棉田化肥深施机的设计
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专家系统与应用程序基于模糊集理论的有效性的评估农业机械摘要:农业机械生产的服务质量是代表农业成功的基本因素之一。从这个意义上说,有一个明确需要定义这些机器质量的具体指标,它有可能决定哪些机器适合不同工作条件。服务的技术系统概念的有效性代表质量的一个综合指标。本文运用模糊集理论定义的有效性和可靠性、可维护性和功能作为影响指标的有效性。在这个意义上的模型评估的有效性拖拉机作为农业的典型代表机器已经形成。本模型是基于集成上述的语言描述。利用模糊集理论和max-min成分影响指标,模型进行了测试。同一类别的三个拖拉机为例,利用的气候和土壤条件在更广泛的贝尔格莱德(塞尔维亚)地区。即使在这个实验中条件是非常重要参数 , 相比于其他操作,实现的效果差异也达到大致相等。1.介绍为达到扩张的全球农产品的要求,实现更大的农业技术的发展。人们普遍认识到当代农业系统中需要适当的机器和设备,仔细和详细规划的需求和控制所有相关的生物、技术、技术和其他进程。最终结果的准确、可靠的预测为每个指定的操作,以及完整的作物生产过程中,。要求加强了引入复杂的实验,数学,农业科学统计,机械和其他方法都是特别重要的。在过去的几十年。除了上述的要求,一个适当的技术体系必须满足生产力的标准,期望的作物生产。在大多数情况下,在塞尔维亚,tractor-machinery农场系统的能力远远超过最优级别(尼克里奇,2005),增加成本作物生产。目前,现有的数学优化方法、支持的高性能计算机有效地解决优化问题(Dette &韦伯达菲et al .,1990;1994;Mileusnic,2007;等等)。一个最优的技术体系的形成为我们生产了更便宜的食品,高度影响拖拉机的可靠性、可维护性和系统的功能。与系统科学发展同样,实际上的开始是IIWorld战争后,在适当的工程和科学文献定义了一系列的概念,来描述技术系统的基本特征的点的服务质量。可靠性的指标是技术系统和行为操作,技术指标和可维护性systembehaviors期间的失败可以表示为大多数可辨认的概念。这两个概念及其实现最先进的发展。有效性的概念被定义在试图描述同时技术操作系统的行为和失败的时期。这概念考虑可靠性和可用性的表演,以及提出了技术系统设计的功能(Papic&Milovanovic2007)。换句话说,一个技术系统的有效性的概率,一个成功的功能系统技术和执行所需的准则函数限制允许的差异对于给定时间和给定的周围条件。虽然在相同的精神,一些作者定义有效性有所不同。在(Ebramhimipour &铃木,2006)被定义为总体有效性的指标包含效率、可靠性和可用性。这两个引用定义包括并行关于可靠性和可用性,虽然可用性包括可靠性和可维护性(Ivezic,Tanasijevic,& Ignjatovic,2008)。因此它可以商定有效性是影响可靠性、可维护性的功能。可靠性系统不断的被定义为特征保持操作abilitywithin允许的差异极限在现在;可维护性的能力是预防和发现故障及损坏,系统更新通过参加技术和操作能力和功能维修,功能实现功能的程度要求,即调整环境,或更准确系统运行的条件。监测的可靠性和可维护性是常见的监控时间的状态显示(图1)可靠性和可维护性的函数可以确定,以及操作的平均时间和平均时间相关。主要问题出现在形成时间的照片数据监控和记录。在现实条件的机器应该连接到信息系统将准确记录每一个失败、持续时间和修复程序。这通常是昂贵或简易监测机器的性能,即关闭的,是不精确的。此外,提供的统计数据处理时间的状态要求所有的机器在平等的条件下工作,这是难以实现。至于技术体系的功能,没有共同的方法测量和量化。这在本文的原因,为了评估的有效性, 将使用专业知识和分析机器判断工作的工作过程。应用专业知识判断主要用于文学,主要是为数据处理和评估的技术系统而言:风险(Li 廖,2007)、安全(王2000;王、杨、&森1995)或可靠性,用专业知识判断自然的语言形式。因此,数学和逻辑概念模型进行处理的经验判断,即计算的语言描述,模糊集合理论使用(Klir &元,1995;枝,1996)。应用模糊今天集代表了最常用的工具之一各领域解决问题的优化(黄顾,&杜,2006)和识别(陈,1996)过程问题。Cai(1996)提出了不同的概述应用程序方面的模糊方法在系统失败工程,这是一个接近效能评估问题。应用模糊逻辑理论和专家系统(辽、一般2011;Liebowitz,1988)也用于解决优化问题的农业机械领域。(Abbaspour-Fard Rohani & Abdolahpour,2011)的基础上神经网络的应用程序,在拖拉机预测失败。(Yu,你们&赵,2010)模糊数学、可靠性理论和多目标优化技术应用设计拖拉机最终传动。机器的可预测性和可靠性,显著依赖于其有效性的技术系统。本文的观点是根据模糊集理论的利用率建立模型的有效性。从而说明模糊集是用于分析可靠性、可维护性和功能表现(部分指标的有效性)以及为他们融入效率。他们的工作是以这种有效模型质量的方式评估技术系统。模型可以作为标准购买决策相关的任何程序,系统的操作或维护,修理的预测和维护成本。质量和功能的建议模型有效性的确定农业所示机械、拖拉机。2。基于模糊集的有效性表现评估理论数学和概念模型的有效性评估实际上是在两个步骤:总结模糊命题的部分的效性指标;模糊提到的分成一个指标合成。模糊命题过程为代表的声明,包括语言变量基于可用的信息技术系统。在这个意义上它必须定义语言的名字变量,代表不同的等级的效果考虑技术系统和定义的模糊集描述提到的变量。作文是一个模型,它提供了影响结构有效性性能的指标。2.1。模糊模型解决问题第一步创建的模糊有效性模型(E)评估本身和定义语言变量以及可靠性(R)、可维护性(M)和功能(F)有关.许多语言变量,它可以发现最大数量的理性,人类可辨认的表达式可以同时识别(王et al .,1995)。然而,识别的考虑甚至较小的特征数量的变量可以有用,因为专家的判断(Ivezicet al .,2008)模糊集的灵活性一般包括过渡现象。根据以上,五个语言变量为代表的有效性表现包括:穷,充足,平均,和优秀。这些语言形式变量给出适当的三角模糊集(Klir 元,1995),图2所示。在图2中,j = 1,。实际上,5代表的计量单位有效性。因此,部分指标的有效性:R、M和F,隶属函数l:在下一步中,执行max-min组成。