[机械毕业设计论文]马铃薯收获机设计说明书

[机械毕业设计论文]马铃薯收获机设计说明书内容摘要：

口产品。 （ 2） 提高“三化”水平，增加作业功能，以满足农业生产需求。 黑龙江八一农垦大学毕业设计 4 （ 3） 提高机电、液压一体 化和检测水平，开展联合作业机具的研制。 （ 4） 提高生产企业的加工工艺水平，保证设备制造质量。 我国马铃薯种植面积大幅攀升，这对我国马铃薯收获机机械生产无疑是一个非常好的机遇，但同时也是一种挑战。 总的来说，马铃薯收获市场潜力巨大，如果能充分抓住这个大好时机，认清国内马铃薯收获机械的应用现状，有选择地引进和吸收国内外先进技术，并及时开发出适合我国国情的马铃薯联合收获机，将为我国马铃薯生产奠定良好的基础。 马铃薯收获机械的类型及技术要求 马铃薯收获机械的类型 目前，国产马铃薯收获机械较成熟的产品 主要有两种类型：一是升运链杆条式，该类型机是目前国际通用型式，美国、芬兰、德国、俄罗斯等国大型收获机， 日本自走式、韩国悬挂式收获机普遍采用该型式，特点是容易实现单双行收获和联合作业；二是栅条摆动分离筛式收获机．该类型机是意大利、日本的早期结构型式，不易实现双行收获和联合作业。 目前，国产机还不能实现联合作业。 以上两 种 类型机也有不足之处，就是只能实现挖掘、土薯分离和集条功能，还不能完成 排 石、去秧、集箱或直接装车等功能。 马铃薯收获机的技术要求 国内马镥薯收获机械技术发展还处于起步阶段，但各类型机均应具备 以下 技术 要求： (1)挖净率 要求挖深在 150— 200ram之间，每行挖掘宽度在 350— 500ram之间，挖净率应不低于 98％。 (2)明薯率 收获机必须具有良好的分离机构，能将薯块与土壤分离，使分离后的薯块集堆或集条以便于 人 工捡拾．明薯率应达 95％。 (3)破损率 收获时应尽量减少马铃薯破皮、切伤等损失，破损率应小于 5％。 (4)生产率 机械收获的目的在于减轻劳动强度，提高生产率，适时收获。 因此，收获机作业时应具有一定的作业速度。 (5)其它要求 马铃薯收获机在尽可能减少自身动力消耗的情况下，其配套动力 应具有一定 黑龙江八一农垦大学毕业设计 5 的储备。 分离机构应具有排石、去秧功能，以适应土壤、地形等方面的变化，以及收获后田地应平整，不能影响以后农田作业要求。 [4] 马铃薯收获机发展的主要制约因素 动力配套问题 11— 14kW拖拉机虽是目前农村拥有量最多的动力机械，但问题的核心是小型拖拉机不适宜于配套单行收获机，动力不能满足一次完成挖掘、分离、薯块集堆或集条作业，更谈不上完成去秧、排石、装箱等功能。 实践表明，不管收获机械如何改进，马铃薯收获仍然需要较高动力消耗， 现在与小型拖拉机配套的收获机普遍存在动力不足的问题。 虽然与 18— 22kW以上拖拉机配套的单行收获机和 38kW 以上拖拉机配套的双行收获机克服了动力不足、适应性差的问题，作业质量也较好，但农户拥有该类型拖拉机数量有限，在一定程度上制约了马铃薯收获机械的发展。 生产规模与种植形式 目前，农村小规模生产方式 制约 了大中型马铃薯收获机的发展，收获机市场出现了先小型，后小中型并举的现象。 马铃薯种植形式不统一也直接影响收获机作业性能。 机具性能问题 目前我国各地 研制 的收获机普遍存在可靠性差，作业质量不稳定，适应性 不强，功能不 全等 问题。 马铃薯收获机械的发展建议 (1) 机具类型多样化、系列化、标准化。 我国马铃薯收获机械的设计开发要适合国情，不但要适应我国广大农村现有的配套动力条件，还要适应各地不同的农艺要求。 (2) 提高机具可靠性。 马铃薯收获机械在恶劣的条件下工作，零部件易腐蚀、磨损或断裂，因此在设计时应从结构特性、制造工艺和材料处理等几方面综合分析，改善零件的可靠性，进而提高整机的可靠性。 (3) 多功能联合收获。 黑龙江八一农垦大学毕业设计 6 目前许多机型只有挖掘功能，没有分离清选和输送功能，生产率相对较低，实际收获时的 成本较高。 因此，要通过消化吸收国外先进技术，进一步优化挖掘、分离、清选和输送功能，提高生产率。 同时要提高机具的适应能力，完善根茬、残膜的收集功能，使其真正实现多功能联合作业。 (4) 加强基础性能的研究。 研究土壤性质，可准确确定机具的受力特性，理地选择结构参数；研究马铃薯性状，可减少其破损量，提高分选效率。 深入研究土壤和马铃薯特性有助于优化机器结构，提高其使用性能。 2 机具结构特点、工作原理及性能参数 总体结构 本任务设计的马铃薯挖掘机与 80100马力的 拖拉机配套作业，挂接方式为后悬挂，作业时需 对行。 