1G-100型水旱兩用旋耕機(jī)設(shè)計【說明書+CAD】,說明書+CAD,水旱,兩用,旋耕機(jī),設(shè)計,說明書,仿單,cad 2 0 0 3 年 9 月 農(nóng) 業(yè) 機(jī) 械 學(xué) 報 第 34 卷 第 5 期 水 田 埋 草 旋 耕 機(jī) 的 試 驗 研 究 3 熊 元 芳 【 摘 要 】 闡 述 了 1GM S 69 型 水 田 埋 草 旋 耕 機(jī) 的 總 體 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 及 埋 草 旋 耕 耙 的 切 草 彎 刀 、 埋 草 橫 刀 和 立 刀 的 設(shè) 計 思 路 。 通 過 田 間 作 業(yè) 對 比 試 驗 以 及 實 驗 室 土 槽 試 驗 和 性 能 檢 測 , 提 出 了 降 低 功 耗 、 提 高 作 業(yè) 效 率 的 設(shè) 計 方 法 。 關(guān) 鍵 詞 : 旋 耕 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 田 間 試 驗 對 比 中 圖 分 類 號 : S22213 文 獻(xiàn) 標(biāo) 識 碼 : A 收 稿 日 期 : 2002 05 10 3 廣 東 省 農(nóng) 業(yè) 重 點(diǎn) 科 技 項 目 (項 目 編 號 : 129) , 本 機(jī) 實 用 新 型 專 利 號 : ZL 00 2 39816. 8 熊 元 芳 廣 東 省 農(nóng) 業(yè) 機(jī) 械 推 廣 站 站 長 高 級 工 程 師 , 510110 廣 州 市 引 言 機(jī) 械 化 水 稻 秸 稈 還 田 是 增 加 土 壤 有 機(jī) 質(zhì) 含 量 、 改 善 土 壤 結(jié) 構(gòu) 、 防 止 地 表 板 結(jié) 、 降 低 土 壤 密 度 、 減 小 土 壤 比 阻 、 提 高 水 稻 作 物 產(chǎn) 量 和 保 護(hù) 環(huán) 境 的 重 要 技 術(shù) 措 施 。 研 究 開 發(fā) 一 種 以 手 扶 拖 拉 機(jī) 為 動 力 , 集 埋 草 、 切 草 、 碎 土 、 旋 耕 于 一 體 的 新 型 秸 稈 還 田 耕 作 機(jī) 具 , 在 水 稻 產(chǎn) 區(qū) 將 水 田 中 稻 稈 、 高 茬 、 綠 肥 等 直 接 還 田 , 必 將 產(chǎn) 生 顯 著 的 經(jīng) 濟(jì) 效 益 、 社 會 效 益 和 生 態(tài) 效 益 。 1 總 體 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 水 田 埋 草 旋 耕 機(jī) 是 依 據(jù) 與 工 農(nóng) 12K 手 扶 拖 拉 機(jī) 相 配 套 的 旋 耕 機(jī) 工 作 原 理 , 針 對 埋 草 、 切 草 、 碎 土 、 旋 耕 功 能 四 位 一 體 的 要 求 設(shè) 計 而 成 。 其 工 作 主 部 件 埋 草 旋 耕 耙 (見 圖 1) 由 主 軸 、 法 蘭 盤 (左 、 中 、 右 )、 切 草 彎 刀 (20 把 )、 埋 草 橫 刀 (10 把 )、 曲 線 型 立 刀 (36 40 片 )及 擋 草 卡 組 成 , 取 代 原 旋 耕 機(jī) 刀 軸 總 成 。 設(shè) 計 特 點(diǎn) 如 下 : 減 少 同 一 縱 向 平 面 內(nèi) 刀 片 數(shù) 量 , 增 大 作 業(yè) 時 的 切 土 節(jié) 距 1 , 降 低 功 耗 , 減 小 作 業(yè) 負(fù) 荷 ; 增 大 埋 草 橫 刀 與 主 軸 間 水 平 面 內(nèi) 夾 角 (翻 土 角 ) , 強(qiáng) 化 埋 草 功 能 和 提 高 作 業(yè) 效 率 ; 將 立 刀 設(shè) 計 成 曲 線 型 外 傾 , 掛 圖 1 埋 草 旋 耕 耙 總 體 結(jié) 構(gòu) 1. 主 軸 2. 法 蘭 盤 3. 