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1ZG―320型水田筑埂机的策画与查究

  1ZG―320型水田筑埂机的设计与研究_能源/化工_工程科技_专业资料。1ZG

  1ZG―320 型水田筑埂机的设计与研究 摘要设计了一种水田筑埂机,对其结构和工作机理进行 介绍。筑埂机采用犁铧刮土板和旋耕刀进行取土和筑埂轮进 行筑埂。说明了机器的工作状态、主要技术指标。该机各项 指标均达到了农艺技术指标的要求,解决人工筑埂劳动强度 大的问题,筑埂效果良好。 关键词筑埂机结构设计水田机械 0 引言 水稻是我国重要的粮食作物, 2014 年我国稻谷播种面积 为 3031 万 hm2,与上年持平;稻谷单产 681.07 kg/hm2,比 上年增加 93.7 kg/hm2, 总产量为 1.72 亿 t, 比上年增加 281.5 万 t。水稻为我国粮食安全做出了巨大贡献。我国的水稻种 植面积非常大,需要对大量的土地进行灌溉和修筑田埂。水 田淹灌是将灌溉田地划为田格,在田格周围修筑田埂,灌水 后保持一定厚度的水层自上而下浸润土壤。修筑优质的田埂 是完成水田淹灌的关键步骤,田埂坚固结实,不仅能保证水 稻对水分的需求,还可以节约大量灌溉用水,减少水资源的 消耗,节约生产成本。水田筑埂属于水稻生产过程的整地环 节,也是水稻生产全程机械化的重要环节。目前,在我国水 稻生产过程中,修筑田埂一直采用的是人工筑埂的传统作业 方式,劳动强度非常大,作业效率非常低,修筑出来的田埂 不够坚固,均匀性和一致性也比较差,并且需要人工反复修 筑。 解决人工筑埂存在的诸多问题,使用水田筑埂机修筑田 埂是最好的方法。目前,我们国家很多企业都在研究制造水 田筑埂机,很多种机型已经被大规模的使用。但是大多数机 型只能进行单边修埂作业, 效率较低, 容易引起田埂的渗水、 塌陷。适合小面积地块和山区作业的比较多,而用于大面积 平原作业的大型水田筑埂机却很少。因此,本文以我国东北 地区黑龙江省的土壤条件为设计基础,作为确定水田筑埂机 主要参数的依据,设计了一种适合东北地区作业的筑埂机具。 使用这种机具可以进行大面积平原作业,修筑优质的田埂, 建造高质量水田。可以解决人工筑埂存在大量的问题。该机 可以与 50~100 kW 轮式拖拉机直接挂接,进行牵引作业, 运输十分方便,作业操作简单,工作效率高,筑埂质量好, 节约水稻生产的成本,增加效益,并对我省水稻生产全程机 械化有重大的现实意义。 1 结构与工作原理 111ZG-320 型水田筑埂机结构 结构如图,其连接方式为:通过万向节动力传动轴将拖 拉机与齿轮箱 4 连接,牵引架 1 将拖拉机和液压控制机架连 接在一起。 12 工作原理 拖拉机动力通过万向节传递到传动齿轮减速箱的动力 输入轴,通过一对相互啮合的圆锥齿轮将动力传动到左侧的 链轮箱,再经过链轮的传动,驱动刀辊轴和筑埂轮轴旋转, 以带动旋耕刀及筑埂轮旋转,完成碎土以及筑埂作业,筑埂 刀呈圆柱螺旋线型对称排列,既可以将土壤进行破碎,同时 也可以使一部分土壤聚集到刀轴的中间,为筑埂提供土源。 两侧铧犁首先聚集土壤,然后将土壤向后输送,经过两侧犁 铧刮土板整理形成断面为梯形的土源。经过旋耕刀进一步搅 碎和聚集,然后由筑埂轮将土源压实成型。 