【文章內容簡介】 配套技術研究”，研制出“精密播種生、產線設備　”，主要用來制造以蔬菜、甜菜為主的苗缽?！皺C械化制缽機的研制”課題被國家科委列入“九五”攻關項目，已研制出2ZBJ50型機械化制缽機，能實現(xiàn)制缽過程機械化操作，制造出來的營養(yǎng)缽能夠滿足玉米、棉花等經濟作物的移栽要求?？傮w來講，我國制缽機的研制與開發(fā)有了較大發(fā)展。目前，我國在這方面的研究也很多，并且有越來越多的適應性更廣的機型正在研究中或已研制出來，將能更好的為國民生產發(fā)展作貢獻。2. 國外發(fā)展概況 20世紀初期，歐洲一些國家開始大量種植蔬菜和經濟作物，出現(xiàn)了早期的近代秧苗栽植機具。這些機具仍為手動栽植，只是減輕了栽秧者肢體反復屈伸的繁重勞動；到20世紀30年代后期，出現(xiàn)了栽植機構或栽秧器代替人工直接栽秧，使送秧入溝過程實現(xiàn)了機械化；自20世紀50年代開始，歐洲國家開展作物壓縮土缽育苗及移栽的生產技術研究，研制出多種不同結構型式的半自動移栽機和制缽機；至20世紀70年代，前蘇聯(lián)蔬菜栽植機械化水平為58%，國營農場已達67%；到20世紀80年代，半自動移栽機已在西方國家的農業(yè)生產中廣泛使用，制缽；育苗和移栽已形成完整的機械作業(yè)系統(tǒng)，實現(xiàn)了各種機見配套使用。到目前為止，作物壓縮土缽成型、缽上單粒精密播種和相應的自動化移栽設備在技術上基本達到了完善，亦廣泛應用于實際生產。歐洲的幾個主要國家(如法國、德國、荷蘭、西班牙、丹麥等)大部分的蔬菜生產和幾乎全部的大地花卉生產都采用育苗移栽生產工藝。3. 新制缽工序和制缽機開發(fā)展望通過分析已有制缽機的機械組成、制缽工序及各自的優(yōu)缺點，從能否滿足作物育秧的農藝要求、能否實現(xiàn)機械化制缽的要求和能否實現(xiàn)工廠化育秧要求這三方面為最基本的出發(fā)點，得出一般農作物的制缽工序：加底土→壓實且打播種孔→播種→覆土→再壓實→缽體脫模。這種制缽工序最主要有點在于兩次壓實之間先播種后覆土的工序，一方面避免了作物種子的機械損傷，更重要的是為種子的發(fā)芽和成長創(chuàng)造了良好的生長環(huán)境。因為播種坑下部分的營養(yǎng)土受到兩次的壓實而比較結實，有利于缽體移動、育苗和移栽等機械化操作；播種坑和種坑上部的營養(yǎng)土只受一次壓實，土質較松有利于作物種子的發(fā)芽和成長。接下來是依據通用制缽工序，采用直線式、沖壓式等機械原理，設計制缽機?？偠灾评彊C的研制要從生產實踐著手，根據不同農作物的生物特性，開發(fā)的制缽機不僅能實現(xiàn)制造缽體的工廠化和機械化，也要使得缽體能滿足不同作物秧苗的農藝要求。完成營養(yǎng)缽的制造和精密播種兩大功能，減少勞動力和勞動時間，提高農民的經濟效益。 制育秧缽機的基本設計要求（） 育秧缽 3000個/小時。 ZB60型育秧缽機。 結構簡單，體積小，維護方便，成本低。 8～10年，6～7個月檢修一次。 主要設計工作 根據已有的制育秧缽機機構，分析其工藝性及經濟性，找出其不足之處及不合理的地方，確定需要改進的部分，提出創(chuàng)新之處。通過改進設計出一款新制育秧缽機，使其結構簡單、拆裝方便、性能穩(wěn)定、成本低廉，并完成該產品的結構化設計。第2章 改進型制育秧缽機的方案設計 工藝方案分析1. 最早的手工制秧缽的方法步驟：（1）將肥料和土壤拌均勻，用篩子篩細； （2）將上述土壤放入一個模子中， a 所示； （3）用一沖頭將土壤沖緊，沖頭下部有一凸頭， b 所示； （4）再將模子托起，育秧缽被沖出， c 所示。