小型挖掘機的設計和研究

1、<p>　　雙圓開溝機開溝工作裝置設計</p><p>　　[摘要] 開溝機在國外已廣泛應用，我國除極少數引進國外的連續(xù)式開溝機外，國產幵溝機投入使用的較少。近年來，我國幵溝施工工程的規(guī)模越來越大，如基礎建 設施工幵溝、光纜、電纜、管道鋪設等方面都面臨著巨大的幵溝工作量。特別是 在農業(yè)工程領域，果樹施肥、農田開溝、蔬菜園幵溝，都是用工量很大的作業(yè)， 我國幾乎都用人工完成。果園、農田、蔬菜園等作業(yè)對象體現

2、出地表不平整、有 雜草、樹枝及石塊、地下有樹根等特點，幵溝條件比較惡劣，一般開溝機難以適 應。因此研制適合我國土壤情況的開溝機，對提高開溝的效率、減少人力和物力 資源的浪費、提高勞動生產率有重要意義。</p><p>　　開溝機的開溝裝置是其關鍵部件，而刀片是影響幵溝質量、功耗和振動等的重要因素，因此有必要對開溝裝置及刀片結構進行深入的研究分析。本文以開溝置為研究對象，以功耗低、適應性強和可操作性好為目標，研究了

3、一種適用于 果園、農田、蔬菜園等環(huán)境、滿足農藝要求的雙圓盤開溝機 。論文主要工作包括；</p><p>　　1、系統分析了國內外開溝機的發(fā)展現狀、（在農業(yè)機械等領域的應用和雙圓盤開溝機的現狀基礎上研究，確定了開溝機為雙圓盤開溝機。根據工作環(huán)境、 農藝要求以及動力學分析結果，確定了溝寬、溝深、整機前進速度、生產 率、切土阻力、切削功耗、總功耗、比功、切削厚度等基本參數和整機的總方案。</p><

4、p>　　2、開展了鏈式幵溝機結構設計和試制。該機由掛接機構、傳動機構和開溝裝置等主要部件組成</p><p>　　3、系統幵展了雙圓盤開溝機的運動學與動力學分析，分析確定了影響開溝機刀片的切削阻力和切土功耗的要素，包括該機前進速度、幵溝裝置與水平面之間的夾角、等因素。</p><p>　　[關鍵詞] 雙圓盤開溝機 設計</p><p>　　Ditching

5、 machine ditching DOT Working Device</p><p>　　[Abstract] Ditching machine has been widely used in foreign countries, except a few of the continuous introduction of foreign ditching the machine, made Jian gro

6、ove machine into use less.In recent years, China Jian ditch the increasing scale of construction projects, such as infrastructure construction Jian ditch, cable, cable, plumbing, etc are facing huge Jian ditch effort.Esp

7、ecially in the agricultural engineering field, fruit trees fertilizer, farm ditch, ditch Jian vegetable garden are a gr</p><p>　　[Key words] double disc trencher design</p><p><b>　　目錄&l

8、t;/b></p><p>　　前言…………………………………………………………………………………1</p><p>　　第 一 章 概述……………………………………………………………………2</p><p>　　1.1 課題的意義……………………………………………………………2</p><p>　　1.2 國內外的發(fā)展現狀……………

9、………………………………………3</p><p>　　1.3 課題硏究的基本思路、方法和內容…………………………………4</p><p>　　1.3.1課題的基本思路和方法………………………………………4</p><p>　　1.3.2 課題的研究內容………………………………………………5</p><p>　　第 二 章 雙圓盤開溝機的總體

10、設計……………………………………………6</p><p>　　2.1 開溝器的主要功用…………………………………………………6</p><p>　　2.2 開溝器的技術要求…………………………………………………6</p><p>　　2.3 開溝器類型及特點……………………………………………………7</p><p>　　2.4 開溝器工作阻力

11、與力平衡……………………………………………12</p><p>　　第 三 章 雙圓盤開溝機開溝工作裝置總體設計…………………………13 3.1機械化溝槽開挖技術分類…………………………………………13</p><p>　　3.2 三種技術方案的不足………………………………………………13</p><p>　　3.3 總體方案的確定……………………………………

12、…………………13</p><p>　　3.4 雙圓盤開溝機的基本結構及工作原理……………………………14</p><p>　　3.4.1 圓盤直徑 Dp…………………………………………………15</p><p>　　3.4.2 圓盤夾角γ……………………………………………………15</p><p>　　3.4.3 聚點m的位置…………………

13、………………………………15</p><p>　　3.4.4 開溝寬度b……………………………………………………16</p><p>　　3.4.5 雙圓盤開溝器參數……………………………………………16</p><p>　　3.5 材料的選擇………………………………………………………………16</p><p>　　3.6 熱處理加工工藝選擇

14、……………………………………………………17</p><p>　　3.7 動力性能計算……………………………………………………………17</p><p>　　3.7.1 豐收—180型拖拉機的配套適應性計算………………………17</p><p>　　3.7.2 拖拉機液壓提升能力計算………………………………………20</p><p>　　第

15、四 章 開溝的起落機構………………………………………………………22</p><p>　　4.1 手桿式起落機構………………………………………………………22</p><p>　　4.2 機械自動式起落機構…………………………………………………22</p><p>　　4.3 液壓自動式起落機構…………………………………………………23</p>&l

16、t;p>　　第 五 章 安全保護裝置…………………………………………………………24</p><p>　　5.1故障報警器 ……………………………………………………………24</p><p>　　設計心得……………………………………………………………………………25</p><p>　　致 謝 ……………………………………………………………………………2

17、6</p><p>　　參考文獻……………………………………………………………………………27</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　雙圓盤式開溝器體是各類谷物播種機的通用部件,因舊式開溝器體是鑄造件,造成谷物播種機整機重量大,道路運輸、田間作業(yè)困難.我廠近年一直在懸掛播種機上配置鋼制雙圓盤開溝器,重量輕一種由開溝器柄焊

