【文章內(nèi)容簡介】 配套技術(shù)研究”，研制出“精密播種生、產(chǎn)線設(shè)備　”，主要用來制造以蔬菜、甜菜為主的苗缽?！皺C(jī)械化制缽機(jī)的研制”課題被國家科委列入“九五”攻關(guān)項(xiàng)目，已研制出2ZBJ50型機(jī)械化制缽機(jī)，能實(shí)現(xiàn)制缽過程機(jī)械化操作，制造出來的營養(yǎng)缽能夠滿足玉米、棉花等經(jīng)濟(jì)作物的移栽要求?？傮w來講，我國制缽機(jī)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(yīng)性更廣的機(jī)型正在研究中或已研制出來，將能更好的為國民生產(chǎn)發(fā)展作貢獻(xiàn)。2. 國外發(fā)展概況 20世紀(jì)初期，歐洲一些國家開始大量種植蔬菜和經(jīng)濟(jì)作物，出現(xiàn)了早期的近代秧苗栽植機(jī)具。這些機(jī)具仍為手動栽植，只是減輕了栽秧者肢體反復(fù)屈伸的繁重勞動；到20世紀(jì)30年代后期，出現(xiàn)了栽植機(jī)構(gòu)或栽秧器代替人工直接栽秧，使送秧入溝過程實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化；自20世紀(jì)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(chǎn)技術(shù)研究，研制出多種不同結(jié)構(gòu)型式的半自動移栽機(jī)和制缽機(jī)；至20世紀(jì)70年代，前蘇聯(lián)蔬菜栽植機(jī)械化水平為58%，國營農(nóng)場已達(dá)67%；到20世紀(jì)80年代，半自動移栽機(jī)已在西方國家的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用，制缽；育苗和移栽已形成完整的機(jī)械作業(yè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了各種機(jī)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(yīng)的自動化移栽設(shè)備在技術(shù)上基本達(dá)到了完善，亦廣泛應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。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(chǎn)和幾乎全部的大地花卉生產(chǎn)都采用育苗移栽生產(chǎn)工藝。3. 新制缽工序和制缽機(jī)開發(fā)展望通過分析已有制缽機(jī)的機(jī)械組成、制缽工序及各自的優(yōu)缺點(diǎn)，從能否滿足作物育秧的農(nóng)藝要求、能否實(shí)現(xiàn)機(jī)械化制缽的要求和能否實(shí)現(xiàn)工廠化育秧要求這三方面為最基本的出發(fā)點(diǎn)，得出一般農(nóng)作物的制缽工序：加底土→壓實(shí)且打播種孔→播種→覆土→再壓實(shí)→缽體脫模。這種制缽工序最主要有點(diǎn)在于兩次壓實(shí)之間先播種后覆土的工序，一方面避免了作物種子的機(jī)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?yàn)椴シN坑下部分的營養(yǎng)土受到兩次的壓實(shí)而比較結(jié)實(shí)，有利于缽體移動、育苗和移栽等機(jī)械化操作；播種坑和種坑上部的營養(yǎng)土只受一次壓實(shí)，土質(zhì)較松有利于作物種子的發(fā)芽和成長。接下來是依據(jù)通用制缽工序，采用直線式、沖壓式等機(jī)械原理，設(shè)計制缽機(jī)?？偠灾?，制缽機(jī)的研制要從生產(chǎn)實(shí)踐著手，根據(jù)不同農(nóng)作物的生物特性，開發(fā)的制缽機(jī)不僅能實(shí)現(xiàn)制造缽體的工廠化和機(jī)械化，也要使得缽體能滿足不同作物秧苗的農(nóng)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(nóng)民的經(jīng)濟(jì)效益。 制育秧缽機(jī)的基本設(shè)計要求（） 育秧缽 3000個/小時。 ZB60型育秧缽機(jī)。 結(jié)構(gòu)簡單，體積小，維護(hù)方便，成本低。 8～10年，6～7個月檢修一次。 主要設(shè)計工作 根據(jù)已有的制育秧缽機(jī)機(jī)構(gòu)，分析其工藝性及經(jīng)濟(jì)性，找出其不足之處及不合理的地方，確定需要改進(jìn)的部分，提出創(chuàng)新之處。通過改進(jìn)設(shè)計出一款新制育秧缽機(jī)，使其結(jié)構(gòu)簡單、拆裝方便、性能穩(wěn)定、成本低廉，并完成該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)化設(shè)計。第2章 改進(jìn)型制育秧缽機(jī)的方案設(shè)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(xì)； （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(jìn)入下一個循環(huán)。 2. 已有制育秧缽機(jī)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(jī)1經(jīng)帶傳動、齒輪傳動將動力和運(yùn)動傳給齒輪7。