a) b) c) 手工制作育秧缽步驟由手工制缽的方法可知，制造缽體需要三個工藝流程，即填料→沖壓成型→沖出成品→進入下一個循環(huán)。 2. 已有制育秧缽機的工作原理 這種制缽方法很像制作蜂窩煤。它的動作過程是這樣的：電動機1經帶傳動、齒輪傳動將動力和運動傳給齒輪7。齒輪7一方面通過偏心銷使運動經由連桿8帶動滑動支架作上下移動，另一方面齒輪7又由一對錐齒輪將運動傳到端面凸輪離合器11（它和軸用導向鍵聯(lián)接，不僅能隨軸轉動，而且還能在軸上移動）。若端面凸輪在旁邊固定著的從動滾子10的強制下，向上抬起并壓縮彈簧，離合器11就處在脫開狀態(tài)，在其下面的齒輪9（和軸空套）就不會轉動。當端面凸輪繼續(xù)轉到凸輪凹面與從動滾子10接觸時，端面凸輪就會在彈簧力的作用下向下推移，使離合器嚙合，運動就經過齒輪9帶動轉盤轉動。當轉到一定位置時，凸輪會再次轉到凸面與滑輪接觸，此時凸輪又會在滑輪的強制下使離合器再次脫開，齒輪9就會停止轉動。這一過程恰好轉盤轉過60176。，而被定位銷20銷住，也就是在轉盤停頓的時間里，滑動支架正好帶著固定在它上面的壓緊沖頭和沖出沖頭在?？字凶饕淮紊舷峦鶑瓦\動，以完成壓緊和沖出一只育秧缽的過程。 這種制缽機有如下的缺點：（1） 結構復雜、零件較多；（2） 容易損壞、不易維修；（3） 造價較高。 新方案的形成 在了解已有制育秧缽機結構及其工作原理的基礎上，在設計新的制缽機時有下面幾點值得改進： （1） 育秧缽的壓制壓力較小，用手制造時估計沖擊壓力約為100公斤左右，故壓緊 機構可以設計得簡單一些； （2） 已有制缽機的轉盤是間歇運動，是靠端面凸輪離合器實現(xiàn)的。凸輪每轉動60 176。 就停頓一次，機構比較復雜，凸輪不易制作，且容易失效，造價也高。改進型制育秧缽機在轉盤轉動的同時進行壓緊和沖出動作，從而取消了定位裝置和端面凸輪離合器，這樣，動作和機構都比較簡單、也不容易失效； （3） 攪拌叉19可以直接裝在齒輪9的軸上、省掉一對錐齒輪； （4） 用轉盤的方法將?？邹D位，此方法比較簡單，應該保留。 這樣，在參考已有制缽機的基礎上加以改進，就形成了一個新的設計方案。改進型制育秧缽機與已有制缽機相比有如下優(yōu)點：（1） 轉盤轉動是連續(xù)的，無停頓間歇，生產效率高，每小時生產育秧缽約3000個；（2） 制缽壓緊力大小均勻、適宜，其壓緊沖擊力約1000N；（3） 整體結構簡單，體積小，配套功率小，能耗少；（4） 動力機構傳動鏈短，零件使用壽命長，且維修方便，造價低廉。 該機非常適合于瓜果、蔬菜、花卉以及棉花等經濟作物大規(guī)模育秧使用。第三章 工作機構的設計 工作機構的功能 工作機構包括攪拌箱、攪拌器、?？邹D盤。沖頭等，其主要功能是： （1） 將沒有攪拌均勻的配有肥料的土壤再次攪拌均勻（土壤的含水率應保持在 18%22%，即用手可以捏成團，而落地即散碎），然后撥入?？字敝脸錆M再將多余的土壤刮掉； （2） ?？字兴缮⒌耐寥澜浀谝坏拦の粔壕o后，再經第二道工位將壓緊成型的育秧缽 從模孔中沖出； （3） 將相鄰?？滓频經_頭下面，再重復上述過程。針對工作機構的要求，并參考已有制育秧缽機的工作機構，改進后的新方案有如下一些特點： （1) 攪拌的結構不變； （2) ?？邹D盤的結構不變，只是將間歇轉動改變?yōu)檫B續(xù)轉動，取消了端面凸輪離合器，簡化了機構； （3) 因為轉盤轉動是連續(xù)的，無停頓時間，所以要求沖頭在壓緊和沖出過程中，也要跟隨轉盤一起轉動。而在回程中當脫離轉盤以后，又要回到原來的位置，進行下一次壓緊和沖出動作。為此。圖中兩個沖頭固定在沖頭座上，而沖頭座空套在軸上，由偏心輪經過連桿帶動兩個沖頭一起作上下運動，完成壓緊和沖出動作。