马克斯-敏成分,也称为悲观,经常用于模糊代数作为一个综合模型(Ivezicet al .,2008;Tanasijevic et al .,2011;王王et al .,1995;2000)。这个想法是为了让整体评估(E)等于部分虚拟代表评估。这评估被确定为之间的最好的一个最坏的打算部分成绩(R、M或F)。它可以得出的结论是,所有的元素(R、M和F)E有同等影响E,max-min组成以并行方式被使用,这将部分的到综合指标。在文学(Ivezicet al .,2008;etal .,1995)max-min成分通过运营商”和“和”或“提供一个优势在其他的某些元素在合成的过程中,也使用。准确地说,如果我们看看三个部分指标,即他们的隶属函数(1),可以使C:= j3 = 53组合的隶属度函数。每一种组合代表一个可能的合成效果评估(E)。这个表达式(6)有必要映射回E模糊集(图2)。最佳(王et al .,1995),用于转换方法E描述(6)形成定义等级的会员模糊集:贫穷、充足,平均,和优秀的好。这个过程被公认为识别。最佳方法是使用距离E(d)之间通过“max-min”成分(6)和每个人E表达式(根据图2)来表示的程度E是确认每个模糊集的有效性(图2)。越接近勒(6)是第i个语言变量,小迪。距离di等于零,如果勒(6)只是第i个相同隶属度函数的表达式。在这种情况下,E不应该评估其他表达式,由于这些表达式的排他性。假设迪民(i = 1,。,5)是最小的距离对Ej,让a1,。,a5代表相对的倒数距离(计算相应的比率距离di(7)和迪民提到的值)。然后,人工智能:1.一个说明性的例子作为一个说明性的例子对农业机械的评价有效性,比较分析三个拖拉机A1 B2、本文给出和C2。在拖拉机7.146 l发动机LO4V TCD 2013安装。谢谢从35%的扭矩储备,拖拉机是能够满足所有需求预期表现最差的农业操作在农业。总拖拉机质量是16000公斤。根据经济合作与发展组织(代码2)报告最大动力输出轴功率测量在2200转243千瓦的燃油消耗率吗198 g /千瓦小时(ECE-R24)。发动机的最大扭矩1482海里在引擎1450 rpm的政权。传动装置是精心“不一样的”传达。事业联动机制是一个类别II / III与提升11800公斤。在拖拉机B2和C2 8.134 l发动机6081 hrw37 JD安装,储备扭矩的40%,这能够满足所有的拖拉机需求预期表现最差的农业在农业操作。拖拉机总重量是14000公斤。根据经合组织(代码2)报告最大的权力来衡量动力输出轴在2002转217千瓦燃料消耗率193克/千瓦小时(ECE-R24)。在发动机最大扭矩1320海里转速为1400 rpm。传播是“AutoPower。联动机制是一个类别II / III 10790丹的提升力。两个模型都是电子控制拖拉机发动机和燃料供给系统,满足排放法规。从提交的技术特点的拖拉机,B和C看到所有三个拖拉机全功能forperforming困难操作不同的农业技术生产。拖拉机B和C有相同的技术特征,和实践是相同的类型和模式,除了拖拉机B进入操作在2007年5月,一辆拖拉机C 6月2007年。一辆拖拉机实验农场,这是技术文档的基本模型,在7月份进入操作2009年。保持农业技术的主要任务提供功能和机器的可靠性。维护所有三个拖拉机是通过机器商店所拥有的用户升级选择。十个工程师(分析师)致力于维护和操作拖拉机的采访。他们评价R,D和F表1中给出。首先,拖拉机是计算的有效性。可以看出可靠性是由十的分析师评为优秀(6/10 = 0.6),平均三(0.3)和一样好(0.1)。以这种方式获得评估R在表单中,在下一步中,这些评估是映射在模糊集(图1)为了获得评估(1)。例如,可靠性在这个例子中确定(11),它是语言0.6变量优秀加入重量。因此,模糊集优秀定义为:Rexc=(1/0,1/0,1/0,4/0.25 5/1.0)(据吗图1)。这样的特定的值模糊集优秀Rexc0.6 =(1 / 0.6(0),2 / 0.6(0),3 / 0.6(0),4 /(0.25 - 0.6),5 /(1.0 - 0.6)。剩下的四个语言变量被以同样的方式对待。最后对于每个j = 1,。5具体隶属度函数(最后一行,表2)被添加到最后拖拉机可靠性模糊形式(1):这些fuzzificated评估(11)和(12)是合成所必需的评估的有效性,使用max-min逻辑。在这种情况下可以使C = 53 = 125组合,走出48的结果。第一个结果是组合2-2-3:E2-2-3(0.025,0.05,0.125),哪里X2-2-3 =(2 + 2 + 3)/ 3 = 2(四舍五入为整数)。最小值的隶属度函数这一结果的是0.025。其他的结果和相应的我的值如表3所示。所有这些结果都可以围绕尺寸X = 2、3、4和5。拖拉机在很大程度上为0.30065(与30%)评估那么好,拖拉机在很大程度上0.27538(27.5%)评估一样好,而拖拉机C在很大程度上为0.25468平均(25.5%)评估。它可以得出的结论是,C是最糟糕的,当拖拉机只是稍微比B,特别是如果我们看到的评估为优秀的28.8%,而B的程度23.8%的程度。分析了拖拉机可以提出的有效性如图3。,它可以更清楚地看到,拖拉机的最大的效果。如果这个评估(EA,EB,EC)defuzzificated是重心点计算- Z(Bowles & Pelaez,1995),我们得到了评估的效果如下:这就意味着在1 - 5(即从贫困的规模优秀)拖拉机是最好的和拖拉机C是最坏的打算。验证的实现结果,统计分析的可用性,像家庭与有效性概念,已经被使用。那在我们的模型显示,拖拉机是最好的,和C的坏的效果。在现实中,如果我们分析的可用性,它是看到2904 moto-hours拖拉机在工作3130年可用moto-hours;如果10000 moto-hours计算,在9244年的工作将花费moto-hours。拖拉机B的10004年moto-hours可用,它花9069moto-hours在工作,和拖拉机C 9981可用moto-hours花了9045年的工作。实验表明,更可靠和有效的拖拉机是少是延迟。在某种程度上,这个初始的优势消灭更糟糕的物流交付备件的时候涉及到拖拉机,拖拉机a . 1100年moto-hours工作可怜的物流在维护希望8个工作日, 一个给定的拖拉机和它极大地影响了可维护性的下降带来的好处,因此相同的效率(内部技术PKB)总剥削的下降。1.结论本文提出一种模型有效性的评估技术系统、精确农业机械、基于模糊集理论。表现作为整体的有效性指标系统的服务质量,即为整个测量技术系统的可用性。可靠性、可维护性和功能表演已经公认的有效性参数或指标。