18、合、護圈鉚合、導種板焊合、圓盤鉚合和防塵蓋組成的雙圓盤開溝器。開溝器柄焊合包括開溝器柄、固定板和帶有左右螺紋的兩根軸，焊合時，兩根軸的軸線分別同軸孔軸線同側夾角為α且對稱配置，同時，兩軸軸線平面與包含軸孔軸線的縱截面夾角為β；圓盤鉚合則由圓盤、密封軸承和軸承座構成。雙圓盤開溝器廣泛用于谷物播種機、中耕作物精密播種機上 ,是一種適應性較好的通用型開溝器。雙圓盤開溝器一種由開溝器柄焊合、護圈鉚合、導種板焊合、圓盤鉚合和防塵蓋組成的雙圓盤開溝

19、器。開溝器柄焊合包括開溝器柄、固定板和帶有左右螺紋的兩根軸，焊合時，兩根軸的軸線分別同軸孔軸線同側夾角為α且對稱配置，同時，兩軸軸線平面與包含軸孔軸線的縱截面夾角為β；圓盤鉚合則由圓盤、密封軸承和軸承座構成。</p><p><b>　　第 1 章 概述</b></p><p><b>　　1.1 課題的意義</b></p>&l

20、t;p>　　開溝機是工程機械的主要機種之一，廣泛應用于農田水利建設、通訊電纜及石油管線的鋪設、市政施工以及軍事工程的建設。幵溝機具有專用性強，設備投資少，可連續(xù)開掘，工作效率商等特點，特別是對于窄而深的溝渠，開溝機的優(yōu)勢更加明顯。開溝機尤其適應于土質較硬、施工場地狹小，人工無法幵挖而挖掘機等土方機械無法作業(yè)的地方。同時開溝機的施工成本低于挖掘機等土方機機械 的施工成本，甚至比人工施工還低而深受廣大施工單位的歡迎。</p>

21、;<p>　　在國外，連續(xù)式幵溝機己經使用的很普遍，地下公用設施施工都用專業(yè)開溝機，。在我國除極少數的單位引進國外的連續(xù)式幵溝機外， 國產幵溝機投入使用的較少。隨著生產建設全面啟動，幵溝施工工程的規(guī)模越來越大，如基礎建設施工開溝、光纜、電纜、管逍鋪設等方面都面臨著巨大的幵溝工作,特別是在農業(yè)工程領域，果樹施肥、農田開溝、蔬菜園開溝，都是很大的作業(yè)，我國幾乎都用人工完成。果園、農田等的地表不平整，有雜草、樹枝及石塊等，地下有

22、樹根，幵溝條件比較惡劣，都要用開溝設備完成，對提高開溝的效率、減少人力和物力資源的浪費、提髙勞動生產率有重要意義。</p><p>　　根據相關農藝要求，所研制的開溝機必須滿足的技術指標為：每小時生產效率不低于80 m / h；幵挖深度大于30 cm、寬度30 cm,，溝寬和溝深可凋；配套柴油機 動力15至30馬力：溝槽必須一次性開挖成型，溝形完整且基本達到人工開挖的效果。</p><p>

23、;　　在我國許多地區(qū)(特別是南方)為排水防澇，許多農作物的種植都有開溝作畦的農藝要求。由于土質及作物的差異，對溝型(溝的截面、形狀和尺寸大小)都有不同的要求、如在土質較粘重的地區(qū)，特別是“水改旱”多采用探窄溝(溝寬一般為12-14厘米)，而在沙質土壤地區(qū)，以及種植棉花、蔬菜、玉米等田地多采用較寬的溝幅(溝寬一般為30-40厘米)。而且為了防止溝壁由于風化作用而倒塌，一般都要求溝形上寬下窄，溝壁有一定坡度。</p><

24、p>　　目前我國農田開小型排水溝，畦作用開溝機大都采用旋耕機改裝而成，其中適合開較寬溝幅的開溝機有上海寶山彭浦農機廠生產的IKS－35蔬菜開溝機，及上海川沙張橋農機廠生產的IK-30A蔬菜開溝機等，這類開溝機的主要缺點是：</p><p>　　(1)、由于受旋耕機總體設計的限制，只能采用單圓垂直銑削方式，因而拋撒土性能不佳(拋得不遠，且撒土不均勻)；</p><p>　　(2)、由于

25、旋耕機的總體設計工作幅度較寬，因此改裝為開溝機就顯得結構很不緊湊，自重和鋼材消耗量大，造價高．</p><p>　　在油田建設中，經常需要開挖井場界溝、管道溝及井場排水溝。從目前狀況看，引進國外的開溝設備不僅成本高，維修也不方便。國內生產的開溝機分為鏵式開溝機和旋轉式開溝機兩種。鏵式開溝機是以鏵式犁體為工作部件的開溝設備，其機體笨重，工作時所需牽引力較大， 履帶式拖拉機牽引一次開溝成型，或一臺牽引開掘兩次。旋轉式

26、開溝機的工作部件為旋轉刀齒，工作時利用拖拉機動力，驅動刀齒旋轉切削土壤開溝，與鏵式開溝機相比，這種開溝機牽引力小，適應性強，作業(yè)質量高，但結構較復雜，生產率低。目前國內未見有生產與輪式拖拉機配套的的旋轉式開溝機。為此我們設計了雙圓盤旋轉式開溝機，與大中功率輪式拖拉機配套使用，具有機動性好、質量輕、開溝尺寸大、溝型規(guī)范、拋土均勻等優(yōu)點，滿足了井場界溝開挖作業(yè)要求，同時可用于其它場所的地面開溝作業(yè)，是一種較為理想的地面工程開溝設備。<