齒輪7一方面通過偏心銷使運(yùn)動經(jīng)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(yùn)動傳到端面凸輪離合器11（它和軸用導(dǎo)向鍵聯(lián)接，不僅能隨軸轉(zhuǎn)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(qiáng)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(zhuǎn)動。當(dāng)端面凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)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(yùn)動就經(jīng)過齒輪9帶動轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動。當(dāng)轉(zhuǎn)到一定位置時，凸輪會再次轉(zhuǎn)到凸面與滑輪接觸，此時凸輪又會在滑輪的強(qiáng)制下使離合器再次脫開，齒輪9就會停止轉(zhuǎn)動。這一過程恰好轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過60176。，而被定位銷20銷住，也就是在轉(zhuǎn)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?fù)運(yùn)動，以完成壓緊和沖出一只育秧缽的過程。 這種制缽機(jī)有如下的缺點(diǎn)：（1） 結(jié)構(gòu)復(fù)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(jī)結(jié)構(gòu)及其工作原理的基礎(chǔ)上，在設(shè)計新的制缽機(jī)時有下面幾點(diǎn)值得改進(jìn)： （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(jī)構(gòu)可以設(shè)計得簡單一些； （2） 已有制缽機(jī)的轉(zhuǎn)盤是間歇運(yùn)動，是靠端面凸輪離合器實(shí)現(xiàn)的。凸輪每轉(zhuǎn)動60 176。 就停頓一次，機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，凸輪不易制作，且容易失效，造價也高。改進(jìn)型制育秧缽機(jī)在轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的同時進(jìn)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(jī)構(gòu)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(zhuǎn)盤的方法將模孔轉(zhuǎn)位，此方法比較簡單，應(yīng)該保留。 這樣，在參考已有制缽機(jī)的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，就形成了一個新的設(shè)計方案。改進(jìn)型制育秧缽機(jī)與已有制缽機(jī)相比有如下優(yōu)點(diǎn)：（1） 轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動是連續(xù)的，無停頓間歇，生產(chǎn)效率高，每小時生產(chǎn)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(jié)構(gòu)簡單，體積小，配套功率小，能耗少；（4） 動力機(jī)構(gòu)傳動鏈短，零件使用壽命長，且維修方便，造價低廉。 該機(jī)非常適合于瓜果、蔬菜、花卉以及棉花等經(jīng)濟(jì)作物大規(guī)模育秧使用。第三章 工作機(jī)構(gòu)的設(shè)計 工作機(jī)構(gòu)的功能 工作機(jī)構(gòu)包括攪拌箱、攪拌器、?？邹D(zhuǎn)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(yīng)保持在 18%22%，即用手可以捏成團(tuán)，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?jīng)第一道工位壓緊后，再經(jīng)第二道工位將壓緊成型的育秧缽 從?？字袥_出； （3） 將相鄰?？滓频?jīng)_頭下面，再重復(fù)上述過程。針對工作機(jī)構(gòu)的要求，并參考已有制育秧缽機(jī)的工作機(jī)構(gòu)，改進(jìn)后的新方案有如下一些特點(diǎn)： （1) 攪拌的結(jié)構(gòu)不變； （2) ?？邹D(zhuǎn)盤的結(jié)構(gòu)不變，只是將間歇轉(zhuǎn)動改變?yōu)檫B續(xù)轉(zhuǎn)動，取消了端面凸輪離合器，簡化了機(jī)構(gòu)； （3) 因?yàn)檗D(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)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(zhuǎn)盤一起轉(zhuǎn)動。而在回程中當(dāng)脫離轉(zhuǎn)盤以后，又要回到原來的位置，進(jìn)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(jīng)過連桿帶動兩個沖頭一起作上下運(yùn)動，完成壓緊和沖出動作。當(dāng)沖頭進(jìn)入模孔后，就隨轉(zhuǎn)盤一起轉(zhuǎn)動。當(dāng)沖頭退出模孔時，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(zhǔn)確地回到原來的位置和準(zhǔn)確地進(jìn)入?？祝仨氃O(shè)計定位和調(diào)整裝置。