语言可以被任命为形式所有提到的共同特征指标。因此模糊集理论出现自然工具建模的有效性。在本文中,应用模糊集理论,这是必要的定义:语言变量及其描述隶属函数、模糊规则的组成和模型集成和去模糊化。模糊的成分即max-min逻辑已经被用于集成的有效性指标有效性的整体性能,最适合集成的方法模糊集的隶属函数和质心点去模糊化的模糊数的计算数值。Max-min组合模型,它暴露在这篇文章中,没有以这种方式处理相应的文献。另外,在案例研究中,模型的模糊化的问卷调查的结果,它代表的正是所积累的方式工程师的知识和技能。提出的模型可以作为一个简单的工具的快速估计的有效性即为农业服务的质量机械、基于专家判断和估计。在同时,该模型不需要复杂的IT基础设施。分析实现模糊集和适当的模糊有效性可靠性、可维护性和功能表现可以纠正措施的指导购买的方向吗的设备,结构调整,改变的维护政策或管理/运营商变更本文具体分析了三个拖拉机,标志着一个B和C,这表明更高效的拖拉机越频繁宕机。在某种程度上,这种最初的优势就终止了穷交付备件物流。感谢研究工作得到了塞尔维亚共和国教育部和科学界的支持。塔里木大学毕业论文(设计)任务书学院班级学生姓名学号课题名称棉田化肥深施机的设计起止时间2011年12 月1 日 2012 年5 月29日(共14周)指导教师安静职称讲师课题内容:本设计选择一种方式对化肥深施机进行设计,该设计能够使化肥深施机快速平稳将化肥深施完成,以提高生产效率,并且机器安全可靠。拟定工作进度:第1周第2周 通过查找文献资料,了解化肥深施机的国内外现状。第2周第5周 设计化肥深施机机构的总体方案。第6周第9周 对化肥深施机结构进行具体设计。第10周第12周 撰写设计说明书,对部分问题修改、调整。第13周第14周 整理资料准备答辩。主要参考文献: 1 李庆荣. 机引化肥深施机P. 中国专利:CN2917218,2007-07-04.2 曹乃军,王秀利. 旋耕起垄多用施肥机P. 中国专利:CN2935745,2007-08-22.3 杨德清,张河,贾广永,杨玉顺. 中耕施肥机P. 中国专利:CN2269701,1997-12-10.4 机械深施化肥增收节肥效果显著J. 中国农机化, 1995, (01) .5 寇明杰. 外槽轮联合排种器的试验研究J. 机械研究与应用, 1996, (01) . 6 陈守伦. 化肥机械化深施技术J. 农业科技通讯, 1995, (01) .7 刘景华,李炳义.旱作农业机械免耕播种施肥技术 J. 河北农业, 2003, (08) .8 陈芳. 型齿式排肥器J. 农机与食品机械, 1996, (05) .9 胡宏裕,杨继萍.2BF-3型化肥(碳铵)深施器 J. 粮油加工与食品机械, 1997, (06) .任务下达人(签字) 年 月 日任务接受人意见: 任务接受人签名 年 月 30 日注:1、此任务书由指导教师填写,任务下达人为指导教师。2、此任务书须在学生毕业实践环节开始前一周下达给学生本人。3、此任务书一式三份,一份留学院存档,一份学生本人留存,一份指导教师留存。棉田化肥深施机的设计1.论文名称 课题来源 选题依据论文名称:棉田化肥深施机的设计课题来源:老师拟定课题1.1棉田化肥深施机研究的目的和意义生产实践证明,一般情况下化肥深施较浅施可提高肥效15%20% 。其主要原因是:化肥深施减少了肥分流失或挥发。有些化肥如硝态氮化肥施入土壤后,其硝酸根离子不能被土壤体吸附而容易流失;有些化肥如碳酸氢铵浅施易挥发。有些沙质土壤,本身对化肥的保蓄能力就差,遇暴雨或灌溉。化肥便会随水或随土壤表层泥土一起流失。而化肥深施,由于土壤下层的水移动缓慢,随水流失的数量便比浅施的减少许多。化肥深施还能增强作物的抗逆性。这是因为化肥深施后能吸引作物根系向土壤下层深扎,根系分布较深能大大增强作物抗倒伏和抗旱能力,有利于作物高产。化肥深施可有效防止作物后期早衰。因为化肥深施后,能满足作物生长中后期的养分需要,避免后期脱肥。那么,化肥深施,以多深为宜呢?种肥一般是预先埋施在种子下部或种子下部两侧,肥料与种子应保持适当距离,避免烧伤种子。一般距离为3厘米5厘米,所以用作种肥的化肥,施肥深度以5厘米6厘米为宜 。施追肥时,植株根系已初步形成,如采用机械追肥,应尽量减少伤根,施肥深度不宜太深,距植株的水平距离(侧距)也应适当。一般情况下,行间追肥,窄行作物如小麦等的追肥深度以6厘米 8厘米为宜 。宽行作物如玉米等的追肥深度以8厘米12厘米为宜,侧距以10厘米15厘米为宜。底肥的肥效期一直延续到作物生长的中后期,这时作物的根系已经发育成熟,植株高大密集,根区追肥较难操作,主要靠播前整地时预埋的底肥发挥肥效。底肥深度为15厘米20厘米或更深。犁底施肥的方法有两种,一种是先将化肥撒于地表再犁翻入土地,即犁前撒施;另一种是在犁耕作业的同时,将化肥施入犁沟,即犁后沟施。两者相比以后者为好。2.化肥深施机在国内的研究现状及分析早在七十年代,我国已经开始施肥技术的研究,对施肥机具提出了要求,但由于受传统耕作习惯的影响和农村经济条件的限制,发展速度很缓慢,多数产品停留在科研样机阶段,没有形成规模生产能力,少数较为成熟和社会保有量大的机具也都是播种施肥机械,而且所适用的肥料种类多限于流动性好的细小颗粒肥,如尿素,复合肥,磷肥,二胺等。虽然深施化肥增产效果明显,但苦于没有适当的机具作为保障,因此化肥深施技术的推广面积不大。八十年代后期,随着农村经济体制的改革和农村经济收入水平明显提高,加上化肥等农用生产资料的价格提升,农业生产成本增加,农民对价格相对较低的碳酸氢铵的需求量有所增加。但是该类肥料的挥发性较大,用传统的方式施肥时肥料利用率低的问题显得突出。因此对深施化肥机具的需求十分迫切。针对这种变化,各地加快了化肥深施机的研究,先后开发出了适合本地区农艺要求的不同机种,尤其在解决碳铵类粉状化肥的架空问题上,涌现出了许多优秀机型,并经过不断的改进创新,取得了较为满意的效果。基本上形成了大、中、小配套,机械、半机械、人、畜力并举的格局。化肥深施机具的研制和推广,南北方发展不平衡,北方旱作机具发展较为成熟,在机械化程度和品种的配置上,比较和我国现阶段的国情,基本上能满足北方不同地区农艺对化肥深施机具的要求。现有的化肥深施机具,按其耕作方式可分为平作和垄作两大类:按所施肥料的作用,可分为施底肥,种肥和追肥三类;按施肥的部位可分为侧施肥,分层正深施,穴深施和混施四类。据初步统计,我国目前在化肥深施机具上采用的排肥器大约有近20种,有代表性的约有十几种。按所适用的肥种来划分,外槽轮式,双向叶片搅龙式,水平星轮式,型孔轮式等排肥器适用于排施细小颗粒状,流动性好的肥料。