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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流葡萄施肥机.精品文档.本科毕业论文(设计)葡萄深施肥作业机的设计学 生 姓 名指导教师所 在 学 院专业年级目录摘要. 1Abstract. 21 引言. 41.1 研究的目的及意义.41.2 国内外研究的现状.51.2.1 国外研究现状.51.2.2 国内研究现状.51.2.3 存在的问题.71.3 课题的研究内容.71.4 课题的研究方法及技术路线.71.4.1 课题的研究方法.71.4.2 技术路线.82 葡萄园深施有机肥作业机械总体方案的设计. 92.1 葡萄施肥的时期.92.2 葡萄的施肥方法.92.3 总体结构与工作原理.122.
2、4 主要工作参数.133 主要零部件的设计及选型.143.1 机架的设计.143.2 动力传动装置的选择.143.3 施肥装置的设计.153.3.1 排肥器综述.153.3.2 排肥器的选型.153.3.3 传动系统的确定.163.3.4 外槽轮排肥器的参数的确定. 163.3.5 肥料箱的设计.174 切碎搅拌装置的设计.184.1 切碎搅拌装置的组成结构.184.2 切碎搅拌装置的参数的确定. 185 覆土装置的设计.196 结论与展望. 206.1 结论. 206.2 主要创新点.206.3 展望. 21参考文献. 21摘要葡 萄 施 肥 是 葡 萄 园 生 产 中 的 重 要 作 业
3、环 节 , 肥料作为一种重要的农业生产资料,可以有效提高农作物单位面积产量。资料显示:葡萄使用肥料可增产量 40%-60%,因此,设计一种针对葡萄深施有机肥作业机械,提高施肥效率与提高葡萄产量意义重大。而 国 内 葡 萄 园 施 肥 机 械 的 研 制 处 于 刚 刚 起 步 阶段 ,机 械 化 水 平 很 低 ,劳 动 强 度 大 、效 率 低 下 ,严 重 影 响 到 果 农 种 植葡 萄的 积 极性 。针 对 上 述 问 题 研 制 了 葡 萄 园 有 机 肥 深 施 机 。该 机 主 要 由 施肥装置、切碎搅拌装置(防结拱装置)、动力传动装置、覆土装置以及机架等构成。通 过AutoCA
4、D 和 三 维 绘 图 软 件 SoldWorks 完 成 了 各 零 部 件 的 优 化 设 计 。本文 具体 研 究工 作 如下 :通 过 理 论 计 算 ,完 成 了 各 装 置 中 零 部 件 的 选 型 和 设 计 。机 架 采 用三 点悬 挂 装置 ;施 肥 装 置 主 要 包 括 地 轮 机 构 、链 传 动 、肥 料 箱 、排 肥机 构和 输 肥管 等 几部 分 。施肥过程,拖拉机动力输出轴输出动力至变速箱将动力传送至切碎搅拌装置,螺旋机构开始切碎搅拌肥料,达到防结拱的目的,与此同时地轮机构与地面摩擦提供动力,通过链轮链条传递至排肥器,从而带动外槽轮排肥器实现肥料的排放,肥料沿
5、输肥管下行至沟底,然后覆土装置进行覆土。最后进行整体优化设计。葡 萄 园 有 机 肥 深 施 机 能 够 配 合 开 沟 机 械 完 成 施 肥 、覆 土 工 作 ,施肥 最大 深 度可 达 0.5 m, 能 够 满 足 果 农 的 要 求 。 完 全 代 替 人 工 施 肥 和覆 土两 道 工序 ,提 高 了 葡 萄 园 作 业 效 率 、减 轻 果 农 劳 动 负 担 。并 改 进以 往施 肥 机械 容 易出 现 结拱 的 情况 , 切碎搅拌装置能尽量避免结拱现象,具 有良 好 的社 会 效益 和 经济 效 益。关 键 词 : 葡 萄 园 ;有 机 肥 ;施 肥 机 械1AbstractG
6、 r apef er ti liz ati onistheke ylinkinthepr oducti onofgr apes .S othef er til iza tio nqual ityinf l uence stheyi eldandquali tyofthegra pesdi r ect ly.Ther es ear c hofvine yar dsf er ti liz ati onmac hiner yinourcountr yisjus tonthes tar tsta ge,lowmec hani zati onl evel ,la borintens iveandine
7、ff i cie nt.I tha sbe eninf l uence dtheor c har dw or ker s enthus ias m t o gr ow gr a pesse r ious ly.Toc ou nterthepr oblem sabove ,thevine yar ddeepf er ti liz ati onmachi new asdes igne d.Thefe r til iza tionmachi ner yw ascom pose dmainl ybyf r am e,pow ertr ans mi ss iondevic e,ec cent r icv
