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畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 設(shè)計(jì)：楊武 指導(dǎo)老師：
棉花移栽機(jī)的研究與設(shè)計(jì)
楊武
（山東技師學(xué)院）
摘要:根據(jù)作物育苗移栽的農(nóng)藝要求，在分析了國內(nèi)外眾多移栽機(jī)的基礎(chǔ)上優(yōu)化設(shè)計(jì)了適合棉花營養(yǎng)缽育苗移栽的的關(guān)鍵部件，并通過作業(yè)效果調(diào)查，分析研究了機(jī)械栽苗的一般規(guī)律，找出了影響栽苗效果的若干因素，確立了主要的工作部件的參數(shù)選擇
關(guān)鍵詞：移栽機(jī) 營養(yǎng)缽 棉花
1、引言
我國是棉花種植大國，無論是種植面積還是單位面積產(chǎn)量，都位于先進(jìn)植棉大國的前列。但與先進(jìn)植棉大國相比，我們的棉花生產(chǎn)方式落后、經(jīng)營規(guī)模小、勞動(dòng)生產(chǎn)率低、生產(chǎn)成本比較高。面對形勢，圍繞節(jié)本增效，建立技術(shù)、資金、信息密集的現(xiàn)代化棉花生產(chǎn)體系已成為當(dāng)務(wù)之急。其中包括不失時(shí)機(jī)地推廣適用的棉花生產(chǎn)機(jī)械化技術(shù)。例如棉花移栽機(jī)的推廣。
棉花移栽的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
(1) 有利于培育壯苗和實(shí)現(xiàn)全苗密植，為以后棉花早發(fā)早熟奠定了基礎(chǔ)。
(2) 有利于增強(qiáng)棉花抗逆力，鹽堿為害。
(3) 降低了農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率
2、設(shè)計(jì)方案的選擇
通過調(diào)查研究，得知農(nóng)民在移栽棉花的過程中遇到的最大問題不是移栽的速度，而是來回往返的挎苗所消耗的時(shí)間和精力，所以移栽機(jī)研究開發(fā)不應(yīng)當(dāng)單純追求自動(dòng)化和高速度。鑒于此，作者本次設(shè)計(jì)的主要目的是降低農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度，所以這套移栽機(jī)械并不追求高速度，而是以保證移栽質(zhì)量為前
3、機(jī)具的機(jī)構(gòu)特點(diǎn)
3.1 整機(jī)機(jī)構(gòu)特點(diǎn)
圖1 移栽機(jī)機(jī)構(gòu)圖
（1）拖拉機(jī)后輪 （2）缽苗架 （3.地輪 （4）座位 （5）鏈輪43 （6）鏈輪17
（7）鏈輪17 （8）鏈輪17 （9）開溝器 （10）吊杯 （11）覆土板 （12）鎮(zhèn)壓輪
工作原理：
工作時(shí)，由拖拉機(jī)后輪（1）驅(qū)動(dòng)，帶動(dòng)后面的機(jī)構(gòu)前行，同時(shí)，地輪（3）在驅(qū)動(dòng)力的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)和地輪（3）同軸的鏈輪，然后此鏈輪帶動(dòng)鏈輪43（5）轉(zhuǎn)動(dòng)，同鏈輪43同軸的鏈輪15被迫轉(zhuǎn)動(dòng)，繼而將力傳給鏈輪17（6），于是放有棉花缽苗的吊杯（10）在鏈輪（6），鏈輪（7）和鏈輪（8）的共同作用下轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)?shù)竭_(dá)圖示位置時(shí)，吊杯在強(qiáng)制力的作用下打開，將缽苗放入由開溝器（9）開出的溝內(nèi)，隨后在覆土器（11）的作用下缽苗被固定，然后在鎮(zhèn)壓輪（12）的作用下，缽苗被牢牢壓實(shí)，完成栽植工作。
為使結(jié)構(gòu)簡單，在工作過程中，由坐在座位（4）上的人將放在缽苗架（2）上的缽苗放到吊杯里面。根據(jù)拖拉機(jī)的速度和鏈條的長度，將吊杯設(shè)計(jì)成共六個(gè)均勻分布在鏈條上。
3.2 主要技術(shù)參數(shù)
作業(yè)行數(shù) 1行 、2行
掛接方式 懸掛式
配套動(dòng)力 8.8KW輪式拖拉機(jī)
行距 60——100 cm（可調(diào)）
株距 35cm
送苗方式 人工送苗
3.3 設(shè)計(jì)棉花移栽機(jī)械的原理
3.3.1 零速原理
（1）零速原理