27、/p><p>　　雙圓盤開溝機的經濟效益顯著開溝質量好 ，開出的溝，可窄到10公分，深達1.5米以上，且溝直、壁陡，人工和挖掘機無法開出這樣的溝；　質量好，壽命長 。切削刀片和鏈條采用特殊材料與工藝制造，使用壽命長；較人工和挖掘機有更高的作業(yè)效率（是挖掘機的3-5倍）和經濟 效益，特別在挖窄深溝的情況（埋管或埋電纜）下，該機的作業(yè)效果就更顯突出?！　　　?</p><p>　　整機結構簡單，操

28、作方便，維護容易。若配套的拖拉機沒有超低速檔（爬行檔），可對其進行改造，加裝超低速裝置。 </p><p>　　1.2 國內外的發(fā)展現狀</p><p>　　從幵溝的機理上可以把開溝分為兩種：即犁式幵溝和旋轉幵溝。前者的工作部件不旋轉，直接由動力牽引，幵溝速度快、效率商，但一般深度較小，土壤硬 度不能太大，否則溝形難以保證；后者工作部件旋轉，稱為銑削式開溝，溝形規(guī) 整、適合各種上壤，但效率

29、較低（査長流，2002^國內外幵溝機主要有以下幾種: 犁式幵溝機、割盤式幵溝機、雙圓盤式幵溝機、回轉鏈式開溝機以及立式蜾旋式 幵溝機，按功率和幵溝大小又可分為自走式和手扶式等，種類較多。國外幵溝機的發(fā)展己有近五十年的歷史，以美國、原蘇聯、英國、法國、瑞 士等國家發(fā)展較快。國外廠商根據用戶的不同需求，可在幵溝機上配備多種工作 裝置，如推土板，鑿孔器，鋪纜器等。據統計，89年北美開溝機銷1：達8600臺， 90年美國幵溝機保有毋達到5770

30、0臺，國外開溝機用途廣、市場大(章崇任,2001), 且投入生產的開溝機多為回轉鏈式的，如圖1圖2所示。</p><p>　　圖1 手扶式開溝機 圖2 鏈式開溝機</p><p>　　我國七十年代屮期由天津工程機械硏究所和長春工程機械廠合作，硏制出我國首臺輪斗式開溝機。八十年代中期.三、四個廠家曾分別幵發(fā)了幾種開溝機械, 但山丁經濟性和技術性等原因，

31、未能使幵溝機在國內全面推廣。直到二十世紀末, 天津工程機械硏究所開始新一輪幵溝機的研制，主要研制的是輪式開溝機和挖涂 機，研制出(3(260幵溝機和軍用挖淥機兩種開溝機械?，F代農裝湖州聯合收割機有限公司引進芙國朽卯公司技術生產了 2440多功能田園機，采用回轉鏈式的結構， 通過在其上裝配幵溝裝置實現田閌的幵溝，但是該機成本較高。</p><p>　　國內外研制的幵溝機多采用回轉鏈式的結構，鏈式丌溝機是一種連續(xù)開溝

32、設備，結構簡單，溝寬和溝深易于調節(jié)，因此應用廣泛。鏈式幵溝機的幵溝刀片有多種形式，有用于巖石及高硬度土壤挖掘的子彈頭式、用于堅實 度髙的土壤及凍土的扁平狀刀具、用于北方凍土挖掘的形似刨刀的硬質合金刀具及用于普通硬度上壤的杯形刀片。</p><p>　　1.3 課題硏究的基本思路、方法和內容</p><p>　　1.3.1課題的基本思路和方法</p><p>　　從理

33、論角度，以所研制的開溝機為對象，研究其工作機理，以動力學理論為基礎分析各種參數對鏈式開溝機工作性能的影響，研究刀片切土 的動態(tài)過程，深入分析刀片-土壤工作機理。</p><p>　　1.3.2 課題的研究內容</p><p>　　1.雙圓盤開溝機總體參數的確定及主要工作部件設計.根據工作環(huán)境和農藝要求，初定溝寬、溝深、整機前進速度、鏈速、生產率等，通過運動學和動力學分析，獲得幵溝機的切土阻

34、力、切削功耗、總功耗、比功、切削厚度等參數，進行幵溝機主要部件掛接機構、傳動機構和開溝裝置等的結構設計，完成整機的生產試制和土槽及田間功能性試驗。</p><p>　　2.雙圓盤開溝機的工作機理研究。系統幵展了幵溝機的運動學與動力學分析，分析確定了影響幵溝機刀片的切削阻力和切土功耗的要素，包括該機前進速度、幵溝裝置與水平面之間的夾角、刀片結構形 式等因素。</p><p>　　開溝機是實現

35、農田基本建設的主要工具之一,用于開掘排灌渠道和帶狀造林溝。旋轉開溝機是60年代出現的一種連續(xù)挖土機械,適宜開挖梯形截面的農用溝渠。由于它牽引阻力小,能均勻散開溝內土壤,工作效率高,因而得到迅速發(fā)展和廣泛應用。前蘇聯、意大利、法國和德國等國家都有。</p><p>　　上世紀80年代,國內研制出比較有代表性的大型圓盤開溝機、小型圓盤開溝機、鏈條開溝機、螺旋開溝機及拋土開溝犁等機型,并批量生產.其中,生產使用較多的為

36、前置式小型圓盤開溝機.但是這些開溝機存在功耗大、拋土不勻,在泥濘田地無法使用的問題,為此提出一種小型開溝機刀盤的新設計方案,并進行理論分析。</p><p>　　第 2 章 雙圓盤開溝機的總體設計</p><p>　　2.1 開溝器的主要功用</p><p>　　在播種機工作時，開出種溝，引導種子和肥料進入種溝，并使?jié)裢粮采w種溝。</p><p