8、ibr at or ymecha nis m,openditc hdevic e,an df er ti liz ati ondevic ea ndsoon.Var iouspar t swer edes igne dbyA utoC A Dand3Ddr aw ings of tw ar ePr o/E .K inem ati csanal ysi sandf ini teele mentanal ysi sabouttheke ypa r tswe r ef ini s he dbyr el ate dsof t wa r ew hent hevir t ualass em blyw as
9、fi nis hedbyP r o/Esof t wa r e,andthenve r if ie ditsf ea si bili ty.T hefe r til iza tionde pthw astes t edw he nthepr ototypewa sf inis hed.Thespec if icst udiesofthi sar tic le a r e asf oll ows :T hesel ect ionanddes ignofea chcomponentwer eco mpos edbytheor et ica lc alc ulat ion.Thef r am eis
10、thr ee - pointlinka getype.Theope nerischis el- s hape df ur r owopene rinc ludingscr a perkni f eandshovelhandle . The f er t ili zingpl antiscompos ed ma inlywhee l dr ivi ngs ys tem ,fe eding pi pef er ti liz erand s oca n,on. I nf er ti liz eror der t oem is si onssol ve theinst it utions ,pr ob
11、l em thatf er t ili zerthe bigwor kingr es is tanc eoftheopene randthef er t ili zermac hiner ycouldn tbedri venbys mal ltr a ctor ,theecce ntr icvibr at or ymec hanis mw asde si gnedbas edontheme chani smofr es is tanc edec r eas evi br ator ysoilcutti ng.S otheopenerac hieve dt hef un cti onofvibr
12、 at ingditc h.Theecce ntr icvi br ato ry m echa nis m wa s com pos ed mai nly by ecce ntr icwhe el,linkage ,shake rar mands oon.Thee cce ntr icvi br ator yme chani smmakesthevi br ati ondi r ect ionper pendi cula rtothedir e cti onofthetr act or.Thetr a ctor soutputs haf tout putthepow erwhe nitiswo
13、r ki ng.Thepow eri spas se dtot hegea r boxbyunive r sa lc oupling,andthe nitdr i vetheecc entr i cagenc iestur n.T hevibr at ionhor nisdr ive nbylinkagedoe ssim plehar moni cvibr a tion.Theope ne rw or ksins oilbyvi br ati onofthef or m .Theec cent r ics haf twa sr e plac edbys pindleandecce ntr ic
14、whee ltoa chie vethefunc tionofe ccen tr ici ty.Theecc entr i cwhee l s avesthemat er ia l and r e duc esthecoston mac hining .K ine mat icssi mula tiona ndfi nite - ele mentanaly si sw er ef i nis hedre spe cti velyf ortheopenerbyA DA M S2andP r o/M EC H AN I Csof tw ar e .The tr a cksoftheshovelkn
15、if etip w er e s im ul ate d by A DA M Ssof t wa r e.B a se donthethe or eti calanal ysi s,pro duc tio ntr ia landf ie ldte stwer eimple ment ed. There sul t show edthat t hemaxi mum de pt h is0.35 mwhenitus edt woopene r sand0.5mwhenitus edoneopenerintheconditi onofthatthetr act or sspe edis3km/ h.
