【正文】 薯塊由 1 點拋出后落在旋齒 2 的最大半徑 2點上，薯塊的降落高度為 1y ，降落的時間為 t ，在此時 問內旋齒 2 由水平位置轉過的角度為 2wt .相鄰兩旋齒軸心的水平距離可由下式表示 : 畢 業(yè) 論 文 （ 設 計 ） 用 紙 佳木斯大學教務處 第 34 頁 222121c os)(wtrXtVrwXXXXm????? 又 ?cosLX? 所以 ?c o sc o s)( 22 LwtrtVrw m ??? （ 5） 試驗表明薯塊落在 2 點時，旋齒 2 的轉角為 ?? 40~20 較為合適。 由于 ?? ??? ? wt90 ，薯塊向后運動的極限條件為 ? = ?90 ，即 ??wt 由于 )s in (2 ??? wtgrw 所以 )c o sc o ss i n( s i n2 ?? wtwtgrw ?? )c o s21( 22 ???grw 為深證薯塊向后運動，旋齒的運動參數(shù) rw2 必須大于 )cos21( 2 ??g ，或者是分離器和水平面的傾斜角 grwg 2a rc c os 2???。 假設薯塊在旋齒最人半徑處被拋起，薯塊所受到的作用力有 :重力 mg、法向反力 Fn、離心力和摩揀力。 旋齒分離器的運動分析 旋齒式分離器工作時 .由 于旋齒的回轉運動使薯塊產(chǎn)生離心力而被拋離旋齒，土壤受到旋齒的打擊和剪切作用破碎后落至地面，從而達到薯塊與土壤分離的目的 . 薯塊在旋齒分離器匕的受力情況如圖 52(a)所示。分離器的四組旋齒交錯排列，各組旋齒相位差為 ?90 ，齒距為 18mm。 新型的 4UT 一 2 型馬鈴薯收獲機的挖掘部件采用鴨掌鏟，其挖凈寬達 %上 .以分離機構采 用旋齒分離器，旋齒分離機構與抖動鏈式比較有突出的優(yōu)點，為了給結構設計提供依據(jù)，本章對分離器各參數(shù)之間的關系進行理論探討。他們的二維視圖我已經(jīng)用 CAD 軟件繪制出來了。耳座有兩種類型，它們的結構示意圖如圖 45 和 46 所示： 畢 業(yè) 論 文 （ 設 計 ） 用 紙 佳木斯大學教務處 第 26 頁 圖 45 耳座 1 圖 46 耳座 2 畢 業(yè) 論 文 （ 設 計 ） 用 紙 佳木斯大學教務處 第 27 頁 旋齒分離裝置共有 3 組。 圖 44 旋齒結構示意圖 旋齒分離裝置主要有旋齒、旋齒軸、耳座組成。 圖 43 旋齒分離示意圖 畢 業(yè) 論 文 （ 設 計 ） 用 紙 佳木斯大學教務處 第 25 頁 分離裝置的結構設計 旋齒設計參數(shù)主要為旋齒的半徑、旋齒展開的總長度，旋齒半徑為 83mm,旋齒展 開總長度為 383mm。 畢 業(yè) 論 文 （ 設 計 ） 用 紙 佳木斯大學教務處 第 24 頁 圖 42弧形撥齒分離機構簡圖 1. 弧形撥齒 綜上所述，進行綜合對比分析可以得出，弧形撥齒式分離裝置結構簡單，分離效果克服了抖動鏈式和篩式分離裝置在小型馬鈴薯聯(lián)合收獲機械和中粘性土壤中使用的限制。采用弧形撥齒式分離裝在撥齒的破碎、撥動、拋擲作用下，能夠使土塊更好的破碎，薯土分離的效率和效果也到提高。這種分離裝置主要由弧齒、連接桿、和轉動軸組其單個機構結構簡圖如圖 42 所示。抖動鏈式和擺動篩式分離機構相比，滾筒篩分離能力較差，對于帶內螺旋的滾筒篩可以過提高滾筒的轉速來提高分離能力，但由于速越高，薯塊離開分離篩時的速度也越大，拋起的高度也更高 ,就會造成落地時薯塊損率提高。 