切 草 彎 刀 4. 埋 草 橫 刀 5. 曲 線 型 立 刀 6. 擋 草 卡 草 少 , 工 作 阻 力 小 , 提 高 切 草 效 能 ; 耙 軸 兩 端 加 設(shè) 擋 草 卡 , 增 大 纏 草 回 轉(zhuǎn) 直 徑 , 減 小 軸 端 間 隔 , 降 低 纏 草 量 。 2 切 草 彎 刀 、 埋 草 橫 刀 及 曲 線 型 立 刀 設(shè) 計 根 據(jù) 水 田 埋 草 旋 耕 機(jī) 作 業(yè) 特 點(diǎn) , 將 切 草 彎 刀 和 立 刀 的 刃 口 設(shè) 計 為 曲 線 型 。 在 切 削 土 壤 過 程 中 切 草 彎 刀 的 曲 線 刃 口 先 由 離 回 轉(zhuǎn) 軸 較 近 的 側(cè) 切 刃 切 削 , 然 后 逐 漸 轉(zhuǎn) 移 到 離 回 轉(zhuǎn) 軸 較 遠(yuǎn) 的 側(cè) 切 刃 切 削 , 最 后 由 正 切 刃 切 削 。 即 埋 草 橫 刀 (刃 口 為 直 線 )從 正 斜 面 切 開 土 塊 , 切 出 溝 底 并 切 斷 側(cè) 切 刃 沒 有 切 斷 的 稻 稈 , 或 將 其 向 外 推 移 。 埋 草 橫 刀 按 其 空 間 運(yùn) 動 軌 跡 , 由 點(diǎn) 切 埋 稻 稈 逐 步 轉(zhuǎn) 變 為 線 切 埋 稻 稈 , 充 分 利 用 手 扶 拖 拉 機(jī) 的 有 效 功 率 , 達(dá) 到 埋 草 旋 耕 的 設(shè) 計 要 求 。 而 傳 統(tǒng) 的 驅(qū) 動 耙 因 其 橫 刀 與 主 軸 平 行 , 作 業(yè) 時 整 條 橫 刀 同 時 與 稻 稈 接 觸 , 作 業(yè) 負(fù) 荷 大 , 切 草 、 埋 草 效 果 不 理 想 。 與 此 同 時 , 曲 線 型 立 刀 重 復(fù) 彎 刀 的 切 削 過 程 , 這 樣 稻 稈 較 易 被 切 斷 , 即 使 不 能 切 斷 , 也 可 利 用 曲 線 刃 口 的 變 化 將 其 深 埋 或 從 切 削 刃 的 端 部 拋 出 , 由 下 一 組 刀 具 切 削 。 在 曲 線 型 彎 刀 、 立 刀 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 中 , 確 保 從 彎 刀 基 部 到 側(cè) 切 刃 端 點(diǎn) 的 刃 口 曲 線 上 , 其 滑 切 角 有 所 變 化 2 , 這 樣 , 可 防 止 纏 草 和 減 少 掛 草 , 避 免 由 稻 稈 纏 繞 引 起 的 刀 滾 堵 塞 現(xiàn) 象 , 提 高 了 作 業(yè) 效 率 。 3 試 驗 結(jié) 果 和 分 析 311 試 驗 結(jié) 果 埋 草 旋 耕 的 功 率 消 耗 主 要 由 刀 片 切 削 土 壤 、 刀 片 拋 擲 土 壤 、 推 進(jìn) 機(jī) 組 前 進(jìn) 以 及 傳 動 裝 置 摩 擦 4 部 分 組 成 。 埋 草 旋 耕 機(jī) 的 功 率 消 耗 較 大 , 除 受 土 壤 條 件 影 響 外 , 還 與 埋 草 旋 耕 機(jī) 的 刀 片 幾 何 形 狀 、 結(jié) 構(gòu) 質(zhì) 量 m、 機(jī) 組 前 進(jìn) 速 度 vm、 刀 軸 轉(zhuǎn) 速 n、 耙 滾 回 轉(zhuǎn) 半 徑 R、 耕 幅 B、 耕 深 a 及 切 土 節(jié) 距 S 等 參 數(shù) 密 切 相 關(guān) 。 2000 年 7 月 至 2001 年 4 月 分 別 在 廣 州 市 番 禺 區(qū) 、 從 化 市 及 華 南 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué) 工 程 學(xué) 院 土 槽 實 驗 室 對 研 制 的 1GM S 69 型 水 田 埋 草 旋 耕 機(jī) 與 國 內(nèi) 同 類 機(jī) 型 (見 表 1) 進(jìn) 行 了 田 間 作 業(yè) 對 比 試 驗 、 土 槽 扭 矩 對 比 試 驗 (扭 矩 測 試 系 統(tǒng) 見 圖 2) 和 田 間 作 業(yè) 性 能 檢 測 。 