16、I tca nsa tis f ythere quir em entsoft hefa r mer s .Thevibr at or yvi neyar ddee pf er t ili zat ionmachi neca nf inis hdiggingar tif i cia ladi tch,fe r til izi ngandcove r ingsoilallatonce.Soi tr epl ace smecha nica ldi tch,f er til iza tionandar tif i cia l tur nsthewor k e ff i cie ncy ofthevin
17、eya r d and r educ ess oilthr e e pr oce dur escom plet ely. I timpr ovesthethebur de n ofthefa r mer s . A nd, it c an be us ed f orotherec onomiccr op, s uch aswol f ber r y.Soiti satypeofmu lti- us edma chin er y.I thasexce lle ntsoc ialandeconomi c ef f ec tive nes s.Keyw ord s: Vin eyard ;El em
18、 en tVi br at e;Fert i liz at ionMac hi ne ;Fi ni t e31 引言1.1 研究的目的及意义首先,葡萄具有丰富的营养价值和很高的保健价值(贺普超,2001)。成熟的葡萄果实中一般含有 15%-25%的葡萄糖和果糖,0.5%-1.5%的苹果酸、酒石酸、以及少量的柠檬酸、玻拍酸、没食子酸、草酸、水杨酸等,0.15%-0.9%的蛋白质和丰富的钾、钙、钠、磷、锰等无机盐。葡萄及其产品含有多种维生素,特别是维生素 B12、维生素 PP 和肌醇。葡萄的含糖量中一半是果糖,果糖不经过胃腺可被人体直接吸收,因此,葡萄及其产品对预防糖尿病有重要意义;而且,多吃葡萄
19、,喝葡萄汁和适量饮用葡萄酒,有益于防治贫血、肝炎、降低血管和软化血管等疾病。其次,葡萄己成为我国发展速度最快的果树种类之一。据联合国粮农(FAO)数据统计,2008 年世界葡萄栽培面积约 740.81 万公顷,总产量约为 6770.85 万吨;我国葡萄栽培面积约 43.83 万公顷,居世界第 5 位,总产量约 728 万吨;己从 2006 年的第 5 位跃居至世界第 2 位,鲜食葡萄产量更是高居世界第一位。葡萄是我国水果生产和农业生产的重要产业,20 世纪 80 年代以来,我国实行改革开放政策及对农业结构进行调整和葡萄酿酒业的发展,促使葡萄生产开始以空前速度迅猛发展。由于葡萄具有生态适应性强、
20、结果早、易丰产、经济效益高等优点,通过种植葡萄促进了农民增收和农村发展。但与之不相适应的是葡萄种植生产管理过程中的机械化程度很低,直接影响到农民收入和种植面积,严重影响农民种植葡萄的积极性;而肥料作为一种重要的农业生产资料,可以有效提高农作物单位面积产量。资料显示:葡萄使用肥料可增产量 40%-60%,葡萄施肥方式主要有基肥、追肥和叶面肥。其中基肥和追肥主要是对葡萄追加有机肥,而且其施肥量大,其中仅基肥施加的质量可达每亩 2000-4000kg。在葡萄施肥过程中,需要首先进行深开沟作业,以利于施肥作业效果,因此,设计一种针对葡萄深施有机肥作业机械,提高施肥效率和葡萄产量意义重大。多年来,国内有