37、>　　2.2 開溝器的技術要求</p><p>　　1. 溝深一致，溝形整齊；</p><p><b>　　2. 不亂土層；</b></p><p>　　3. 種子在溝內分布均勻；</p><p>　　4. 有一定的覆土能力；</p><p>　　5. 入土能力強，不纏草、不堵塞；</

38、p><p>　　6. 結構簡單，工作阻力小。</p><p>　　2.3 開溝器類型及特點</p><p>　　根據開溝器的入土角不同可分為銳角和鈍角二種。</p><p>　　開溝器入土角 a.鈍角式 b.銳角式</p><p>　　各種谷物播種機用開溝器結構</p><p>　　各種

39、精密播種機用開溝器結構</p><p>　　鋤鏟式開溝器為銳角型開溝器，工作時土壤在鏟前突起，兩側土壤受擠壓而分開，開溝器離開后土壤回落而覆蓋種子。</p><p>　　特點：結構簡單、入土能力強、工作阻力小，a = 3 ~ 6cm，R= 30 ~ 65N /個，但易粘土和纏草，干濕土混雜，高速作業(yè)時播深不穩(wěn)。</p><p>　　雙圓盤開溝器是鈍角型開溝器，由二個

40、回轉的平面圓盤組成，在前下方相交于一點，工作時靠重力和彈簧附加力入土，圓盤滾動切割土壤并向二邊擠壓，形成V形種溝。工作平穩(wěn)、溝形整齊、不亂土層、斷草能力強。但結構復雜、尺寸較大，工作阻力大。a=4~8cm，R=80~160N/個。</p><p><b>　　雙圓盤開溝器</b></p><p>　　a.普通雙圓盤開溝器 b.窄行雙圓盤開溝器</p>

41、<p>　　1.圓盤 2.導種板 3.導種管 4.開溝器體 5.拉桿</p><p>　　雙園盤開溝器具有整齊的溝形，有利于提高播種深度穩(wěn)定性，常用于精密播種。</p><p>　　芯鏵式開溝器是銳角型開溝器，工作時先由芯鏵入土開溝，兩個側板向兩側分土形成種溝。開溝寬度大、入土性能好，但工作阻力大。a=6~12cm，R=200~800N/個。 </p>&l

42、t;p>　　滑刀式開溝器是鈍角型開溝器，工作時滑刀在豎直方向切入土壤，刀后側板向兩側擠壓土壤形成種溝。特點是靠重力入土，溝深穩(wěn)定、溝形整齊、不亂土層，斷草能力強、工作阻力大。a＝5~10cm，R=200~400N/個。</p><p>　　1.拉桿 2.開溝器體 3.調節(jié)齒座 </p><p>　　4.側板 5.底托 6.推土板 7.限深板 8.滑刀</p><

43、p>　　2.4 開溝器工作阻力與力平衡</p><p>　　開溝器的工作阻力受多種因素的影響，如開溝器形式、結構參數、開溝深度、土壤特性及播種機作業(yè)速度等。</p><p><b>　　單個開溝器工作阻力</b></p><p>　　開溝器的受力平衡情況影響其人上性能從工作穩(wěn)定性。G為重力，P為牽引力，R為土壤阻力(包括溝底對開溝器的垂直

44、支承力及其所產少的摩擦力)。按照土壤工作部件牽引平衡理論，當牽引線仰度α較大時，工作部件前部對溝底的壓力較小，故入土較淺；反之，則入土較深。由此，可以得知：改變開溝牽引點O的位置可以改變其入土士深度。O點位置較低或較為靠前時，重力G與阻力R的合力S與牽引力P構成使開溝器向下入土的力矩，于是，開溝器入土深度增大；反之，則深度減小。當合力S與牽引力P作用在一直線上處于平衡狀態(tài)時，則開溝器深度不變，工作穩(wěn)定。</p><p

45、>　　第 3 章 雙圓盤開溝機開溝工作裝置總體設計</p><p>　　3.1機械化溝槽開挖技術分類</p><p>　　現有機械化溝槽開挖技術基本分為三種：</p><p>　　一是用小型挖掘機開挖； 　　</p><p>　　二是在大型拖拉機上安裝并拖動小鏈條作業(yè)； 　　</p><p>　　三是圓盤式開溝

46、機。 </p><p>　　3.2 三種技術方案的不足</p><p>　　所述現有三種技術方案均存在不足：用小型挖掘機開挖下水道、溝壑、水渠等大型工程，效率高質量好；但開挖預埋管道、電（光）纜用窄深溝，則大材小用，高炮射蠅；在大型拖拉機上安裝并拖動小鏈條進行挖溝作業(yè)，由于拖拉機輸出轉速較高，與鏈條的低轉速高扭矩不匹配，極易造成鏈條斷裂，且效率偏低。圓盤式開溝機是將發(fā)動機的轉動傳遞到安裝有

47、刀具的直徑較大的圓盤上，通過圓盤的轉動實現挖掘。該圓盤裝置結構是由柴油機驅動一系列帶、鏈條、鏈輪、渦輪減速機等減速來實現低轉速、大扭矩，從而帶動轉盤旋轉開挖，整機裝配成本高，結構復雜，零部件更換頻繁，效率低下，僅適合開挖路邊等小量工程為宜。 </p><p>　　3.3 總體方案的確定</p><p>　　鏈式開溝機工作原理：鏈式開溝機主要由傳動皮帶輪、傳動軸、變速齒輪箱、刀軸和機架構成。

48、開溝機主要是與拖拉機配套使用，并由拖拉機動力驅動工作來實現開溝。應用范圍廣泛，結構簡單、造價低廉、使用拆裝方便，開溝質量好、效率高并具有開溝、碎伐、均勻排土一次完成的特點，適宜棉、麥、油菜等旱地田間開挖排水溝用。 </p><p>　　工作原理：鏈式開溝機主要由傳動皮帶輪、傳動軸、變速齒輪箱、刀軸和機架構成。開溝機主要是與拖拉機配套使用，并由拖拉機動力驅動工作來實現開溝。&