調(diào)整螺釘座固定在軸上，用調(diào)整螺釘調(diào)整沖頭的平面位置，以使沖頭準(zhǔn)確地進(jìn)入?？?。 對工作機(jī)構(gòu)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(jìn)行加工均勻混合，將土壤在攪拌箱內(nèi)充分?jǐn)嚢杈鶆颍缓罂繑嚢杵魍苿蛹白陨淼闹亓土鲃有蕴钊肽？缀蠊纹?。攪拌器以旋轉(zhuǎn)的方式運(yùn)動，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)循環(huán)工作。 2. 物料的輸送和各工藝的轉(zhuǎn)接 為了實(shí)現(xiàn)指定的生產(chǎn)，要求轉(zhuǎn)盤上的?？讛?shù)不得少于4個，即待料?？住⑻盍夏？住⒊尚湍？住_出?？?。模孔制作在轉(zhuǎn)盤上，一起作回轉(zhuǎn)運(yùn)動，在各個傳動件的協(xié)調(diào)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(shí)現(xiàn) 為了提高生產(chǎn)率和簡化結(jié)構(gòu)，將成型和沖出分兩個沖頭同時實(shí)現(xiàn)，沖頭作上下直線往復(fù)運(yùn)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(zhuǎn)盤的尺寸有關(guān)。由于兩沖頭的運(yùn)動規(guī)律相同，可用同一個機(jī)構(gòu)來帶動，因行程較長，這里選用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)來帶動兩沖頭動作。 4. 各機(jī)構(gòu)之間的協(xié)調(diào)關(guān)系 為了使該機(jī)實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動作，要求各機(jī)構(gòu)（包括傳動機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和其它輔助機(jī)構(gòu)）必須滿足一定的關(guān)系，不能發(fā)生干涉。因該機(jī)的轉(zhuǎn)盤是連續(xù)旋轉(zhuǎn)的，所以要求沖頭在沖壓和沖出過程中能與轉(zhuǎn)盤一起轉(zhuǎn)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(jié)束時）要能與轉(zhuǎn)盤的模孔很好的配合上，這就要求帶動沖頭的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和帶動轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的速比一定和滿足一定的傳動精度。 5. 各傳動機(jī)構(gòu)的速度控制和實(shí)現(xiàn) 為了實(shí)現(xiàn)已經(jīng)擬定的生產(chǎn)率，考慮到原動機(jī)（這里用電動機(jī)）的轉(zhuǎn)速過高的問題，需用減速裝置將原動機(jī)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(jié)構(gòu)緊湊，傳動平穩(wěn)，壽命長的優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛的應(yīng)用，所以這里主要選用齒輪作各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的傳動裝置。 擬定機(jī)器的工作原理圖和運(yùn)動循環(huán)圖 1. 工作原理圖 制造育秧缽工作原理圖該機(jī)的動力由電動機(jī)經(jīng)減速裝置減速后，分兩條傳動路線傳動到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，一路經(jīng)齒輪機(jī)構(gòu)、曲柄連桿機(jī)構(gòu)傳到滑桿，滑桿帶動沖頭作上下的直線往復(fù)運(yùn)動；另一路通過其它齒輪傳動，將動力提供給轉(zhuǎn)盤和攪拌器，使其實(shí)現(xiàn)物料的攪拌和?？邹D(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)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(yùn)動，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動60176。，這里按轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)動60176。（偏心輪轉(zhuǎn)動360176。）為一周期進(jìn)行繪制循環(huán)圖。沖頭的行程位移公式（以沖頭運(yùn)動到最低點(diǎn)為位置零點(diǎn)）為： （31）其中 —為偏心輪的半徑； —為偏心輪的轉(zhuǎn)角； —連桿長度； —導(dǎo)桿的長度。： 方案確定 本次設(shè)計由老式制缽機(jī)改進(jìn)得來，通過對老式制缽機(jī)的結(jié)構(gòu)功能分析，并針對各個機(jī)構(gòu)分別進(jìn)行討論，得出新的制缽機(jī)方案。：特點(diǎn)：直接用齒輪傳遞功率和動力，轉(zhuǎn)盤工作過程中不停歇。實(shí)現(xiàn)簡單、可靠，沒有沖擊、振動，運(yùn)動平穩(wěn)。但對沖頭工作中的定位和運(yùn)動精度的要求相對較高。（間歇式）對本機(jī)來說，由于其結(jié)構(gòu)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(jī)構(gòu)做本機(jī)的間歇式