型孔转盘式,勺式,窝眼式等排肥器适用于排施粒肥,球肥;振动式,刮刀式,刮板弹击式等排肥器适用于排施粉状肥料;既能排施流动性好的细粒肥,有能排施流动性差的粉状肥料的排肥器有盘式,搅刀拨轮式,型齿软簧锥盘式等。3化肥深施机研制的可行性分析合理地利用化肥及研究施肥技术对我国农业发展有着非常积极的意义。 目前, 我国在施肥方面存在以下问题: 化肥利用率低。 我国化肥当季氮肥利用率为30% 35% , 大大低于美国和日本的50%60%。 氮、 磷、 钾及微量元素比例失调, 大面积施肥方法简单。 重氮、 磷肥, 而钾肥不足, 多数地区主要采用平均施肥。农业环境污染严重。因而, 如何有效地提高化肥利用率, 减少养分损失和环境污染, 以及改善施肥方法等已是一个刻不容缓的问题。化肥深施技术是指根据化肥特性和作物吸收营养成分的要求 ,将化肥定量施人地表以下适当深度 ,一般为6厘米10厘米,并进行严密覆盖和适度镇压 。化肥深施技术具有减少化肥肥效损失 ,提高化肥利用率 ,增加作物产量 ,节约生产成本 ,减轻化肥对生态环境的污染 ,缓解化肥的供需矛盾 ,节约 自然资源等优点 。这一技术的关键是要保证均匀合理的施肥数量 ,准确适宜的施肥深度和位置 ,严密适度的覆盖和镇压 ,并在开沟 刨穴 、施肥 、覆盖和镇压等整个作业过程 中 ,尽可能缩短化肥 的暴露时间。上述要求 ,只有依靠机械手段才能理想地实现变量施肥技术是精确农业的重要组成部分, 它根据作物实际需要, 基于科学施肥方法(如养分平衡施肥法、 目标产量施肥法、 应用电子计算机指导施肥等) , 确定对作物的变量投入, 即按需投入。 实践表明, 实施按需变量施肥, 可大大地提高肥料利用率、减少肥料的浪费以及多余肥料对环境的不良影响,因此其经济、 社会和生态效益显著。目前, 国外用于变量施肥的控制方式主要有两种。实时控制施肥: 根据监测土壤的实时传感器信息, 控制并调整肥料的投入数量, 或根据实时监测的作物光谱信息分析调节施肥量; 处方信息控制施肥:根据决策分析后的电子地图提供的处方施肥信息,对田块中肥料的撒施量进行定位调控。在颗粒肥料变量投入方面, 施肥机构的变量控制机构主要有电控、 液控、 气控和机械无级变速、 振动等控制方式, 这些机构控制难度大、 价格高, 直接引进很难在国内应用, 急需研制适应我国发展需要的变量施肥机。4棉田化肥深施机研制的关键问题及解决的思路在设计化肥深施机的过程中,我需要主要解决一下问题:(1) 确定化肥深施机选用什么方式进行排肥。(2) 选择动力来源以及驱动装置。(3) 选用什么样的方式来实现地下施肥工作。对于以上问题解决的思路就是先去查阅大量的相关资料,同时向指导老师咨询相关事项。5完成课题所需要的工作条件及解决办法参考书若干,在图书馆查找相关的文献资料,电脑一台。6完成课题的工作方案及进度计划拟定工作进度(以周为单位)2012年1月20日2012年2月29日,下达毕业设计任务书,收集整理毕业设计所需资料(5周)2012年3月1日2012年3月20日,查阅相关资料与文献,完成化肥深施机的结构设计(3周)2012年3月21日2012年4月30日,完成化肥深施机设计的图形绘制(6周)2012年5月1日2012年5月15日,撰写毕业设计说明书(2周)2012年5月16日2012年5月22日,检查设计及说明书,为毕业答辩做好充分准备。7主要参考文献1 李庆荣. 机引化肥深施机P. 中国专利:CN2917218,2007-07-04.2 曹乃军;王秀利. 旋耕起垄多用施肥机P. 中国专利:CN2935745,2007-08-22.3 杨德清;张河;贾广永;杨玉顺. 中耕施肥机P. 中国专利:CN2269701,1997-12-10.4 机械深施化肥增收节肥效果显著J. 中国农机化, 1995, (01) .5 寇明杰. 外槽轮联合排种器的试验研究J. 机械研究与应用, 1996, (01) . 6 陈守伦. 化肥机械化深施技术J. 农业科技通讯, 1995, (01) .7 刘景华,李炳义.旱作农业机械免耕播种施肥技术 J. 河北农业, 2003, (08) .8 陈芳. 型齿式排肥器J. 农机与食品机械, 1996, (05) .9 胡宏裕,杨继萍.2BF-3型化肥(碳铵)深施器 J. 粮油加工与食品机械, 1997, (06) .塔里木大学毕业设计 目录目录0前 言11.绪 论21.1选题的意义和目的21.2 国内化肥深施机研究现状21.3 方案的确定32.设计方案的选择42.1肥箱容积的确定42.2施肥量的计算42.3排肥机构52.3.1 排肥机构设计52.3.2 排肥器的类型及特点52.3.3 外槽轮排肥器的排量计算62.3.4 外槽轮排肥器主要参数的选择73.化肥深施机设计计算73.1设计要求73.2肥箱机架的确定73.3确定传动链73.4确定链条节距p73.5确定链长L及中心距83.6验证链速83.7链轮主要尺寸83.8驱动轮设计113.9配套动力114.各个轴的设计114.1地轮轴的设计114.2排肥轴的设计125.其他零部件136.结论14致 谢16参考文献17前 言化肥深施技术是农业部向全国推广的一项重要农业增产技术 ,它具有节肥 、增产 、提高化肥利用率 ,减轻对环境的污染等一系列显著效果 。化肥深施机是农田作业中高效节能的作业机械 ,其工作介质为籽粒状 、粉末物体,如尿素、碳胺等,使用化肥深施机能将有限的化肥用量发挥出更高的经济效益。目前 ,在化肥供应紧缺的情况下,该机有较好的开发 、推广使用前景。目前我国的化肥投入突出问题是结构不合理,利用率低。化肥投入尤其是磷肥的投入普遍偏高,造成养分投入比例失调,增加了肥料的投入成本。我国肥料平均利用率较发达国家低10%以上,氮肥为30-35%,磷肥为10-25%,钾肥为40-50%。肥料利用率低不仅使生产成本偏高,而且还带来了较严重的环境污染,其中来自肥料面源污染负荷高达1/3-1/2。随着人们环境意识的加强和农产品由数量型向质量型的转变,精确施肥将是提高土壤环境质量,减少水和土壤污染,提高作物产量和质量的有效途径。1.绪 论1.1选题的意义和目的40多年来,随着我国农业生产的发展,肥料结构发生了很大变化,由50年代的以有机肥为主 ,发展到90年代有机肥、化肥各一半,化肥消耗量 ,由1960 年的300 万 吨 ,增加到1992年的11479万吨 ,增长了37 倍 ,我国氮肥消费量已成为世界第一大国。化肥作为,一种重要的农业生产资料 ,它在农业生产中的广泛应用 ,促进了农产品产量的极大增长 ,但也带来了一定程度的生态环境的污染和农业生产成本的增加 ,特别是在化肥施肥技术落后的情况下。