49、lt;/p><p>　　應用范圍廣泛，結構簡單、造價低廉、使用拆裝方便，開溝質量好、效率高并具有開溝、碎伐、均勻排土一次完成的特點，適宜棉、麥、油菜等旱地田間開挖排水溝用。 </p><p>　　一種小型鏈式挖溝機，它包括有一固定在機架上的發(fā)動機，該發(fā)動機的輸出軸上通過皮帶輪傳動機構或鏈輪傳動機構分別與一中間軸和一液壓泵相連；所述的中間軸通過一鏈輪傳動機構或皮帶輪傳動機構與一鏈刀主軸相連，該鏈

50、刀主軸上通過鏈刀主鏈輪相連著開挖用的鏈刀機構；所述液壓泵的壓力油出口經多路閥分兩路分別連通于液壓油缸和驅動橋上的液壓馬達，液壓油缸上的伸縮杠桿機構與鏈刀機構相連；所述的發(fā)動機輸出軸上通過皮帶輪傳動機構分別與一中間軸和一液壓泵相連，所述的中間軸通過一鏈輪傳動機構與一鏈刀主軸相連；所述的發(fā)動機輸出軸與中間軸相聯的皮帶輪傳動機構上加裝有由手把、拉鎖裝置和張緊輪構成的離合機構，張緊輪靠近設置在皮帶邊上，并通過拉索裝置與手把相連；它具有結構緊湊，

51、體積小，重量輕，方便運輸；成本低，可靠性好的特點。</p><p>　　輪盤式開溝機工作原理，以旋轉的銑拋盤為主要工作部件開筑排灌溝渠的農田建設機械。按結構型式有雙圓盤式和單圓盤式兩種；按作業(yè)的方式則可分低速一次成溝和高速多次成溝兩種類型。 </p><p>　　作業(yè)要求：雙圓盤式與單圓盤式區(qū)別：雙圓盤式旋轉開溝機有左右兩個對稱配置的銑拋盤。作業(yè)時，兩盤同時銑切和拋置溝渠兩側的土壤。單圓盤

52、式旋轉開溝機只有一個銑拋盤，用以銑切溝渠一側的土壤，另一側傾斜安裝一把直切土刀，用以切出溝壁；切下的土壤落到銑拋盤上，同被銑拋盤切下的土壤一起拋出溝外，其結構較雙圓盤式簡單，但牽引阻力較大。 </p><p>　　工作應用：旋轉開溝機所需牽引功率很小，因此可用較小功率的拖拉機開筑較深和較大斷面的溝渠，且溝形整齊，拋出的土能均勻地撒在溝的兩測，無需修整。但機器結構較復雜,同鏵式開溝機相比生產率較低,單位土方的能耗較

53、大。銑切和拋置1立方米土壤約需0.15～0.45千瓦／小時。與旋轉開溝機配套的拖拉機需有超低速檔。</p><p>　　3.4 雙圓盤開溝機的基本結構及工作原理</p><p>　　雙圓盤開溝器主要是由開溝器體、圓盤、圓盤轂、開溝器軸、防塵蓋和導種管組成。雙圓盤開溝器是由兩個傾斜旋轉的平面圓盤組成的，兩圓盤的交點聚在前方，入土角為鈍角，但由于兩圓盤與土壤呈線接觸，因此有較大的壓應力，入土容

54、易。兩圓盤傾斜的靠在一起，交點位于前下方，兩圓盤的夾角越大，開出的溝越寬，但工作阻力增大，且溝中凸起增高，溝不平。雙圓盤開溝靠重量和彈簧壓力入土，改變彈簧壓力可調整開溝深度。</p><p>　　工作時，圓盤滾動切開土壤，并將土壤推向兩側，溝底呈W形。雙圓盤開溝器由于自身重量大，一般開溝較深，需要開淺溝時可以添加限深器。圓盤開溝器開溝時不攪亂土層，能使種子均勻落于濕土之上并用濕土覆蓋。圓盤滾動，能切斷雜草和作物殘

55、根，不易掛草喝塞土堵塞，適應性強，工作可靠，并能進行告訴作業(yè)所以目前在機引播種機上廣泛采用，這種開溝器的缺點是結構復雜，重量大，價格高，檢查，調整和保養(yǎng)都比較麻煩。</p><p>　　3.4.1 圓盤直徑 Dp</p><p>　　盤直徑常用范圍為300——380mm。圓盤直徑太小，易發(fā)生轉動不靈和擁土，增加阻力和工作質量惡化等現象</p><p>　　3.4.2

56、 圓盤夾角γ</p><p>　　圓盤夾角小，開出的溝寬小工作阻力小。但γ角過小，是雙圓盤之間的空間無法容納輸種管。常用的γ角為 9°-16°。</p><p>　　3.4.3 聚點m的位置</p><p>　　聚點m的位置主要取決于開溝寬度。據點位置越高，開出夠寬越大，種溝中的尖越高，聚點位置越低，開出夠寬越小，但會使土壤從聚點上面進入雙圓盤之

57、間，造成圓盤夾土和堵塞，而且會使軸承磨損加快。如果用β表示聚點的高度，應等于最大開溝深度為宜，又由于輸種管的直徑一般在20-40mm之間，一般β=55°-75°。</p><p>　　3.4.4 開溝寬度b</p><p>　　開溝寬度決定于夾角γ的大小和聚點的高度，可按下式計算：</p><p>　　b = Dp(1-cosβ)sin(γ/2)