该机主要由悬挂机架、转动输送筛、挖掘铲及铲架、切土圆盘刀、传动机构、摆动筛等机构组成。 铲架通过螺栓安装在悬挂机架的侧板上，在铲架上安装有挖掘铲。 在机架上焊有 2点悬挂的地方，与拖拉机的悬挂机构相连。 在机架中部安装有传动机构，它由传动箱、一对锥齿轮和传动轴组成。 传动机构通过传动轴与拖拉机的动力输出轴连接，拖拉机的动力传动到转动输送筛和摆动分离筛上，使转动输送筛转动，将挖掘出的马铃薯输送到摆动筛上达到分离效果。 转动输送筛的主动轴的转动作用由链条带动，从而使转动筛达到转动的效果。 传动机构末端上有一偏心轮，偏心 轮使与其相连的连杆一端作回转运动，在连杆另一端带动摆动筛使其摆动，使马铃薯和土壤达到分离的效果 [5]。 主要工作原理 拖拉机通过悬挂机构牵引马铃薯收获机前进，拖拉机的动力输出轴与收获机的机传动机构通过传动轴相连接，在拖拉机启动后，结合动力输出轴使其转动，并通过传动机构传送动力，使 转动输送筛 转动、摆动筛转动摆动；在拖拉机前进过程中，挖掘铲挖出土垡，土垡沿挖掘铲传到转动输送筛上进行初次分离，然后由传动筛输送到摆动分离筛上再次分离，在摆动筛的摆动作用下薯块和泥 土分离，并将薯块成条状铺放在挖掘机的后面，以便捡拾 [6]。 主要性能参数 马铃薯主要性能参数见表 1所示： 表 1 马铃薯主要性能参数 工作宽度 1800 mm 黑龙江八一农垦大学毕业设计 7 作业行数 2 行 作业深度 200 mm 主轴转速 540 r/min1 配套动力（拖拉机） 80100 马力 作业速度 ～ 1 m/s 纯小时生产率 ～ hm2 h1 集薯类型 铺条 理论明薯率 95% 理论挖净率 98% 理论破损率 3% 行距 700 ～ 900 mm 3 主要部件的设计 挖掘部件的设计 挖掘部分的作用是把薯块和土壤一起挖起，并把薯块和土壤输送到分离筛上。 对挖掘部件的要求如下： a 在尽量少挖取土壤的情况下挖净薯块； b 挖掘深度稳定不损伤薯块，并可根据需要进行调整； c 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； d 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。 这种挖掘部件由三角平面多铲、铲架和切土圆盘刀组成。 挖掘铲与铲架通过螺钉连接，铲架固定在机架上。 切土圆盘刀安装高度可调节。 挖掘铲的设计 挖掘铲是挖掘机的主要部件，而挖掘铲的参数的选择是马铃薯挖掘机的设计基础。 设计依据 黑龙江八一农垦大学毕业设计 8 主要依据是薯块的分布宽度、结薯深度和薯块成簇性等生长状况（图 1） , 以及土壤土质和根系 的抓土程度。 按收获农艺相关指标 —— 挖净率、伤薯率、明薯率等 , 对挖掘铲的设计要求是 : a 将所有薯块掘起 , 保证挖净且不铲薯。 b 能流畅地将掘起物送往分离装置。 c 尽早漏土 , 减小挖掘阻力 , 避免机前壅土 ,且减小筛分部件负荷 , 提高整机收获的明薯率。 图 1 马铃薯根系和薯块一般分布状况 固定式三角平面多铲是挖掘机的主要工作部件之一，结构比振动式挖掘铲和主动圆盘挖掘部件结构简单，制造方便，不需要动力传动。 其缺点是容易产生壅土现象。 壅土现象产生的原因： a 土壤板结，有大土块、大石块和杂草缠绕； b 悬挂连接尺寸不正确，挖掘铲工作倾角过大或过小； c 挖掘深度和前进速度超过设计值。 但在土壤条件好的情况下，正确使用挖掘机是可以避免和减少壅土现象发生的。 因此，固定式三角平面多铲在国内外仍得到广泛应用。 [7] 平面铲主要参数的确定 黑龙江八一农垦大学毕业设计 9 三角平面多铲的铲面为平面，且常用在链杆式挖掘机上。 因此，该机采用三角平面多铲，由 11个三角平面铲组成，材料为 65Mn。 固定方式是通过铲柄固定在铲架上，并在各铲之间留有滑草间隙。 挖掘铲主要参数：图 图 3 γ 铲刃斜角 α 铲的倾角 L铲的长度 B铲的宽度 h— 铲后端高度 图 2 挖掘铲 参数 1 图 3 挖掘铲参数 2 受力分析： 铲刃斜角γ为了保证铲刃的自动清理，可由图 4的受力分析确定。 α2γ黑龙江八一农垦大学毕业设计 10 图四 受力分析 图 5 铲尖受力分析 由公式 P0 sin(90176。 −γ ) ＞ F （ 1） 使土壤在铲刃上的滑切能力克服摩擦力 ，土壤与铲刃做相对运动。 公式中 P0 — 作用在铲刃的阻力 (N) F — 土壤对铲刃的摩擦力 (。