这种副作用是比较明显的。目前 ,我国很多地方施用化肥采用抛撒的方式,化肥不均匀地撒落在土壤表层 ,大多数有效成分在空气中挥发了 ,作物吸收利用率仅30% 左右,不仅肥效损失相当严重 ,而且造成了环境污染 ,与世界发达国家化肥平均有效利用率60% 相比,存在着很大差距,这说明在我国采用科学合理的施肥方式 ,以增加肥效 ,减少损失 ,具有相当大的潜力 。目前我国农业常用的肥料主要包括两大类:一类是化学肥料,一类是有机肥料。生产实践证明,一般情况下化肥深施较浅施可提高肥效15%-20% 。其主要原因是:化肥深施减少了肥分流失或挥发。有些化肥如硝态氮化肥施入土壤后,其硝酸根离子不能被土壤体吸附而容易流失;有些化肥如碳酸氢铵浅施易挥发。有些沙质土壤,本身对化肥的保蓄能力就差,遇暴雨或灌溉。化肥便会随水或随土壤表层泥土一起流失。而化肥深施,由于土壤下层的水移动缓慢,随水流失的数量便比浅施的减少许多。化肥深施还能增强作物的抗逆性。这是因为化肥深施后能吸引作物根系向土壤下层深扎,根系分布较深能大大增强作物抗倒伏和抗旱能力,有利于作物高产。化肥深施可有效防止作物后期早衰。因为化肥深施后,能满足作物生长中后期的养分需要,避免后期脱肥。那么,化肥深施,以多深为宜呢?种肥一般是预先埋施在种子下部或种子下部两侧,肥料与种子应保持适当距离,避免烧伤种子。一般距离为3cm-5cm,所以用作种肥的化肥,施肥深度以5cm-6cm为宜 。施追肥时,植株根系已初步形成,如采用机械追肥,应尽量减少伤根,施肥深度不宜太深,距植株的水平距离(侧距)也应适当。一般情况下,行间追肥,窄行作物如小麦等的追肥深度以6厘米 8厘米为宜 。宽行作物如玉米等的追肥深度以8cm-12cm为宜,侧距以10cm-15cm为宜。底肥的肥效期一直延续到作物生长的中后期,这时作物的根系已经发育成熟,植株高大密集,根区追肥较难操作,主要靠播前整地时预埋的底肥发挥肥效。底肥深度为15cm-20cm或更深。犁底施肥的方法有两种,一种是先将化肥撒于地表再犁翻入土地,即犁前撒施;另一种是在犁耕作业的同时,将化肥施入犁沟,即犁后沟施。两者相比以后者为好。化肥深施技术是指根据化肥特性和作物吸收营养成分的要求 ,将化肥定量施人地表以下适当深度 ,一般为8cm-12cm,并进行严密覆盖和适度镇压 。化肥深施技术具有减少化肥肥效损失 ,提高化肥利用率 ,增加作物产量 ,节约生产成本 ,减轻化肥对生态环境的污染 ,缓解化肥的供需矛盾 ,节约自然资源等优点 。这一技术的关键是要保证均匀合理的施肥数量 ,准确适宜的施肥深度和位置 ,严密适度的覆盖和镇压 ,并在开沟、施肥 、覆盖和镇压等整个作业过程中 ,尽可能缩短化肥的暴露时间。上述要求 ,只有依靠机械手段才能理想地实现 。使用机械、 手工工具 ,主要在耕翻、播种和作物生长中期 ,将化肥按农艺要求的数量和位置效应 ,施于土壤表层下一定深度 ,减少了化肥有效成份在空气中的挥发 ,提高了肥效剩余率。据有关资料介绍 ,氮素化肥平均利用率可从目前的 30 %提高到 45 %-60 %。因此 ,在保持化肥投入量不变的情况下 ,增加了作物营养成份的吸收 ,起到增产作用;或在保证作物营养成份的情况下 ,可减少化肥投入量 ,能达到与表面施肥相同的作物产量。试验数据证明机械化肥深施技术是提高肥效利用率、 提高生产效率 ,降低生产成本 ,增加农产品产量的重要工程技术措施 ,是实现节本增产、 增加农民收入的有效途径 ,应大面积推广。1.2 国内化肥深施机研究现状化肥深施是农业生产的一项施肥新技术。据国内外有关试验研究表明,氮素化肥表面撒施利用率很低 ,像尿素、氯化铵、硫酸钱等利用率只有30%-55%,易于挥发的碳按和氨水在田间施用利用率更低 ,只有28% 左右,且易烧伤禾苗。氮素化肥深施一般比面施可提高利用率 。因此 ,氮素化肥深施是提高氮素利用率、延长肥效、促进作物高产稳产的有效措施。随着化肥深施新技术的应用推广,各地也相应地研制了一些化肥深施机具,但真正能用在农业生产上的很少,大多还是处于研究试制阶段。因此 ,急需对化肥深施机具进行研究探讨,以尽快实现化肥深施机械化。 我国化肥深施机具研究的时间不长,目前研制的主要是半机械化机具。由于各地作物和耕作制度不同,要求深施的方法不一,所以机型较复杂,种类繁多。 有施粉状化肥的,如辽宁研制的2F-518-12施肥机和河北承德地区研制的畜引碳按施肥机等,适于旱地作物。有施液氢的,如河北沧州地区利用TX4型通用机架和牵引五铧犁改装的液氨施肥机,适于旱地作物。有施碳铁混合泥球肥或兼施氨水的,如福建、广西、湖南、广东等省推广较多,这类机具墓本上是半机械化的手推式或畜力牵引式的,主要用于水稻深施。1977年以后我国化肥深施机具便逐渐向碳铵粒肥深施发展,开始由半机械化的手批式和畜力牵引式的过渡到机动式,并考虑到一机多用和复式作业。如江苏镇江地区研制的2FS12型粒肥深施机 ,与东风12手扶拖拉机配套。河北石家庄地区研制的2FQ2球肥深施机 ,以12马力四轮拖机为动力配套使用。早在七十年代,我国已经开始施肥技术的研究,对施肥机具提出了要求,但由于受传统耕作习惯的影响和农村经济条件的限制,发展速度很缓慢,多数产品停留在科研样机阶段,没有形成规模生产能力,少数较为成熟和社会保有量大的机具也都是播种施肥机械,而且所适用的肥料种类多限于流动性好的细小颗粒肥,如尿素,复合肥,磷肥,二胺等。虽然深施化肥增产效果明显,但苦于没有适当的机具作为保障,因此化肥深施技术的推广面积不大。八十年代后期,随着农村经济体制的改革和农村经济收入水平明显提高,加上化肥等农用生产资料的价格提升,农业生产成本增加,农民对价格相对较低的碳酸氢铵的需求量有所增加。但是该类肥料的挥发性较大,用传统的方式施肥时肥料利用率低的问题显得突出。因此对深施化肥机具的需求十分迫切。针对这种变化,各地加快了化肥深施机的研究,先后开发出了适合本地区农艺要求的不同机种,尤其在解决碳铵类粉状化肥的架空问题上,涌现出了许多优秀机型,并经过不断的改进创新,取得了较为满意的效果。基本上形成了大、中、小配套,机械、半机械、人、畜力并举的格局。化肥深施机具的研制和推广,南北方发展不平衡,北方旱作机具发展较为成熟,在机械化程度和品种的配置上,比较和我国现阶段的国情,基本上能满足北方不同地区农艺对化肥深施机具的要求。现有的化肥深施机具,按其耕作方式可分为平作和垄作两大类:按所施肥料的作用,可分为施底肥,种肥和追肥三类;按施肥的部位可分为侧施肥,分层正深施,穴深施和混施四类。