當沖頭進入?？缀螅碗S轉盤一起轉動。當沖頭退出?？讜r，由于扭力彈簧的作用，沖頭就回到原來的位置。為了使沖頭準確地回到原來的位置和準確地進入?？?，必須設計定位和調整裝置。調整螺釘座固定在軸上，用調整螺釘調整沖頭的平面位置，以使沖頭準確地進入?？住? 對工作機構的要求1. 攪拌原料、填料、刮除余料為了能更好的使各種原料混合均勻，土壤原料可在送入攪拌器前人工進行加工均勻混合，將土壤在攪拌箱內充分攪拌均勻，然后靠攪拌器推動及自身的重力和流動性填入?？缀蠊纹?。攪拌器以旋轉的方式運動，以實現(xiàn)連續(xù)循環(huán)工作。 2. 物料的輸送和各工藝的轉接 為了實現(xiàn)指定的生產，要求轉盤上的?？讛?shù)不得少于4個，即待料?？?、填料模孔、成型模孔、沖出模孔。模孔制作在轉盤上，一起作回轉運動，在各個傳動件的協(xié)調動作下，使其具有一定的速度和位移，完成缽體的制作工藝。 制作育秧缽的工藝流程圖3. 成型和沖出的實現(xiàn) 為了提高生產率和簡化結構，將成型和沖出分兩個沖頭同時實現(xiàn)，沖頭作上下直線往復運動，由于成型和沖出要求的行程不同，故兩沖頭的長度有差別，其尺寸長度與缽體和轉盤的尺寸有關。由于兩沖頭的運動規(guī)律相同，可用同一個機構來帶動，因行程較長，這里選用曲柄滑塊機構來帶動兩沖頭動作。 4. 各機構之間的協(xié)調關系 為了使該機實現(xiàn)規(guī)定的動作，要求各機構（包括傳動機構、執(zhí)行機構和其它輔助機構）必須滿足一定的關系，不能發(fā)生干涉。因該機的轉盤是連續(xù)旋轉的，所以要求沖頭在沖壓和沖出過程中能與轉盤一起轉動，而在沖壓或沖出完成后，能立即回到初始位置，繼續(xù)下一個循環(huán)動作。同時，沖頭在沖壓前（即空行程結束時）要能與轉盤的?？缀芎玫呐浜仙希@就要求帶動沖頭的曲柄滑塊機構和帶動轉盤的轉位機構的速比一定和滿足一定的傳動精度。 5. 各傳動機構的速度控制和實現(xiàn) 為了實現(xiàn)已經擬定的生產率，考慮到原動機（這里用電動機）的轉速過高的問題，需用減速裝置將原動機的速度降到所需的速度。在各種的傳動系統(tǒng)中，齒輪傳動以其傳動效率精度高，結構緊湊，傳動平穩(wěn)，壽命長的優(yōu)點而得到廣泛的應用，所以這里主要選用齒輪作各執(zhí)行機構的傳動裝置。 擬定機器的工作原理圖和運動循環(huán)圖 1. 工作原理圖 制造育秧缽工作原理圖該機的動力由電動機經減速裝置減速后，分兩條傳動路線傳動到執(zhí)行機構，一路經齒輪機構、曲柄連桿機構傳到滑桿，滑桿帶動沖頭作上下的直線往復運動；另一路通過其它齒輪傳動，將動力提供給轉盤和攪拌器，使其實現(xiàn)物料的攪拌和?？邹D盤的轉位動作。 2. 繪制兩沖頭工作循環(huán)圖由于沖頭每作一次循環(huán)運動，轉盤轉動60176。，這里按轉盤每轉動60176。（偏心輪轉動360176。）為一周期進行繪制循環(huán)圖。沖頭的行程位移公式（以沖頭運動到最低點為位置零點）為： （31）其中 —為偏心輪的半徑； —為偏心輪的轉角； —連桿長度； —導桿的長度。： 方案確定 本次設計由老式制缽機改進得來，通過對老式制缽機的結構功能分析，并針對各個機構分別進行討論，得出新的制缽機方案。：特點：直接用齒輪傳遞功率和動力，轉盤工作過程中不停歇。實現(xiàn)簡單、可靠，沒有沖擊、振動，運動平穩(wěn)。但對沖頭工作中的定位和運動精度的要求相對較高。（間歇式）對本機來說，由于其結構相對簡單，沖擊不是很大，精度要求一般，因此可選用比較常用的槽輪機構做本機的間歇式