生的，同时也是由切割土壤所造成的 [8]，若不考虑垄台沿着挖掘铲移动速度变化的影响，铲的总阻力可以用下面的关系式来表达：   KAGPPR  t a n1 公式（ 3— 8） 式中  — 土壤对钢的摩擦角； K— 挖掘垄沟的比阻系数 ( 2/mN )，轻质土壤 K=16000～ 20xx0（ 2/mN ）；中等轻质土壤 K=20xx0～ 24000（ 2/mN ）；中等坚实土壤 K=24000～ 3000（ 2/mN ） A— 挖掘垄沟的横截面积（ 2m ）。 铲的长度可由挖掘深度 h与倾角α计算，即： sin/hL 公式 （ 3— 9） 由农艺要求可知，挖掘深度 h=15～ 25cm时才能将马铃薯完全挖出，并不损坏马铃薯。 最后青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文） 13 根据各个公式得：铲的最大倾角α =25 ，φ =30 （中等轻质土），铲的最大长度为 49cm。 取 L=40cm；并可计算出挖掘铲在中等轻质土壤，挖掘最大倾角 25176。 时的最大挖掘阻力为3086 N。 单铲片宽度 B 当挖掘铲的  、  、 L选定后，下一步是确定铲宽。 设计要求取总宽度为 600mm，取单铲宽度 B为 160mm，则产片间隙为 10mm，挖掘铲的厚度为 5mm。 最后得到的挖掘铲的结构图，如图 34所示。 图 34 挖掘铲平面图 振动分离输送装置的设计 振动分离输送装置采用升运链式。 当被掘起的土垡、薯块及茎杆等向上输送时，在输送链的作用下， 土垡被疏松，土壤通过杆间隙筛出，薯块则被输送到侧向输送器。 为增强分离效果，在分离输送器上装有三星抖动器 [9]。 因此，链面在三星抖动器的作。