据初步统计,我国目前在化肥深施机具上采用的排肥器大约有近20种,有代表性的约有十几种。按所适用的肥种来划分,外槽轮式,双向叶片搅龙式,水平星轮式,型孔轮式等排肥器适用于排施细小颗粒状,流动性好的肥料。型孔转盘式,勺式,窝眼式等排肥器适用于排施粒肥,球肥;振动式,刮刀式,刮板弹击式等排肥器适用于排施粉状肥料;既能排施流动性好的细粒肥,有能排施流动性差的粉状肥料的排肥器有盘式,搅刀-拨轮式,型齿软簧锥盘式等。1.3 方案的确定 在现有技术中,旋播施肥机,播种施肥机,专用施肥机上所使用的主要排肥机构之一为外槽轮式排肥装置,这种装置在结构上主要包括肥盒以及安装在肥盒内的堵塞轮,外槽轮等。肥料经肥箱下部排肥口充满装置内的外槽轮,随着槽轮转动到下部,靠自重落入接肥盒。化肥深施机按施肥方式分为穴施和条施。本设计采用条施,结合目前的研究条件,此化肥深施机拟采用链式驱动装置来驱动排肥槽轮进行排肥为主要的工作部件的结构。这种结构简单,造价低廉,传动效率高,本课题的主要动力来源于化肥深施机的地轮,先由地轮经一级链传动把地轮的动力在经过输肥链主轴带动排肥槽轮将有机肥料排到排肥管,最终由排肥管经开沟器深施到土壤中。总装图如下:图1-1 化肥深施机总装图1.悬挂架 2.肥箱 3.排肥槽轮 4.开沟器 5.传动链条 6.链轮 7.地轮工作过程:机器开始作业时,深施机地轮带动其同轴的传送链轮转动,经传送链条带动与另一链轮转动,从而带动其同轴的排肥槽轮转动,排肥槽轮转动即开始排肥,排出的化肥靠自重落入排肥盒,然后经排肥管顺从开沟器排入土壤以完成整个施肥过程2.设计方案的选择经过深入的研究,确定化肥深施机的总体结构,包括机架、排肥装置和动力传送系统以及开沟器等。2.1肥箱容积的确定其容积大小应与地块长短和排肥量相适应及减小机具牵引阻力和影响机组纵向稳定性等因素。 (L) (2-1)式中V肥箱容积(L),L要求施肥长度(m),B施肥工作幅宽(m),Q-每亩施肥量(kg),-化肥容积质量(g/L),k-容积系数,k1.25 .2.2施肥量的计算在要求的排肥量范围内,单位施肥长度上应施的肥量。设机组在行距为a的田间工作,机组上上有2个排肥器,在一亩田地中一个排肥器应施肥的地段长度为:,式中:a行距(m);若a=0.6m时,=278m;若a=0.7m时,=238m 。若每亩施肥量为Q(kg)则机组工作时每个排肥口在单位地段长度上应排出的化肥量为:=(kg/m). (2-2)每亩地为667平方米,夏棉在施肥管理上仍应掌握“施足基肥,轻施苗肥,重施花铃肥,补施盖顶肥”的原则,根据棉花的需肥规律,做到重施有机肥,稳施氮肥,增施磷钾肥,补施微量元素肥料,改变以往不施钾肥和微肥的习惯。夏棉施肥要突出一个“早”字,特别是麦收后的一水一肥是夏棉苗期管理的关键,但施用量不宜过多。一般亩施5kg尿素、40kg过磷酸钙、10kg硫酸钾,这是夏棉早发的基础。花铃肥宜重施,以速效氮肥为主,亩施尿素15kg左右,肥力较低或棉株长势不壮的棉田,花铃肥应提早在初花期施用,肥力较高或棉株长势旺盛的棉田,应适当晚施花铃肥,一般可在棉株下部座稳1-2个大桃时施花铃肥。对生长较弱或有早衰趋势的棉田应补施盖顶肥,亩施尿素2-3kg,或叶面喷施2%尿素与0.3%磷酸二氢钾混合液,但一般8月10日以后不再追施肥料。施肥量:20-40kg亩每亩地施肥量按20kg计算,土地每垅长按150m,工作幅宽0.65m,每行走1025m就是一亩地的面积。所以,初步确定机架长为170m,宽为85m,高为0.45m。这样车厢里的肥料可以使车行驶3个来回还有少量剩余。表 2-1 化肥排出试验参考表变化因素单位时间排出量(g/s)单位时间底面积排量g/(s)备注箱壁角度 90 75 60 44 2270 3141 2975 3354 25 35 33 37底宽3cm化肥装载深度14cm底宽 3cm 5cm 9cm 2975 6151 8438 33 41 31箱壁角度60底宽14cm箱内化肥深度 5cm 14cm 20cm 1542 2975 4784 17 33 52箱壁角度60底宽3cm2.3排肥机构2.3.1 排肥机构设计排肥机构设计主要用于排施粒状和粉状化肥,粒状复合肥以及农场自制颗粒肥料等。化肥的物理机械性质取决于含水率,并作为化肥流动性指标,对排肥均匀性影响较大,化肥湿度变化,其散落性,架空性,黏着性,结块性及摩擦角,自然休止角等也随之改变,当排施肥散落性好,摩擦角和自然休止角小的化肥时,可排出性及排肥均匀性较好,休止角越大,排肥量越少。休止角为50左右时,一般排肥机构都不能适应。化肥的主要技术特性见表2-2表 2-2 几种化肥的主要技术特性肥料名称 外形 含水率(%) 单位容积质量(g/L) 自然休止角 尿素 颗粒 720 35 硫酸铵 粒状 0.93 943 44硝酸铵 结晶 2.13 1017 35硝酸氢铵 粉状 2.87 920 37磷酸铵 晶体 2 840 过磷酸钙 粉粒状 16 880 对排肥机构的要求:(1) 要有一定的排肥能力,一般施化肥量应在540kg/亩范围内可调。排肥量要均匀稳定,不架空,不堵塞,不断条。(2) 通用性好,能排施多种肥料。(3) 排肥工作阻力不大,工作可靠,使用调节方便,便于箱内剩余肥料的清理。(4) 零部件要耐腐蚀和耐磨。2.3.2 排肥器的类型及特点(1)振动式排肥器 特点:可以消除肥料箱内化肥架空,排肥量大小由调节板调节,但是由于震动关系,排肥量受肥箱内肥料多少、肥料密度、粘结力等的影响较大,排肥量的稳定性和均匀性较差。 (2)外槽轮式排肥器 特点:槽轮每转排量基本稳定,其排量与工作长度成直线关系,其结构简单,容易制造。(3)星轮式排肥器 特点:在箱底部装有活页式铰链,箱底可以打开,以便清除残存的化肥。(4)离心式排肥器 特点:结构简单,效率高,是欧美国家普遍采用的一种撒肥器。 (5)螺旋输送式排肥器 特点:排肥量大,对肥料压实作用也大,故只适用于排施粉状及干燥的粉状化肥。(6)定孔式排肥器 特点:只适宜于流动性好的化肥,它的稳定性变量系数为20%-30%,结构简单。 综合考虑上述6种排肥器,并结合自身以及实际情况出发,此次设计选用外槽轮式排肥器。如图2-3所示。 图 2-1 外槽轮式排肥器工作原理:工作时外槽轮旋转,肥料靠自重充满排肥盒及槽轮凹槽,并被槽轮带着一起旋转进行强制排肥,处在槽轮外面的一层肥料在槽轮外圆的拨动和肥粒间的摩擦力作用下也被带动起来,其运动速度从槽轮圆周的线速度V逐渐向外递减直至静止层,由槽轮强制带出和带动层带出的肥粒从排肥舌上掉入排肥管,然后经开沟器而落入肥沟中。 