【正文】 改變溝渠的位置，以利于果樹、蔬菜的正常生長(zhǎng)，單從種植管理的角度來說，對(duì)溝壁、溝型并沒有過分特殊的要求，只希望溝中的水能流通、肥料能保證供應(yīng)、果蔬的根部不被水 泡爛、不缺肥即可。 關(guān)鍵詞： 開溝；刀盤；拋土； Design of the Micro Ditching machine Student:Yi bin Tutor:Tangchuzhou (Engineering college, Hunan Agricultural University, Changsha 410128,China) Abstract： The working methods and principles of the ditching machine ing form home and abroad are analyzed and pared in this paper. By bining the present ditching mode in the advantages and disadvantages and the postposition that ditching mechine being used. by paring the front set and back set ditching part, Finally,try to design a mini ditching machine. On the base of the Lantian 1dn4 micro rotary cultivator ,set a ditching part on the back,the working part and the moving part are independence corse of the power of the rotary cultivator transfer from the stuck cutter head drived by the chain structure of integel setting are simply and fit the need of the palling earth,we adopt the up casting method and set a 2 poiling board on the above,set a ditching scroop on the back of the poiling board, unevenness of the channel bottom is also eliminated. Setting is baffle to satisfy the need of operation security and the coefficient of the broken soil. The adjustable trail wheel is fixed to increase the fortable and operation simplicity. Based on theoretic research, rotaryditch machine is produced and orthogonal test is carried out in this working. Keywords： Ditching； Cutterhead； Soil casting 1 前言 近年來，隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和國(guó)家對(duì)三農(nóng)問題的關(guān)注，以及對(duì)農(nóng)業(yè)投入力度的加大，農(nóng)民種植經(jīng)濟(jì)作物的積極性明顯增加。采用上拋，并設(shè)置擋土板，從而達(dá)到覆土要求，開溝刀盤 后接開溝鏟，達(dá)到了溝底平整的要求，設(shè)置弧形擋板，滿足了操作安全性及碎土系數(shù)需要，安裝升降可調(diào)尾輪裝置，提高了操作舒適度和操作的方便性。開溝機(jī)構(gòu)動(dòng)力與采用牙嵌式離合器進(jìn)行傳遞，從而工作機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu)相互獨(dú)立，不相干涉。 1 微型開溝機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué) 生：易 彬 指導(dǎo)老師： 湯楚宙 (湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院，長(zhǎng)沙 410128) 摘 要： 本文分析比較了國(guó)內(nèi)外開溝機(jī)械的工作方法和原理，結(jié)合我國(guó)現(xiàn)有的開溝方式及現(xiàn)有小型旋耕機(jī)大量使用的現(xiàn)狀，比較了前置和后置式開溝方式設(shè)計(jì)圓盤式開溝部件，試設(shè)計(jì)一款微型開溝機(jī)。 