58、</p><p>　　雙圓盤開溝器開出的溝底有一凸尖。當γ角越大，m點越高時，凸尖就越大，溝底明顯的分成兩行。因此，將γ角增大到23°，m點提高，是一個開溝器內播成兩行，兩行間距為65-75mm。</p><p>　　3.4.5 雙圓盤開溝器參數</p><p>　　圓盤直徑Dp為350mm，圓盤夾角為11°，聚點的位置β為65開溝寬度為 &

59、lt;/p><p>　　b = Dp(1-cosβ)sin(γ/2)</p><p>　　=350（1-cos65）sin(10/25)</p><p><b>　　=18mm</b></p><p><b>　　3.5 材料的選擇</b></p><p>　　用于農業(yè)機械上的田

60、間作業(yè)部件工作條件比較惡劣，常在潮濕或帶腐蝕性的環(huán)境中服役，經常與土壤中砂石或農作物中的磨料發(fā)生摩擦，同時還受到振動與沖擊。因此零件除需要足夠的強度、剛度和韌性外，還應具備很高的耐磨性和較好的耐蝕性。所以選擇合適的材料對提高圓盤的性能具有至關重要的作用。通過對國內和國外相關行業(yè)的分析了解，國內目前主要采用的還是傳統的　　　65Ｍｎ鋼材料而國外除了奧拉利亞圓盤采用此材料外，John deere460圓盤和spanJD圓盤均采用的事特殊材質

61、鋼材料，所以應該突破傳統的選材規(guī)則也采用特殊材質鋼材料來進行圓盤的生產加工，然后進行合適的熱處理加工工藝，最后再對所制圓盤進行相關性能的測試，實驗總結其性能是否有所提高。</p><p>　　3.6 熱處理加工工藝選擇</p><p>　　在選擇制定了合適的材料方案后，想進一步地改善此種材料生產出的產品性能時，就要根據所需要達到的性能要求來定制合適的熱處理加工工藝路線，使生產出的圓盤產品能

62、夠盡量達到所要求的性能。結合圓盤的田間丄作條件要求，就需要具有一定的硬度</p><p>　　和剛性，這樣一方面可以提高其切茬性能，另一方面也可以防止其在碰到較硬物質時發(fā)生 崩裂、卷刃等失效情況；冋時，一定程度上也可以 人人提高其游命。所以，要結合這兩個性能要求定 制合適的熱處理工藝路線。 </p><p>　　從進口John deere460160盤的金相顯微組織可以看出其為馬氏體組織，

63、由于馬氏體組織具冇 較髙的硬度，碳質量分數越高其硬度越高，但高碳 馬氏體由于過飽和度人，內應力高和存在李晶結構， 所以硬而脆，塑性、靭性極差。伹是巾低碳馬氏體， 由于過飽和度小，內應力低和存在位錯亞結構，則 不僅強度高，而且塑性、韌性也較好.。</p><p>　　通過對進口deere盤的分析，其除了表面存在 較薄一層脫碳層硬度稍微低以外，整體硬度比較均勻在HRC50左右，所以對圓盤進行整體熱處理加工， 而不是只

64、是針對工作部位進行局部熱處理,這樣就 從整體提髙了圓盤的性能而不足僅僅只有局部性能的提髙。</p><p>　　所以，在除了圓盤本身的優(yōu)化設計參數外，選擇合適的材料和熱處理加工工藝足提高我國自主生 產圓盤性能的重要途徑。為此，故選擇特殊材質鋼材料，同時制定合適的熱處理工藝路線使擾金相組織轉變成馬氏體組織，這足圓盎幵溝器國產化的一 條重要途徑。</p><p>　　3.7 動力性能計算<

65、;/p><p>　　3.7.1 豐收—180型拖拉機的配套適應性計算</p><p>　　動力的配套適應性應符合拖拉機的額定功率大于機具在作業(yè)中所消耗的功率這一原則,因此計算應按以下兩步進行。</p><p>　?、?機具在作業(yè)中要消耗的功率P1</p><p>　　作業(yè)中機具消耗的功率主要由圓盤刀切入土層及切斷秸稈消耗的功率P刀和開溝器在受牽引

66、破土中消耗的功率P刀兩部分組成，驅動排種器和排肥器的功率較小，幾乎不予考慮。</p><p>　　a. 圓盤刀組消耗的功率P刀</p><p>　　借助圓盤式切碎器設計資料所提供的數據，每個圓盤刀切割的阻力Ni為：</p><p>　　Ni=q×s(kgf)</p><p>　　式中：q—比阻，即單位刃口長度上的切割阻力（kg/cm

67、）,可取值為0.6kg/cm.</p><p>　　S—參加切割的圓盤刃口長度（cm）</p><p>　　對于本機：在圓盤入土8cm，盤直徑為￠400mm的情況下，可計算出參與切割的刃口長度S =37.7cm</p><p><b>　　代入有關數值，可得</b></p><p>　　Ni=0.6×37.7=

68、22.6（kgf）</p><p>　　∵ 刀軸共安裝6只圓盤</p><p>　　∴圓盤刀組上所受總的切割阻力N為</p><p>　　i=22.6×6=135.6（kgf）</p><p>　　再根據功率求解公式：</p><p>　　P=Nv=Nrv=Pr</p><p>　　式

69、中： υ---圓盤邊沿線速度(m/s)</p><p>　　r---圓盤半徑為r=200mm</p><p>　　ω---圓盤回轉角速度（弧度/ 秒）</p><p>　　n --- 圓盤轉速，這里為287.7r/min</p><p>　　并代入具體值，則可求得</p><p>　　P刀=135.6

70、15;0.2×287.7×3.14/30=900.3≈12.0（ps）</p><p>　　b. 開溝器消耗的功率P開：</p><p>　　開溝器克服土壤阻力所消耗的功率P按下式計算：</p><p><b>　　P=</b></p><p>　　υ行-機具行進速度(m/s),可按拖拉機一般正常作業(yè)