試 驗 結(jié) 果 見 表 2 表 4。 表 1 幾 種 水 田 整 地 作 業(yè) 機(jī) 具 的 主 要 技 術(shù) 參 數(shù) 技 術(shù) 參 數(shù) 1GM S 69(外 齒 ) 1GM S 69(內(nèi) 齒 ) 1M G 65 1BQ S 69 耕 幅 B cm 69 69 65 69 耙 滾 回 轉(zhuǎn) 半 徑 R cm 19 19 19 19 橫 刀 與 主 軸 夾 角 A ( ) 17. 5 17. 5 14. 8 0 結(jié) 構(gòu) 型 式 立 刀 外 置 立 刀 內(nèi) 置 立 刀 內(nèi) 置 立 刀 外 置 結(jié) 構(gòu) 質(zhì) 量 m kg 21. 5 21. 5 25. 5 21. 0 表 2 田 間 作 業(yè) 對 比 試 驗 結(jié) 果 性 能 參 數(shù) 1GM S 69(外 齒 ) 1GM S 69(內(nèi) 齒 ) 1M G 65 1BQ S 69 耕 深 行 程 1 平 均 值 cm 6. 3 5. 9 6. 7 5. 6 耕 深 行 程 2 平 均 值 cm 10. 7 10. 5 11. 3 10. 3 耕 深 行 程 3 平 均 值 cm 15. 7 15. 5 16. 2 14. 8 耕 深 穩(wěn) 定 性 系 數(shù) % 95. 46 95. 37 89. 92 95. 43 植 被 覆 蓋 率 % 85. 4 86. 3 76. 7 77. 6 生 產(chǎn) 率 hm 2 h- 1 0. 117 0. 109 0. 097 0. 087 油 耗 kg hm - 2 12. 23 13. 71 19. 20 20. 25 注 : 以 上 試 驗 結(jié) 果 為 在 同 一 地 點(diǎn) 、 相 同 駕 駛 員 、 同 一 臺 手 扶 拖 拉 機(jī) 上 進(jìn) 行 測 試 所 得 , 稻 田 所 有 秸 稈 全 部 還 田 , 前 茬 高 度 20 cm 左 右 。 表 3 扭 矩 測 定 比 較 結(jié) 果 N m 測 定 項 目 1GM S 69(外 齒 ) 1GM S 69(內(nèi) 齒 ) 1M G 65 10 cm 深 度 扭 矩 20. 805 4 30. 840 6 50. 205 4 15 cm 深 度 扭 矩 113. 680 138. 866 132. 986 試 驗 最 大 扭 矩 207. 172 0 236. 630 8 246. 470 0 注 : 臺 車 的 前 進(jìn) 速 度 01266m s, 主 軸 轉(zhuǎn) 速 150 r m in。 土 槽 耕 作 層 為 20 cm , 中 壤 水 田 土 , 水 深 5 cm。 由 于 土 槽 內(nèi) 水 田 未 經(jīng) 過 足 夠 的 時 間 沉 淀 , 造 成 水 田 耕 作 層 的 底 層 疏 松 , 故 在 入 土 深 度 15 cm 時 , 1M G 65 型 測 得 的 扭 矩 小 于 1GM S 69 型 (內(nèi) 齒 )的 扭 矩 。 表 4 田 間 作 業(yè) 性 能 檢 測 結(jié) 果 檢 驗 項 目 1GM S 69 (外 齒 ) 1GM S 69 (內(nèi) 齒 )第 1 耙 第 3 耙 第 1 耙 第 3 耙 機(jī) 組 行 走 速 度 km h- 1 5. 10 5. 08 4. 92 4. 72 單 位 幅 寬 純 作 業(yè) 生 產(chǎn) 率 hm 2 (h m ) - 1 0. 51 0. 51 0. 49 0. 47 純 作 業(yè) 油 耗 kg hm - 2 3. 04 3. 33 3. 53 3. 82 耕 幅 cm 69 69 69 69 耕 深 cm 8. 2 10. 0 4. 0 11. 6 耕 深 穩(wěn) 定 性 系 數(shù) % 82. 0 89. 9 57. 5 90. 7 植 被 覆 蓋 率 % 30. 3 89. 9 53. 