以藍(lán)天 1dn4底盤為基礎(chǔ)，后掛開溝機(jī)構(gòu)。開溝刀盤動(dòng)力采用鏈傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕巧，運(yùn)行靈活。 在理論研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出開溝部件，并對(duì)開溝刀盤進(jìn)行受力分析， 對(duì)刀輥軸進(jìn)行校核。當(dāng)前人們生活水平的提高，大中城市對(duì)新鮮瓜果蔬菜的需要量越來越大，種植面積也在日益增加。但從世界范圍內(nèi)有限的土地資源不斷減少，節(jié)約用地的角度來說，卻希望溝壁盡可能陡直。 目前全世界范圍內(nèi)耕作制度發(fā)展上存在兩個(gè)明顯的趨勢(shì)：一是種植制度上熟制由少到多；二是在耕作次數(shù)上由多到少。 隨著科技的 發(fā)展，機(jī)械化栽培方式正在逐步代替手工勞作，極大地降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，但是機(jī)械化作業(yè)中由于機(jī)器在田間的多次碾壓，土壤被壓實(shí)而板結(jié)。 2 內(nèi)外研究現(xiàn)狀 開溝機(jī)主要有兩種：第一種為開種溝而設(shè)計(jì)的開溝器，開溝器為小型從動(dòng)部件，靠牽引作用力而開出適合種子發(fā)育的種床，溝形表現(xiàn)為小、窄、淺等特點(diǎn)，開溝器常作為播種機(jī)一附屬部件而掛靠其上；第二種為開排水溝或其它用途的開溝機(jī)，開溝機(jī)相對(duì)較大型 ，一般以主動(dòng)型部件為主，消耗功率大，體積大，溝深且寬 [5]。由于其牽引力小、能均勻散開溝內(nèi)土壤，工作效率高，因而得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。蘇聯(lián)從 1975 年開始推出一系列的旋轉(zhuǎn)開溝機(jī)產(chǎn)品： TP171A 全液壓銑切式開溝機(jī)、 MK47 犁刀 銑切式開溝機(jī)。兩大類型的開溝機(jī)主要區(qū)別在于：前者是開挖大型溝渠的大型機(jī)械，且能一次性成溝，所采用的是切拋分開型的刀齒；后者是臨時(shí)性的小溝渠，采用的是切拋合一型的刀齒 [711]。 國(guó)內(nèi)開溝機(jī) 我國(guó)開溝機(jī)的種類很多， 60 年代開始從國(guó)外引進(jìn)，從七十年代開始正式研制旋轉(zhuǎn)開溝機(jī)，通過自身研究和借鑒國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)，目前逐步 形成了適合我國(guó)國(guó)情的開溝機(jī)系列，到現(xiàn)在已經(jīng)有幾十種型號(hào)。加工過程相對(duì)鏵式犁切削速度要大。冀板將土推向兩面三刀側(cè)、冀尾板將溝壁壓緊，形成梯形斷面的溝渠，達(dá)到列溝培土的目的。該機(jī)型入土阻力小，質(zhì)量輕，工作性能好，可以開出成型溝，但溝型斷面不平整。 1K30型鏈?zhǔn)介_溝機(jī)主要特點(diǎn)；開溝理管時(shí)，溝形一次成型，種植山藥可不開溝只松土，刮土板改變刀齒排列，達(dá)到深松土 60～ 100cm，可節(jié)省大量人力。 （ 3） 螺旋式開溝機(jī) 2020 年?yáng)|北農(nóng)業(yè)大學(xué)針對(duì)了泥炭（沼澤地的產(chǎn)物）的開采而設(shè)計(jì)了一種 1KL100型立式螺旋式開溝機(jī) [14]，其工作部件采用錐螺旋式攪龍切拋土，可開挖出較大型梯形溝渠。采用雙軸結(jié)構(gòu)，兩套旋轉(zhuǎn)方向相反的刀軸同時(shí)切拋上下溝土，能開出小型矩形溝渠。定型為東方紅 75 拖拉機(jī)配套的1KD100 單圓盤旋轉(zhuǎn)開溝機(jī)和 1KD100 雙圓盤旋轉(zhuǎn)開溝機(jī)，為鐵牛 55 拖拉機(jī)配套了1K80雙圓盤旋轉(zhuǎn)開溝機(jī)。到 80年代，圓盤式開溝機(jī)又生產(chǎn)出一系列產(chǎn)品： 1KSQ35型（配套 千瓦拖拉機(jī)）、 1K0型、 1K351A型、 1K35型、 1KH35 型等 [16]。所以，開發(fā)出一種開溝機(jī)械，就能極大的解決這個(gè)問題。 油菜、棉花等作物是直根系忌濕作物，土壤水分適宜與否，對(duì)其生長(zhǎng)發(fā)育影響甚大，水分過多會(huì)造成缺氧，直接引起植株生理代謝過程變化，針對(duì)油菜、棉花等作物生長(zhǎng)特性，一般要求如下： 開溝要及時(shí)，以便抗旱排澇； 溝深、溝寬要符合要求并均勻一致； 拋土要均習(xí)。 