71、速度（Ⅱ檔）1.4m/s計。</p><p>　　∵各開溝器所受工作阻力為</p><p><b>　　=kah</b></p><p>　　式中： k—土壤比阻，對未耕但經過圓盤劃切的土壤地，取k=0.4kg/cm</p><p>　　a-開溝器迎土面寬度（cm）,設計值為5cm</p><p>

72、;　　h—開溝器入土深度（cm）,按要求h為10cm</p><p><b>　　代入各有關值，則</b></p><p>　　Fi=0.4×5×10=20(kg/f)</p><p>　　∴開溝器工作耗功P為</p><p><b>　　P==</b></p>&

73、lt;p>　　c.機具在作業(yè)中實際消耗的功率P為：</p><p>　　P= P+ P=12.0＋2.23=14.23(ps)</p><p>　　⑵ 相應于作業(yè)功率，拖拉機發(fā)動機應具有的功率P：</p><p>　　拖拉機發(fā)動機的額定功率應較作業(yè)消耗功率大一些，有所貯備，另外再考慮到動力傳輸的機械效率，因此發(fā)動機應具有的功率P發(fā)為：</p>&

74、lt;p><b>　　P=α </b></p><p>　　式中：α—發(fā)動機貯備系數應在1.05～1..1之間，現可按1.06計算</p><p>　　μ—發(fā)動機滾動阻力系數，對未耕地可取0.1～0.15，這里取0.12</p><p>　　η—機組總的機械效率，現在按0.9計</p><p>　　將各有關值代入公

75、式，則：</p><p><b>　　P==17.7</b></p><p><b>　?、?結論</b></p><p>　　計算結果表明18ps的豐收——180型拖拉機與本機具配合使用，動力恰當，滿足要求。</p><p>　　3.7.2 拖拉機液壓提升能力計算</p><p

76、>　?、?液壓提升臂具有的額定提升力：</p><p>　　在滿足輪式拖拉機操作要求的“懸掛農具后，前輪對地面的壓力不得小于拖拉機自重20%”的前提下，下懸掛臂端所具有的額定提升力可按下式計算</p><p><b>　　F</b></p><p>　　式中：F—提升臂額定提升力(kgf)</p><p>　　G—

77、拖拉機最小使用重量(kg)，豐收-180拖拉 機為1150kg</p><p>　　—拖拉機重心到后驅動輪軸心的水平距離（mm），豐收-180型拖拉機為685mm</p><p>　　L—拖拉機前后輪距離(mm)，豐收-180型拖拉機為1500mm </p><p>

78、;　　—無量綱系數，旱地用拖拉機取為0.08</p><p>　　—運輸狀態(tài)下懸掛桿外端至拖拉機驅動輪軸心的水平 距離(mm),經測定本機l2=618mm,</p><p>　　代入有關數值后，得F為： </p><p><b>　　F=</b></p><p>　　=1161(kgf)</p><p

79、>　　相對于下懸掛端的額定提升力F，液壓提升力F在鉛錘方向分力F</p><p><b>　　計算可得出為：</b></p><p>　　F ==≈2403(kg)</p><p>　?、?機具處于運輸狀態(tài)，實際需要的液壓提升力F大小</p><p><b>　　cos30°=G</b&g

80、t;</p><p>　　代入有關數值即得F為</p><p><b>　　F=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　=1280（kgf）</p><p>　　⑶ 由①、②兩部分計算結果的對比分析可知：液壓提升臂的額定提升力遠大于使機具提升至運

81、輸狀態(tài)所需要的提升力，故豐收-180型拖拉機懸掛2MBF-6型小麥免耕播種機提升能力完全可以得到保證。</p><p>　　第 4 章 開溝的起落機構</p><p>　　播種機運輸時，必須將開溝器提起，工作時，徐下落至工作狀態(tài)。因此需要設置開溝器的起落機構。對開溝器起落機構有如下要求：</p><p>　　(1)在運輸位置時，開溝器升起的位置應超過地輪支持面12

82、0mm以上。</p><p>　　(2)開溝器最大下降深度應根據最大播深、地輪下陷深度和適應地形的能力確定。一般應低于地輪支持面120—150mm。</p><p>　　(3)在工作狀態(tài)時，前后列開溝器應在同一水平面。工作中，因后列開溝器將增加前列開溝器的蓋土深度，前列開溝器入土深度可小于后列10—30mm。</p><p>　　(4)起落機構必須靈活，工作可靠，調

83、節(jié)播深準確方便。</p><p>　　(5)開溝器起落機構有手桿式、機械自動式和液壓自動式三種形式。</p><p>　　(6)設計開溝器起落機構時，必須要考慮開溝器從工作位置換到運輸位置時，應使排種器傳動機構在開溝器提升前脫開。當開溝器回到工作位置時，排種器傳動必須嚙合。</p><p>　　4.1 手桿式起落機構</p><p>　　手桿

84、式起落機構常用于畜力播種機上。手桿端與方軸聯接，桿測嵌入弧齒板凹槽內定位。升降臂一端固定在方軸上，另一端通過提升鏈與開溝器聯接。拉動手桿向后回轉，方軸及升降臂隨之轉動，通過提升鏈將開溝器提起。</p><p>　　提升開溝器需作用在手桿上的力以不超過200N為宜。手桿長度一般為800—1000mm。</p><p>　　4.2 機械自動式起落機構 </p><p>

85、　　主要用于牽引式機力播種機上。起落機構為四連桿機構，利用機器前進時，地輪通過自動器的作用，使開溝器自動升起和下落。</p><p>　　將操縱手柄向后拉動，使?jié)L輪離開自動器（由主動圓盤、被動圓盤、拉力彈簧、和滾輪組成）的被動圓盤的圓槽。此時，被動圓盤內的滾輪受盤內彈簧拉力的作用，進入主動圓盤巢臼內，使自動器兩圓盤結合。曲柄與地輪軸相連接，曲柄通過連桿與叉桿相連，當其旋轉時便帶動方軸轉動一角度，使開溝器升降臂提升