2.3.3 外槽轮排肥器的排量计算计算外槽轮的基本出发点根据排肥原理决定的是每一转的排肥量和农业技术要求的排肥量相等5。按下式计算: (2-3)式中: d直径(cm),L槽轮的有效工作长度(cm),化肥单位容积的质量 ,槽内化肥充满系数,单个凹槽的截面积(c),t槽轮凹槽节距(cm),t=,Z为槽数 ,带动层特性系数(cm) =( c) (2-4)式中,以弧度计,sin和sin的,以度计。,的计算式为:=2arcsin; =2arcsin 其中b= R=按下式计算: = (g) (2-5)式中:D地轮直径(m);Q农业技术要求的化肥需求量(kg/亩); b行距(cm);传动比,=,主动轮为地轮 地轮滑移系数为了保证槽轮排肥量能满足农业技术要求,和应相等,因此得出外槽轮排肥器的基本公式: (2-6) 2.3.4 外槽轮排肥器主要参数的选择当排肥量一定时,槽轮直径过大,转速和工作长度就应相应减小,这会影响排肥均匀性,直径过小,就必须提高转速。槽轮的适宜转速范围为n=970r/min ,在此范围内,每转排肥量较稳定。现有槽轮的最大工作长度为47mm 。一般凹槽为弧形断面,凹槽半径r=4.59mm ,槽数Z=1018通过以上计算分析决定改设计选用:槽轮直径d=50mm ,槽数z=12 ,凹槽半径r=5.5mm ,槽深h=5.25mm ,槽轮最大工作长度=34mm 。3.化肥深施机设计计算3.1设计要求施肥量: 20kg/亩行走速度: 适宜垄长:L=150m, 每行走1025m就是要施肥一亩,所需时间约为10分钟 所以每分钟约要深施化肥2.0千克.工作幅宽:H=0.65m 配套动力:选用额定功率为17.64KW的拖拉机 3.2肥箱机架的确定结构尺寸:长.宽.高 = 40cm25cm30cm肥箱容积:30cm3机架横梁和纵梁的选取材料:槽钢标准:根据计算出的机架装载总量Q=2000N查机械零件手册,确定其型号为10型。3.3确定传动链选择链轮齿数Z1、Z2假定链速 由机械设计书表3-1选取小链轮齿数为11齿,大链轮为21齿。表3-1链轮的齿数选择链速v/(m/s)0.6338825齿数172125353.4确定链条节距p按小链轮转速估计,小链轮齿数系数,.选取单排链,由表9-11查得多排链系数.故所需传递功率为:依据链轮及功率.由图9-13选链号为20A单排链,再由表3-2查得链节距表 3-2滚子链规格和主要参数(单位:mm)链号节距排距滚子外径内链节内宽销轴直径内链板高度12A16A20A24A28A32A40A48A19.0525.4031.7538.1044.4550.8063.5076.2022.7829.2935.7645.4448.8758.5571.5587.8311.9115.8819.0522.2325.4028.5839.6847.6312.5715.7518.9025.2225.2231.5537.8547.355.947.929.5311.1012.7014.2719.8423.8018.0824.1330.1836.2042.2448.2660.3372.393.5确定链长L及中心距中心距减小量.实际中心距: ,取3.6验证链速与原假设相符。3.7链轮主要尺寸小链轮的尺寸确定,如下图:图 3-3 小链轮取Z = 11 ,则:分度圆直径 d = 113.39 mm齿顶圆直径 = d + 1.25p - = 134.03mm, = d+(1-)p- = 121.47mm由上可知:d = 114.00mm , = 125.00mm ,则 齿根圆直径 = d - =94.34 mm取 = 95.00 mm;分度圆弦齿高 = ( 0.625 + )p - 0.5 = 12.63 mm, = 0.5 ( p - ) = 6.35 mm取 = 6.50 mm 齿侧凸缘直径 pcot - 1.04 - 0.76 = 31.75 2.414 31.387 0.76= 75.80 mm取 = 10.00 mm齿侧圆弧半径 = 0.12( z + 2 ) = 29.72 mm = 0.008( z + 180 )= 0.008 19.05 ( 11 11 + 180 )= 45.87 mm取 = 30.00mm滚子定位圆弧半径 = 0.505 + 0.069 9.80 mm = 0.505 = 9.62025 mm取 = 9.80mm滚子定位角 = - = 111.82 = = 131.82取 = 120齿 宽 = 0.95 = 0.95 18.9 =17.955 mm取 = 18.00mm齿侧半径 = p = 31.75 mm齿侧倒角 = 0.13p = 24.1275 mm 大链轮的尺寸确定:若取Z = 21 ,则:分度圆直径 d = = 211.87 mm齿顶圆直径 = d + 1.25p - = 232.51 mm = d+(1-)p- = 222.15 mm综上可取 d = 212.00 mm , = 228.00 mm则齿根圆直径 = d - = 211.87 - 19.05 =192.82 mm取 = 193mm分度圆弦齿高 = ( 0.625 + )p - 0.5 = 11.525 mm = 0.5 ( p - ) = 6.35 mm取 = 8.50mm 齿侧凸缘直径 pcot - 1.04 - 0.76 = 176.15 mm取 = 30.00mm齿侧圆弧半径 = 0.12( z + 2 ) = 52.578 mm = 0.008( z + 180 ) = 94.64 mm取 = 60.00mm滚子定位圆弧半径 = 0.505 + 0.069 9.80 mm = 0.505 = 9.62 mm取 = 9.80mm滚子定位角 = - = = = 取 =120齿宽 = 0.95 = 0.95 18.9 =17.955 mm 取 = 18.00 mm齿侧半径 = p = 31.75 mm齿侧倒角 = 0.13p = 24.1275 mm齿侧凸缘圆角半径 = 0.04p = 1.27 mm3.8驱动轮设材料45#钢许用应力取校核确定轴径3.9配套动力17.64kW的轮式拖拉机。该机具结构简单、合理、紧凑且不需要额外的动力,只需要牵引就可以完成化肥深施过程。4.各个轴的设计4.1地轮轴的设计根据链轮的大小可以计算出来和链轮配合的轴的直径,根据设计和安装的要求轴的尺寸如下:轴长:1800mm.输肥轴的结构如图4-1所示:图4-1 地轮轴轴的材料:轴的材料主要是碳刚和合金刚。由于碳刚比合金刚价格便宜,对应力集中的敏感性较低,同时也可以用热处理或化学热处理的办法提高其耐磨性和抗疲劳强度,所以本设计采用45号刚作为轴的材料。