21、关科研院所和企业围绕葡萄生产机械化也开展了一些技术研究与产品开发,但主要还集中在开沟种植、埋藤、旋耕除草、培垄施肥、旋耕松土、病虫害防治等田间作业,在剪枝、整枝、化肥深施、收获等环节的机械化研发还很少。长期以来,葡萄的有机肥深施作业,我国一直以人工开沟为主。即使有机械作业,施肥深度仅有 15-20 cm,也达不到葡萄的施肥深度(大于 40 cm)要求。每年葡萄除施基肥外,还要追加 2-4 次的有机肥。繁重的人工作业,不仅占用了大量劳力,增加了生产成本,而且作业质量难以保证,影响葡萄品质等级。落后的施肥方式己经严重的阻碍了整个葡萄产业的发展,满足不了葡萄产业快速迅猛发展的需要,农民有着实现机械化
22、深施肥作业的强烈要求。同时,国家部门也给予很大的支持与政策扶持,全国农机深松整地作业实施规划(2011-2015 年)提出各省、自治区、直辖市农机管理局(办),新疆生产建设兵团农机局,各地要紧紧围绕保障国家粮食安全和农产品有效供给、增加农民收4人、促进农业可持续发展的目标,坚持“农民自愿、政府扶持、补贴引导、完善机制”的方针,积极开展农机深松整地作业。要积极争取各级财政支持,落实农机深松整地作业补贴政策。可以看出国家和人民对机械化生产的迫切需求。针对上述问题和研究课题研制出符合新疆葡萄园有机肥深施机械,对于促进规模化葡萄种植的发展,确保果农增产增收和葡萄种植产业的发展具有重要的现实意义和经济意
23、义。1.2 国内外研究的现状1.2.1 国外研究现状欧美国家对葡萄园施肥相当重视,固体厩肥多经过处理,以液态施用较多,施用的方法多与施液态氨肥相同,采用注入法施人葡萄植株两侧。有些施肥机装在高架底盘上,可同时施两行或四行。他们也将剪下的葡萄枝条同时切碎埋人行间作为肥料。苏联很早使用了 YOM-50 型及近年来生产的YX-2 型固体厩肥施肥机施用厩肥,这种施肥机将肥料装入可自动倾斜的肥箱料内,肥料靠自重流到固定肥料箱的输送链上,通过输送链的输送落入开沟器开的沟内,并用覆土镇压器覆土。YX-2 型与 YOM-50 型所不同的是输送链耙安置在肥料上面,随着肥料的减少,链耙自动降落,这样传送消耗的功率
24、可以减少。化肥多采用中耕施肥机施用,可同时施两行,每行距葡萄植株 30cm 处。施肥刀多为凿式或靴式。液氨施用得也非常普遍,除采用注入法施用外,也有采用深沟施肥法,用施肥刀开 40-50 cm 深沟施入肥料。有些国家还采用灌溉施肥法,在葡萄园内地下铺设了管道,结合喷灌和滴灌,将肥料事先注入过滤器内,随水一起流到地里。1.2.2 国内研究现状我国葡萄园施肥机械的研究起步比较晚。多年来,我国的葡萄园施肥主要有以下几种方法:(1)人工开沟施肥人工开沟施肥需要经过开沟、施肥、覆土三道工序,需要投入大量的劳动力,并且生产效率低下。(2)将肥料撒于地表,然后通过及时多次浇水,使肥料逐渐下渗。大量有机肥料长
25、期裸露于地表,如果浇水不及时,施肥效果几乎为零。通过灌水使肥料下渗,不仅污染环境,使肥料大量流失,还会引来大量苍蝇繁殖,加重白腐病、炭5疽病等的传播蔓延。(3)小动力机械带动配套施肥机械进行浅施肥,施肥深度一般在 6-15cm。由于根系趋肥的特性,施肥过浅使大量的根系分布于土壤的浅层,因而降低了葡萄的抗旱、抗寒的能力,不利于葡萄的过冬。近几年来,我国在引进国外技术的基础上,开始研制符合中国国情的葡萄园化肥深施机。为解决人工开沟的高强度劳动,己有专用的葡萄施肥开沟机进园工作,代表机型有山东省高唐县广源机械有限公司研制的葡萄园施肥开(挖)沟机,该配套拖拉机功率 18.3-70 kW,工作速度 50