滾筒篩 式分離機構一般作為后續(xù)分離輸送部件應用在單行馬鈴薯收獲機械上，它在離的過程中通過篩內表面上裝有的葉片，在分離的同時提升薯塊。擺動篩式分離機構主要通過擺動篩的擺動、拋擲作用實現(xiàn)分離目的，它的分能力比抖動鏈式強，它不僅能夠篩分土壤，而且還能把篩面上的混合物向上輸送。再說，如果使用抖動作用過強的抖動會影響到薯土混合物的輸送，同時薯塊也容易受到損傷。 畢 業(yè) 論 文 （ 設 計 ） 用 紙 佳木斯大學教務處 第 23 頁 升運鏈式薯土分離機構在砂性土壤中工作良好，但是在相對有點粘性的土壤中工作狀況是很理想。薯塊和土壤混合物被挖掘鏟挖出后進入升運鏈的前端，隨著升運鏈的運動被輸送到升運鏈的后端，在整個輸送過程中鏈條的振和抖動作用，使薯塊和土 壤混合物碎裂，碎裂后的小土塊和土壤顆粒通過升運鏈的空隙到地面，從而完成薯塊和土壤的分離。這種分離裝置主要是過鏈條抖動和薯塊及其夾雜物的幾何尺寸不同而行分離，在分離的過程中小夾雜物、動后的碎土塊將從抖動鏈的桿條空隙中漏下，薯塊將被輸送至后續(xù)的裝置。目前馬鈴薯收獲機械上用的分離裝置種類比較多，主要有抖動鏈式、篩式弧形撥齒式幾種，它們除了分離作用外還起著輸送作用。 畢 業(yè) 論 文 （ 設 計 ） 用 紙 佳木斯大學教務處 第 20 頁 圖 35 撥土輪撥土板 圖 36 撥土輪輔板 畢 業(yè) 論 文 （ 設 計 ） 用 紙 佳木斯大學教務處 第 21 頁 撥土輪的焊合圖如圖 37 所示： 圖 37 撥土輪焊合 撥土輪的整個裝配圖如圖 38 你所示： 圖 38 撥土輪的裝配圖 畢 業(yè) 論 文 （ 設 計 ） 用 紙 佳木斯大學教務處 第 22 頁 第 4 章 分離裝置的設計 分離裝置的選型 馬 鈴薯分離裝置主要是將挖掘鏟送來的薯土混合物進行分離。 圖 34 喂入輪組裝焊合 撥土輪的設計 撥土輪主要由撥土輪撥土板、撥土輪輔板、撥土輪軸組成。經(jīng)過分析該機構與整機的協(xié)調性，確定了每個零件的參數(shù)與尺寸，并運用 CAD 軟件繪制出來了他們的二維圖形（如下圖所示）。 圖 23 中間鏟展開圖 畢 業(yè) 論 文 （ 設 計 ） 用 紙 佳木斯大學教務處 第 16 頁 圖 24 右側鏟 畢 業(yè) 論 文 （ 設 計 ） 用 紙 佳木斯大學教務處 第 17 頁 圖 25 左側鏟 畢 業(yè) 論 文 （ 設 計 ） 用 紙 佳木斯大學教務處 第 18 頁 第 3 章 喂入輪與撥土輪的設計 撥土輪、喂入輪在整機結構中屬于輔助裝置，他們的主要作用是把挖掘鏟挖出的薯塊與土壤送入旋齒分離機構，進而把薯塊與土壤分離開來。 保證挖進的土壤和馬鈴薯不會從兩邊滑落，需在挖掘鏟的兩側加設擋板，擋板為平行四邊形，焊接在機架上。在二階平面鏟的折彎點 B 處，掘起物下層土壤被折彎，有利于碎土作用。工作速度太低，生產(chǎn)率太低，影響馬鈴薯的適時收獲，從而工作速度 應當有一個合適的范圍。因而當 h 保持不變而角 ? 減小的情況下，挖掘鏟的長度勢必會加長，這樣同樣也會引起阻力的增加，由此可見，角 ? 值越大，挖掘鏟的總長度就越短。實際上， ? 角隨挖掘畢 業(yè) 論 文 （ 設 計 ） 用 紙 佳木斯大學教務處 第 14 頁 鏟需要提升物的高度 h 和對松碎土壤的要求而定， h 的大小因鏟后 適用的分離裝置種類而異。