调制处理。轴上零件的定位为了防止轴上零件受力时发生沿轴向或周向的相对运动,轴上零件除了有游动或空转的要求者外,都必须进行轴向和周向定位,以保证其准确的工作位置。轴的校核按扭转强度计算,用于只承受转矩的传动轴的精确计算,也可用于既受弯矩又受扭矩的轴的计算。其强度条件为: (4.1)式中:为轴的扭切应力,;为转矩,kW;为抗扭截面系数,;对圆截面;为传递的功率,;为轴的转速,;为轴的直径,;为许用扭切应力,。所以,把相关的数据带入公式中得:由于轴的选材为45号钢,所以查表可知45号钢的许用扭切应力为,。经校核设计的轴符合要求,可以正常工作。根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图,如图4-2所示: 图 4-2 轴的弯矩图和扭矩图4.2排肥轴的设计根据设计和安装的要求轴的尺寸如下:轴长:500mm,连接有链轮的轴端到轴肩的距离为:94.77mm,轴肩的高度为3mm。排肥轴的结构如图4-3所示:轴的材料:轴的材料主要是碳钢和合金钢。由于碳钢比合金钢价格便宜,对应力集中的敏感性较低,同时也可以用热处理或化学热处理的办法提高其耐磨性和抗疲劳强度,所以本设计采用45号钢作为轴的材料。轴上零件的定位:为了防止轴上零件受力时发生沿轴向或周向的相对运动,轴上零件除了有游动或空转的要求者外,都必须进行轴向和周向定位,以保证其准确的工作位置。轴的校核按扭转强度计算,用于只承受转矩的传动轴的精确计算,也可用于既受弯矩又受扭矩的轴的计图 4-3 排肥轴算。其强度条件为:式中:为轴的扭切应力,;为转矩,;为抗扭截面系数,;对圆截面;为传递的功率,;为轴的转速,;为轴的直径,;为许用扭切应力,。所以,把相关的数据带入公式中得:由于轴的选材为45号钢,所以查表可知45号钢的许用扭切应力为,。经校核设计的轴符合要求,可以正常工作。根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图,如下图4-4所示:图 4-4 轴的弯矩图和扭矩图5.其他零部件图5-1 锄铲式开沟器开沟器的功用主要是在施肥机工作时,开出肥沟,引导肥料进入肥沟内,并使湿土覆盖肥料。一个良好的开沟器必须符合以下要求:(1) 开沟器结构类型按其入土角不同,可分为锐角开沟器和钝角开沟器两大类,锐角开沟器的开沟工作面与地平面的夹角,及入土角90,它通常有锄铲式、翼铲式、穿行铲式和芯铧式等多种。钝角开沟器的入土角90,它包括有靴鞋式、滑刀式、单圆盘式和双圆盘式等多种。本设计选择通用型锄铲式开沟器,锄铲式开沟器又分为普通型,通用型,联合型和改进型等。见下表5-1,锄铲式开沟器主要参数:表5-1 锄铲式开沟器主要参数2型式 普通型 通用型 联合型 改进型 入土角5359 46 51 45开沟宽度b(mm) 26 50 29 35铲底脚 22 22 22 56.结论(1)机械化肥深施技术是提高肥效利用率、 提高生产效率 ,降低生产成本 ,增加农产品产量的重要工程技术措施 ,是实现节本增产、 增加农民收入的有效途径 。(2)化肥深施机代替了以往的人工深施作业,不仅提高了机械化程度及生产效率,还节省了人力及时间,改善了人们的作业环境。(3)使用化肥深施机械作业 ,具有安装操作简便 ,排肥性能稳定可靠 , 与人工施肥作业相 比 ,可分别提高工效10-20 倍 ,提高化肥利用率20个百分点以上 ,社会经济效益十分显著。(4)本设计采用地轮驱动,结构简单不复杂,而且经济适用,理论上达到了施肥要求及其它相应工作条件。由于本设计没有做试验,对其实际的可行性程度还不能确定。致 谢首先感谢的是我的指导老师安静!本设计是在安静老师的悉心指导下完成的。他无论是在资料的整理,还是在设计的画图等各个方面都给予了我大量的指导和帮助,在他的精心指导下,才使得我的设计一步一步的有序的完成,同时也学到了许多书本上学不到的知识,受益匪浅,特致以深深的感谢。同时也要感谢学科组每一位老师们不仅在“授业、传道、解惑”方面给予了精心培养和指导,也给我提供了充足完备的条件和宝贵的学习交流机会,而且在生活方面还给予我极大的关怀,学生深表谢意。大学四年学习时光已经接近尾声,在此我想对我的母校,我的父母亲人们,我的老师和同学们、表达我由衷的谢意。感谢我的母校塔里木大学给了我在大学的本科四年深造机会,让我能继续学习和提高。塔里木大学四季如歌的校园,美丽如诗的风景都深深的留在了我的记忆里。四年珍贵的学习期间,让我的知识体系更加完善,思想观念更加成熟,整体素质得到了极大的锻炼。“自强不息,求真务实”的校训我将铭记于心,在未来的学习和工作中躬身践行。再次,感谢我的同学们,在毕业设计过程中得到了他们无私的帮助,以及许多启发性的指导和建议。在此向所有支持、关心、帮助我的人表示由衷的感谢!祝他们永远健康、幸福! 最后,感谢我的父母和亲人们对我大学四年学习的默默支持,使我能顺利完成本科学业。参考文献1中国农业机械化科学研究院.农业机械化设计手册J.北京:机械工业出版社,2007:14-15.2山东省农业机械管理局.实用农机技术手册.山东科学技术出版社.07-09.3曹乃军,王秀利. 旋耕起垄多用施肥机P. 中国专利:CN2935745,2007-08-22.4杨德清,张河,贾广永,杨玉顺. 中耕施肥机P. 中国专利:CN2269701,1997-12-10.5机械深施化肥增收节肥效果显著J. 中国农机化, 1995, (01) .6 濮良贵,纪名刚.西北工业大学.机械设计(第七版).高等教育出版社.7刘景华,李炳义.旱作农业机械免耕播种施肥技术 J. 河北农业,2003,(08).117-123.8陈芳. 型齿式排肥器J. 农机与食品机械, 1996(05) .9胡宏裕,杨继萍.2BF-3型化肥(碳铵)深施器 J. 粮油加工与食品机械, 1997, (06) .10刘玉京,李学俊.1LF-3型化肥深施机J.山东农机化,1996,(06).11成永芳.1GF-175型中拖旋耕化肥深施机J.江苏农机与农艺,1996(03).12曹涤环.化肥深施作用大J.湖南农业,2004(03).13刘丽华.化肥深施与增产J.吉林农业,1995(08).14关理.化肥深施机术推广形势喜人J.山西农机,1995(05):64-69.15 2FL-20型化肥深施器J.江苏农机与农艺,1999(01).16何永佩,陶维华.化肥深施技术推广中的几个问题J.农机质量与监督,1995(04)18
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