26、-600 m/h,油缸压力 16 MPa,开沟宽度效率很高,是人工的 30-100 倍,整机结构简单,操作方便,维护容易,投资少见效快;新疆昌吉州农机推广站研制生产的 IK-40-40 型葡萄施肥开沟机等。此外,我国部分地区己经研制出能够一次性完成开沟、施肥、覆土作业的专用葡萄园施肥机械。代表机型有山东省莱州市源田农业机械有限公司研制的2F-2 世纪源田牌葡萄施肥机,是专门根据葡萄种植的农艺要求设计制作,精巧轻便、易调试,与小四轮拖拉机三点悬挂配套使用,该葡萄施肥机采用大容积肥箱,肥箱容积 125L,大大减少了作业中不断添加肥料的劳动强度,尤其在长地块作业时优势明显,采用双排施肥器,提高了施肥
27、量和可靠性,施肥深度和施肥量可调,每小时可施肥 1hm2,可施肥 100-120 亩;新疆兵团农五师九十团研制的葡萄专用施肥机及农八师一四九团制作的葡萄施肥机。鉴于落后的施肥方式已经严重阻碍了葡萄产业的发展,从 2010 年开始,高密市农机局牵头组织高密市益丰机械有限公司联合山东农业大学研究。2012 年,一种新式的葡萄化肥深松施肥专用机械在高密市密水街道的葡萄田里进行试验,据试验结果,机械性能达到各项指标。该种机械于 2013 年投入使用。期间,多次组织试验,不断提出意见建议。据介绍.该机采用凿形开沟施肥复合装置,施肥深度可调,最大可达 50cm,搅龙式排肥进行强制排肥,降低能耗,化肥及商品
28、性有机肥一次性施入作物根部,振动深松、施肥同时进行,单双行可调,该机施肥 深度 (双行 )20-35cm,(单行 )35-5Ocm,施肥器行距 70-120cm,作业速度1.5-3km/h,生产效率 3-6 亩/h(单行作业),6-12 亩/h(双行作业)。 并且,该机操作方便,安全可靠,提高了肥料利用率,减轻了劳动强度,但该机双行作业性能不稳定。61.2.3 存在的问题这些机型虽然在成本上低于国外,但是在自动化水平上和工作可靠性方面还与国外存在着较大差距。开沟机虽然能够达到葡萄的施肥深度要求,但是施肥后仍需人工或机械覆土作业;而专用葡萄施肥机虽然能够一次性完成开沟、施肥、覆土作业,但由于开沟
29、器设计或牵引拖拉机的动力问题,施肥深度仍未达到葡萄真正需要的要求(40- 60cm)。因此我们针对新疆葡萄园深施肥有机肥作业机械的研究应该借鉴以往机械的有点,改进以往的不足,从而达到更符合我们新疆葡萄园种植特点的有机肥深施机,为了能达到施肥深度要求,设计一款配合开沟能够达到葡萄的施肥深度(40-60cm)要求的开沟机械一次性完成施肥、覆土作业机械更加符合如今葡萄有机肥深施机的现状。1.3 课题的研究内容查找国内外相关资料并结合已学知识设计出葡萄深施有机肥施肥机,完成机械的部分设计,主要包括:(1)机架的设计;(2)料仓设计;(3)防结拱搅拌装置的设计;(4)覆土装置的设计;(5)整体优化设计等;最终成果反映为:三维造型图一套;工程图纸一套;设计说明书一套;设计感想一份1.4 课题的研究方法及技术路线1.4.1 课题的研究方法调查了解国内外葡萄园有机肥及化肥深施机的结构功能和特点,确定整机的总体方案,然后确定各个零件机构的设计以及参数的确定,用 AutoCAD 绘制零件图及装配图;最后整体优化设计等,具体步骤如下:(1)熟悉毕业设计的有关规定(2)调查研究收集相关毕业设计资料(3
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