時，計算鏟的總阻力為 19302218N，根據(jù)以上分析， 4UT 一 2型馬鈴薯挖掘機挖掘鏟工作總阻力不會超過 6500N。取挖掘深度 h 為 15~18cm，鏟面傾角a=15? 。鏟刃切割土壤所需要的力 : KAP?1 ( 2 一 8) 鏟體受到總阻力可以用下面的關系式來表達 : KAGPPR )ta n (1 ?? ???? (2 一 9) 其中 : K— 挖掘壟溝的比阻系數(shù) ( 2/mN )，見表 21 A— 鏟起來壟臺的橫截面積 ( 2m ) 表 21 馬鈴薯挖掘鏟挖掘薯壟時的比阻系數(shù) 挖掘比阻系數(shù)數(shù) 土壤性質質 比阻最小值 (N/時 ) 比阻最大值 (N/擴 ) 輕質土壤 1600000 2021000 中等輕質土壤 2021000 2400000 中等堅實土壤 2400000 3000000 據(jù)資料介紹，當鏟面上掘起物橫斷面積 A 為 一 2m ，在輕質土壤里? =150? ，摩擦角 =36? 。 N— 挖掘鏟對土壤的反作用力 (N)。 G— 鏟面上掘起物的重力 (N)。因此，在土壤濕度大或雜草多的條件下作業(yè)，其 ? 角應取小些，據(jù)試驗表明，挖掘鏟的鏟刃張角 ? 在 80? 120? 范圍內較適宜，當 ? 角大于 120? 后，莖稈和雜草不易與鏟刃形成滑移現(xiàn)象，因而容易引起堵塞，摩擦角 1? =40? 42? (摩擦系數(shù)為 一 )，如果莖稈和雜草能夠滑移鏟刃，土壤一定能夠滑移鏟刃，因為土壤與鋼的摩擦角小于莖稈與鋼的摩擦角，因此該挖掘鏟鏟刃夾角 ? =96? 。 鏟刃夾角 選擇挖掘鏟刃夾角的值時，必須考慮雜草和莖稈都能滑離鏟刃，使莖稈滑離刃口的受力如圖 21 所示，它必須滿足下列不等式 : 11111 ?tgRuRR nnt ?? (2 一 1) 式中 tR1 — 莖稈作用于鏟刃的摩擦力 (N) nR1 — 作用于鏟刃的法向壓力 (N) 1u — 莖稈對鋼 的摩擦系數(shù)， 1u =tg 1? 從圖中得到下列不等式 : 2902s in2c o s1111?????????tgRR (2 一 2) 1R — 作用于鏟刃的阻力 (N) 鏟刃張角的大小必須使莖稈和雜草能夠沿刃口滑移， ? 角過大，莖稈和雜草不能被切畢 業(yè) 論 文 （ 設 計 ） 用 紙 佳木斯大學教務處 第 12 頁 斷，會引起鏟前堵塞 。挖掘鏟的主要參數(shù)有 :鏟體寬度 B，鏟刃夾角 e、鏟面傾角 Q、鏟體長度 L，挖掘鏟受力特性如圖 21 所示。要在不同的土壤條件和濕度下，圓滿地完成這一任務或與它有關的各項任務是非常困難的。 為了滿足以上要求，該機選用了組合式挖掘鏟，主要由二階平面鏟、鏟架組成。 (3)盡可能使土壤松碎并順利地將掘起物輸送到抖動分離裝置 。 3）運用 CAD 軟件對主要機構進行二維繪圖 4）主要技術路線如下： 文獻檢索 調研 綜合分析 提出預設計方案 確定主要參數(shù) 繪制圖樣 結構優(yōu)化 改進 完善設計 畢 業(yè) 論 文 （ 設 計 ） 用 紙 佳木斯大學教務處 第 10 頁 第 2 章 挖掘部件的設計 挖掘鏟的設計要求 馬鈴薯挖掘鏟的主要功用在于掘出薯塊并將薯塊輸送給抖動分離裝置，且盡量減少進入機具