2 主要部件的设计 1 牵引架 2 犁铧刮土板 3 旋耕刀辊 4 齿轮箱 5 链轮箱 6 筑埂轮 7 支撑架 图 1ZG-320 型水田筑埂机结构图 21 齿轮箱的设计 齿轮箱主要由箱体、箱盖、端盖、主动圆锥齿轮、从动 圆锥齿轮和轴承座等组成。处于工作状态时,动力由拖拉机 输出轴通过万向节传递给齿轮箱的动力输入轴,再将动力传 至与之相连接的右侧的传动轴上。动力传动轴的转速为 540 r/min,传动比取 5∶3,则输出轴的转速皆为 324 r/min。该 齿轮箱为铸钢制造,具有强度高、质量轻、传动平稳、性能 可靠、结构简单等优点。 22 旋耕刀辊的设计 齿轮箱输出轴通过链轮与旋耕刀轴连接,工作时带动旋 耕刀轴旋转,旋耕刀采用圆柱螺旋线排列,分布在旋耕刀轴 的左右侧。由于两侧采用圆柱螺旋线排列的旋耕刀转速相同, 螺旋方向相反。左侧的圆柱螺旋线排列采用右旋,右侧的圆 柱螺旋线排列采用左旋,两侧形成两个螺旋输送器形式,可 以使大量土壤由两边向中间位置聚集,为形成田埂奠定基础。 设计刀轴长 1230 mm,理论旋耕宽度 700 mm,刀座间 距取 80 mm。经过计算,轴上总刀数取 8 把。 23 犁铧刮土板的设计 牵引架两侧安装两个具有聚土功能的左右对称的犁铧 刮土板,为八字型,开口角度为 30°,它能够将土壤向后输 送和聚集,经过两侧挡板整理形成断面为梯形的土源。 完整田埂的截面面积(A1,mm2)为 A1= (a + b)m / 2 (1) 则取土截面面积(A2,mm2)为 A2 = kA1 = BH (2) 式中 k ―与土壤坚实度有关的系数,一般取 08~1; B―取土宽度,mm; H―取土深度,mm。 根据农艺和设计要求,将田埂的高度、埂底宽度和埂顶 宽度代入式(1)和式(2) ,取土宽度 B 取 1500 mm,由式 (2)得取土深度变化范围 80~100 mm。即筑埂机可以根据 田埂的高度和形状调整取土深度,满足筑埂时土量需求。 24 筑埂轮的设计 筑埂轮在筑埂时主要通过筑埂盘片和筑埂辊压实土壤 成埂。筑埂轮按田埂的轮廓外形,设计成由 2 片倾角为 55° 的圆锥台体和中部轴套组合成的轮毂总成。根据设计其所筑 土埂高度:250~350 mm,筑埂顶宽 200~350 mm,筑埂底 宽 400~650 mm。 3 技术性能指标 外形尺寸:2600 mm×1900 mm×1500 mm; 配套动力:50 马力以上; 悬挂方式:三点式悬挂; 作业效率:1~15 km/h; 筑埂规格:上宽 300 mm、下宽 640 mm、高 350 mm; 作业条件:土壤含水率 20%~30%; 整机重量:550 kg。 4 结论 该水田筑埂机可以覆土、碎土、成形、压实在一次作业 过程中全部完成。 筑埂质量良好, 田埂的均匀性和一致性好, 表面光滑、抗水冲泡,各项指标均达到了农艺技术指标的要 求,解决人工筑埂劳动强度大的问题,可以较好地完成筑埂 作业。 参考文献: [1]王金峰,王金武,孔彦军,等悬挂式水田筑埂机及其 关键部件研制与试验[J].农业工程学报,2013,29(6) [2]赵丽萍,赵清来并列双轴整地筑埂联合作业机的设计 [J]农机化研究,2013(10). [3]赵丽萍, 杨亚洲, 刘庆福.新型水田整地筑埂联合作业 机的设计[J].中国农机化学报,2013,34(3).

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