86、開溝器，由工作位置變?yōu)檫\輸位置。當曲柄轉到上死點的位置時，滾輪拉力彈簧作用而進入被動圓盤的第二圓槽內，使自動器的兩圓盤分離。分離后，地軸雖繼續(xù)旋轉，被動圓盤和曲柄都保持不動。同樣，當再次拉動手柄，使?jié)L輪再次離開被動圓盤的槽輪，則開溝器便下落，由運輸位置變?yōu)楣ぷ魑恢谩?lt;/p><p>　　開溝深度由手盤來調節(jié)。擰緊收盤，縮短曲柄連桿，使方軸向下轉動，升降臂隨之向下轉動，致使開溝器入土加深。反之，松退手盤，開溝深度變

87、淺。</p><p>　　設計機械自動式起落機構的各桿長度和位置時，可用圖解法。必須使前列和后列開溝器的升降臂長度相同，并在同一平面內。</p><p>　　4.3 液壓自動式起落機構</p><p>　　現代大型牽引式播種機都采用雙作用液壓缸操縱開溝器的起落機構。</p><p>　　液壓油缸進油時柱塞外推，通過連桿和中間軸使升降方軸轉動，

88、由升降臂提升開溝器。反之，柱塞回程，開溝器下降，并給以一定壓力使開溝器易于入土。此外，可通過液壓缸上定位套的調節(jié)，改變柱塞回程來控制開溝器的入土深度。有的播種機上，直接由液壓缸柱塞推動升降方軸旋轉，使開溝器升降。</p><p>　　第 5章 安全保護裝置</p><p><b>　　5.1故障報警器</b></p><p>　　主要是響鈴式

89、排種故障報警器。</p><p>　　原理：正常工作時，動力經方軸通過離合器傳動排種器排種輪轉動；當其受阻卡住不轉時，塑料銷釘被剪斷；離合器被動套不轉，裝于主動套上的彈片仍隨其繼續(xù)轉動，當彈片越過被動套凸耳擋片時，彈片振動，彈片上的錘將鈴不斷敲響。</p><p><b>　　故障報警器</b></p><p>　　1-鈴罩 2-彈片 3- 擊

90、錘 4-離合器主動套 5-方軸</p><p>　　6-塑料銷釘 7-傳動板 8-離合器被動套 A-凸耳擋片</p><p><b>　　設計心得</b></p><p>　　畢業(yè)設計是高等學校本科教學計劃中非常重要的組成部分，是對學生在大學期間所學的專業(yè)基礎知識、研究能力、自學能力、創(chuàng)新能力及其他綜合能力的檢驗，是教學計劃中最后一個綜合性實

91、踐教學環(huán)節(jié)，也是高校開展綜合素質教育和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要途徑。鞏固和加強學生對多元學科理論、基礎知識與技能的綜合應用能力的訓練，培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力和科學研究能力，培養(yǎng)其嚴謹、求實的治學態(tài)度和刻苦鉆研、勇于探索的精神。</p><p>　　通過對本畢業(yè)設計的完成，我覺得有以下收獲：</p><p>　　1．系統地了解了做畢業(yè)設計和論文撰寫的具體步驟，從構思到動手，由抽象到具體，無不需

92、要按部就班，反復修改，條理清楚，思路清晰，循序漸進；</p><p>　　2．明確了撰寫論文的具體內容，中英文摘要、關鍵字、正文、參考文獻，同時也清楚了發(fā)表論文應具有的格式；</p><p>　　3．由于是做設計，從而使自己在很多問題上得到了獨立思考的機會，不再是以前的那樣去理解老師的思想，而是站在自己的立場上考慮該如何把自己事情講述的清楚；</p><p>　　4

93、．在制圖的過程中，對已學制圖規(guī)則和標準知識進行了復習和鞏固；</p><p>　　5. 通過該畢業(yè)設計，使自己對機械繪圖有了更廣、更深的理解，比如說對焊接技術在繪圖中的表達等；</p><p>　　6. 經過這幾個月的獨立學習和思考，使自己在許多方面都有了不小收獲，更加地豐富了自己的知識，最主要的是自己學會了如何單獨思考、處世，關鍵是掌握了怎樣學習的方法。</p><p

94、><b>　　致 謝</b></p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　毛鵬軍.耕播機械有問必答.北京：電子工業(yè)出版社，2008</p><p>　　尚書旗.農業(yè)機械應用技術.北京：高等教育出版社，2002</p><p>　　張傳忠，艾光富.kx-40雙圓盤旋轉開

95、溝機的設計,拖拉機與農用車運輸.2002，5:36—38</p><p>　　濮良貴，紀名剛.機械設計. 北京:高等教育出版社，2009</p><p>　　李丕章，王松原.斗輪挖掘機.天津：天津科擇翻譯出版社，1992</p><p>　　胡中.《農業(yè)機械設計手冊》.機械工業(yè)出版社</p><p>　　大連理工大學工程畫教研室.機械制圖.北

96、京：高等教育出版社，2007</p><p>　　寇尊權，王多.機械設計課程設計.北京：機械工業(yè)出版社，2008</p><p>　　馮辛安.機械制造裝備設計.北京：機械工業(yè)出版社，2008</p><p>　　鄒青.機械制造技術基礎課程設計指導教程.北京：機械工業(yè)出版社</p><p>　　http://wenku.baidu.com/vi

97、ew/b0e52913cc7931b765ce159b.html</p><p>　　http://www.docin.com/p-8105232.html</p><p>　　http://www.docin.com/p-34601836.html</p><p>　　Mac Cord, C. W., 1889, Kinematics, Wiley, New Yo