絕大多數(shù)農(nóng)作物的秧苗都要求地上莖桿為直立狀態(tài)（部分特殊作物除外，如番薯），因而對栽植工序或栽植質(zhì)量的要求也都是直立狀態(tài)。因此欲要保持栽植秧苗的直立狀態(tài)，必須要求定植瞬間秧苗或缽苗相對靜止?fàn)顟B(tài)，也就是說，秧苗在絕對靜止直立狀態(tài)下進(jìn)行覆土壓實(shí)，因而要求在機(jī)器連續(xù)前進(jìn)運(yùn)動(dòng)的情況下，為每一個(gè)栽植秧苗創(chuàng)造瞬間的相對靜止?fàn)顟B(tài)，以便完成定植工作。這就栽植機(jī)械的零速原理 。
（2）保持零速
由上面的零速原理知，只有在缽苗保持絕對零速時(shí)投苗才能保證栽植率，下面便具體分析一下如何實(shí)現(xiàn)零速？
由點(diǎn)的合成原理，知Va=Ve+Vr，其中Va為缽苗的絕對速度。
設(shè)動(dòng)力輪半徑為R，鏈輪17的半徑為r，角速度分別為w1和w2，欲使缽苗能夠在絕對靜止的情況下進(jìn)行覆土壓實(shí)，則必須使它的絕對速度等于零，從力學(xué)的角度來分析即須使Rw1=rw2（此處的等式只代表數(shù)值，沒有符號(hào)）。故知道R及r后，就可以找到一適當(dāng)?shù)膫鲃?dòng)比，使Ve和Vr大小相等，但方向相反，即保持零速。而在此刻投苗就可以最大限度的保證缽苗的栽直率。棉花移栽機(jī)械的栽植機(jī)構(gòu)和玉米穴播式栽植機(jī)比較相似，只不過由于棉花缽苗個(gè)體比較大的原因，相應(yīng)的此機(jī)構(gòu)也較大。
必須注意的是栽直率是每一種移栽機(jī)必須保證的一項(xiàng)數(shù)據(jù)。
3.3.2栽植機(jī)械的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
秧苗栽制的工藝過程主要包括開溝、送秧入土、扶正、覆土、壓實(shí)、澆水等工序。由于輸送機(jī)構(gòu)和栽植機(jī)構(gòu)是本次設(shè)計(jì)的核心，所以主要闡述這兩個(gè)機(jī)構(gòu)。
1、輸送機(jī)構(gòu)
栽植機(jī)構(gòu)的輸送機(jī)構(gòu)如圖（1）所示，移栽機(jī)輸送部分主要由；固連在地輪上的鏈輪，張緊輪及固接在鏈輪上的吊籃構(gòu)成。工作時(shí)，由人工將缽苗放入到吊籃中，由移栽機(jī)完成輸送，栽植及覆土工作。
通過計(jì)算知吊杯的線速度較低，在栽植手的時(shí)間控制范圍之內(nèi)。
2、栽植機(jī)構(gòu)
栽植機(jī)構(gòu)由一圓柱缽管，一彈性裝置和兩個(gè)擋板組成，當(dāng)缽苗到達(dá)底部時(shí)，栽植機(jī)構(gòu)被強(qiáng)制性的打開，將缽苗放入土壤中，完成栽植工作。
吊杯的主要示圖如下：
：
圖二 吊杯示意圖
（1） 缽管 （2） 彈簧 （3）擋板 （4）螺母 （5）打開杠桿
工作原理：當(dāng)缽苗在鏈條上面接近投苗點(diǎn)時(shí)，打開杠桿開始接觸到一弧形滑道并被強(qiáng)制性打開，與此同時(shí)，缽苗也開始沿著缽管壁從缽管中脫落。當(dāng)?shù)竭_(dá)投苗點(diǎn)時(shí)，打開杠桿已經(jīng)全部打開，缽苗可以毫無障礙落入到開溝器開出的溝內(nèi)，隨后到來的覆土板開始對缽苗進(jìn)行覆土，鎮(zhèn)壓輪開始鎮(zhèn)壓，完成栽植工作。
在從打開杠桿全部打開到恢復(fù)到原形的期間，杠桿并不是瞬間完成的，而是和打開一樣也有一個(gè)滑道，使其慢慢關(guān)閉，所以對缽苗沒有任何影響。
從資料上面查到的吊杯和觀察山東理工大學(xué)的玉米缽苗移栽機(jī)所得的吊杯均為一邊打開，作者認(rèn)為一邊打開具有以下弊端；
（1） 主動(dòng)擋板和從動(dòng)擋板不能完全保持同步，阻礙缽苗的脫落，進(jìn)而影響到缽苗的栽植率。
（2） 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，不易維修。
所以作者設(shè)計(jì)成兩邊均為主動(dòng)打開，以克服上面兩個(gè)弊端。
4、結(jié)論和總結(jié)
通過近四個(gè)月來對畢業(yè)課題的深入研究，我們掌握了棉花移栽機(jī)械的設(shè)計(jì)原理和步驟，同時(shí)也對自己所學(xué)的專業(yè)知識(shí)有了更深一步的認(rèn)識(shí)。本著降低農(nóng)民移栽時(shí)的勞動(dòng)強(qiáng)度和盡量提高工作效率的目的，我們設(shè)計(jì)出了一套完整的棉花移栽機(jī)械，通過理論分析，該機(jī)具基本能夠滿足使用要求。但由于這是作者的第一次設(shè)計(jì)，難免存在不足，這些將在以后的設(shè)計(jì)和研制過程中得到完善。
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