7 86. 7 耕 后 地 表 平 整 度 % 75. 0 75. 0 62. 5 62. 5 作 業(yè) 生 產(chǎn) 率 hm 2 h- 1 (完 成 3 耙 計 ) 0. 149 0. 149 作 業(yè) 油 耗 kg hm - 2 (完 成 3 耙 計 ) 8. 60 9. 34 注 : 所 有 數(shù) 據(jù) 來 源 于 廣 東 省 農(nóng) 機(jī) 鑒 定 站 性 能 檢 測 報 告 。 312 結(jié) 果 分 析 (1)應(yīng) 合 理 設(shè) 計 并 選 擇 耙 滾 回 轉(zhuǎn) 半 徑 R 及 vm X 的 值 。 增 大 耙 滾 半 徑 雖 有 利 于 滿 足 增 加 耕 深 的 要 求 , 但 其 結(jié) 構(gòu) 和 切 削 土 壤 的 扭 矩 將 相 應(yīng) 增 大 ; 減 小 vm X 的 值 , 也 能 使 耕 深 增 加 , 但 綜 合 考 慮 機(jī) 組 的 生 產(chǎn) 率 和 手 拖 的 功 率 消 耗 , 其 值 也 不 能 太 小 。 在 滿 足 耕 深 a= 10 15 cm 前 提 下 , 根 據(jù) 刀 片 能 正 常 埋 草 切 削 土 壤 的 入 土 條 件 vm (R - a) X, 工 農(nóng) 12 K 手 扶 拖 拉 機(jī) 以 、 擋 最 大 油 門 作 業(yè) 時 vm = 0178 1142 m s, (R - a) X= 1117 2163 m s, 設(shè) 計 耙 滾 回 轉(zhuǎn) 半 徑 R = 19 cm、 耕 幅 69 cm , 這 樣 , 既 可 滿 足 耕 深 設(shè) 計 要 求 , 又 能 發(fā) 揮 較 高 的 作 業(yè) 生 產(chǎn) 率 。 (2)在 耕 粘 重 土 壤 和 多 稻 稈 地 時 , 適 當(dāng) 加 大 切 土 節(jié) 距 , 可 降 低 埋 草 旋 耕 機(jī) 功 率 消 耗 。 本 機(jī) 設(shè) 計 減 少 同 一 平 面 內(nèi) 刀 片 數(shù) 量 , 將 傳 統(tǒng) 的 6 把 橫 刀 優(yōu) 化 設(shè) 計 為 5 把 橫 刀 , 切 土 節(jié) 距 S 為 5 6 cm , 同 類 機(jī) 型 切 土 節(jié) 距 均 為 412 511 cm。 (3)S 一 定 時 , 刀 滾 轉(zhuǎn) 速 越 大 , 功 率 消 耗 越 大 ; 耕 深 越 大 , 刀 片 切 削 和 拋 擲 土 壤 所 消 耗 的 功 率 越 大 。 (4)增 大 埋 草 橫 刀 與 主 軸 間 的 翻 土 角 , 可 提 高 作 業(yè) 效 率 及 埋 草 、 切 草 效 果 , 降 低 功 耗 。 本 機(jī) 翻 土 角 為 1715 , 1M G 65 型 為 1418 , 1BQ S 69 型 為 0。 (5)對 于 相 同 直 徑 的 旋 耕 耙 , 在 耕 作 深 度 相 同 的 條 件 下 , 外 齒 耙 消 耗 功 率 較 小 , 內(nèi) 齒 耙 消 耗 功 率 大 。 這 說 明 在 土 壤 性 質(zhì) 相 同 的 條 件 下 , 旋 耕 耙 對 土 壤 先 作 縱 向 切 削 (沿 前 進(jìn) 方 向 )再 作 橫 向 切 削 消 耗 的 功 率 要 比 先 作 橫 向 切 削 再 作 縱 向 切 削 消 耗 的 功 率 要 小 。 參 考 文 獻(xiàn) 1 毛 罕 平 , 陳 翠 英 . 秸 稈 粉 碎 掩 埋 復(fù) 式 作 業(yè) 機(jī) 的 試 驗 研 究 . 農(nóng) 業(yè) 機(jī) 械 學(xué) 報 , 1996, 27 (3): 42 45 2 桑 正 中 主 編 . 農(nóng) 業(yè) 機(jī) 械 學(xué) . 北 京 : 機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 , 1988. 871 農(nóng) 業(yè) 機(jī) 械 學(xué) 報 2 0 0 3 年