目前，南方各水稻主產(chǎn)區(qū)大都以兩季連作， 10 月份晚稻收獲后的田塊留待第二年開春后翻耕種植早稻。為了充分、合理利用南方土地資源，加快種植業(yè)向農(nóng)機(jī)械化、產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展，因此設(shè)計(jì)一種開溝性能好且經(jīng)濟(jì)實(shí)用的開溝機(jī)械，解決農(nóng)民當(dāng)前開溝難的問題，提高種植效率和勞動(dòng)生產(chǎn)率，快速實(shí)現(xiàn)油菜種植機(jī)械化，具有重要意義。 工作原理 利用多功能農(nóng)用微型耕作機(jī)的旋耕刀軸，帶動(dòng)開溝刀盤順銑，即旋耕切削方向與驅(qū)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)方向一致。這時(shí)由于是已耕土壤，失去了地面的支承力，于是在土壤自身重力、離心力、磨擦力、科氏力、支持力等作用下沿正切韌刀面相對(duì)滑移，加上旋轉(zhuǎn)刀盤給予的牽連運(yùn)動(dòng)以及車身的前移牽連運(yùn)動(dòng)的合成，最終朝溝兩邊的前方和橫向上拋送，拋送的過程中一部分較大的土壤顆粒碰撞到刀盤正上方的曲面檔板，產(chǎn)生了三次碎土碰撞，最 后落到兩邊的廂面上。由于油菜等等經(jīng)濟(jì)作物廂面覆土要求平整、細(xì)碎、覆土厚度分布均勻等；對(duì)溝的要求是溝底的寬度，平整、寬溝、溝面整齊等，本開溝機(jī)為此布置了四個(gè)縱向切削開溝面，增添了開溝的寬度，加上單片刀片切土寬度相對(duì)較少，保證了開溝拋土的寬度，增進(jìn)了碎土效果。該結(jié)構(gòu)保證了離溝邊較遠(yuǎn)的覆土量接近于溝邊的覆土量 ，使得廂面覆土厚度一致 ??5 。 動(dòng)力的 傳遞： 7 傳動(dòng)比分配的基本原則 1）各種傳 動(dòng)的傳動(dòng)比，均有其合理應(yīng)用的范圍，通常不應(yīng)超過 。 3）各級(jí)傳動(dòng)中的大齒輪浸入油中的深度大致相近，從而使?jié)櫥顬榉奖恪? 如設(shè)計(jì)二級(jí)齒輪減速傳動(dòng)時(shí)，若傳動(dòng)比分配不當(dāng)，可能會(huì)導(dǎo)致中間軸大齒輪與低速軸發(fā)生干涉 。這種分配方法可使各級(jí)中間軸獲得較高轉(zhuǎn)速和較小的轉(zhuǎn)矩，因此軸及軸上零件的尺寸和質(zhì)量下降，結(jié) 構(gòu)較為緊湊。 6）在多級(jí)齒輪減速傳動(dòng)中，傳動(dòng)比的分配將直接影響傳動(dòng)的多項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 閉式傳動(dòng)中，齒輪多采用濺油潤(rùn)滑，為避免各級(jí)大齒輪直徑相差懸殊時(shí)，因大直徑齒輪浸油深度過大導(dǎo)致攪油損失增加過多，常希望各級(jí)大齒輪直徑相近。 傳動(dòng)比具體分配 配套動(dòng)力 ： 藍(lán)天 1 DN4型多功能農(nóng)用微型耕作機(jī) 功 率： 千瓦 轉(zhuǎn) 速： 1800 轉(zhuǎn) /分 總傳動(dòng)比為： 1 1800 / 6 300i ?? 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 1）各軸的轉(zhuǎn)速 耕種機(jī)動(dòng)力輸出軸為 0 軸，變速箱主軸為Ⅰ軸，低速軸為Ⅱ軸，刀軸為Ⅲ軸，各軸轉(zhuǎn)速為： 01 1 8 0 0 / m inn n r?? 2 1 8 0 0 / 3 6 0 0 / m i nnr?? 32/ 3 2 0 0 / m inn n r?? 51 / 1 4 .4 1 2 5 / m inn n r?? 8 2）各軸的軸功率 0 p kw?? 221 0 1 4. 4 0. 98 4. 22 6p p k w?? ? ? ? 2 1 1 2 4 . 2 2 6 0 . 9 8 0 . 9 7 4 . 0 1 7p p k w??? ? ? ? ? 225 1 2 4. 22 6 0. 97 3. 97 6p p k w?? ? ? ? 3）各軸輸入轉(zhuǎn)矩 T 1 1 19 5 5 0 / 9 5 5 0 4 . 2 2 6 / 1 8 0 0 2 2 . 4 2T p n N m? ? ? ? ? 2 2 29 5 5 0 / 9 5 5 0 4 . 0 1 7 / 6 0 0 6 3 . 9 4T p n N m? ? ? ? ? 5 5 59 5 5 0 / 9 5 5 0 3 . 9 7 6 / 1 2 5 2 5 3 . 1 3T p n N m? ? ? ? ? 初步估算軸的最小直徑。將有關(guān)值代入公式可見得： 3min 0 pdAn? 1 33m i n 1 014 . 2 2 61 0 5 1 3 . 9 5 5