打瓜收获机捡拾装置的设计【含CAD图纸、SW三维模型】
打瓜捡拾机构的设计摘 要:本课题需要重点研究的、关键的问题是捡拾部件的设计,打瓜取籽机构在市场上有较为成熟的机型,可以直接使用。当打瓜成熟以后,瓜皮颜色明显变白转黄并变软,瓜蒂收缩凹陷时采收,打瓜瓜皮比西瓜的瓜皮有韧性,有较强的碰撞能力。且打瓜的生长环境较恶劣,一般是杂草丛生,地形起伏不平,打瓜成熟以后其大小不同等,所以对捡拾部件有较高的要求,必须要有地面仿形机构。在设计捡拾部件时要充分考虑各种影响因素,保证收获机械的正常运行。关键词:打瓜;机械化;扎瓜齿0 引言农业机械化是农业现代化的重要内容,是先进的农艺技术和生物技术实施的载体。农机与农业分工所带来的要素优化组合,经济规模以及农机经营者的经济目标与农业机械化的发展目标一致的运行机制,为高效率和大规模的机械化农业生产提供了基本条件。而机械化农业相对于传统农业在改造恶劣的生产条件,高效能利用生态资源,吸收利用高新科技,抵御自然灾害以及提高农业竞争能力和国际竞争力方面具有不可替代的优势。在我国由农业大国发展成农业强国的过程中,农业机械化是提高农业劳动生产率和农业竞争能力的核心要素。种植打瓜产量占全国种植打瓜总产量的 75%左右,因此打瓜已成为我区主要的经济作物之一,打瓜籽是重要的外贸商品,多年来在国际市场上供不应求。主要销往西欧、北美、中东、东南亚及港澳等地区,年出口量 115 万吨,占世界贸易量的一半以上。1 打瓜捡拾机构主要结构及工作原理1.1 打瓜捡拾机构的结构打瓜捡拾机构结构示意图如图 1-1 所示:1、机架底座 2、油缸 3、油缸护壳 4、梳瓜齿机架 5、轴承和轴承座 6、捡拾辊支撑轴 7、扎瓜齿上料板 8、破碎机构入料斗 9、捡拾辊齿圈 10、梳瓜齿 11、捡拾齿 12、齿圈三角铁 13、捡拾辊轴 14、轮胎 15、轮轴图1-1 捡拾机构示意图1.2 工作原理该捡拾机构在作业之前,由人工或集条机将籽瓜捡拾铺放成条,作业时使用小马力拖拉机作为动力,通过机架带动捡拾辊向前滚动。人工将籽瓜集拢到捡拾齿辊工作的幅宽内,籽瓜被捡拾辊从地上扎起。顺时针旋转,当籽瓜运动至取瓜齿位置时,籽瓜被梳瓜齿强行梳下,沿接瓜板到脱籽机的进瓜口,在脱籽机内完成籽皮的分离。在运输时,通过油缸压力把仿形装置置于捡拾辊底部,将捡拾辊升起,完成道路的运输。2 主要零部件的设计2.1 捡拾辊的设计捡拾辊主要由捡拾齿、齿辊、仿形轮、轴、机架、梳瓜齿等装置组成。捡拾齿垂直并用螺栓紧固在齿辊表面上。捡拾辊的转动由仿形轮提供动力,仿形轮和齿辊通过轴、轴承与轴承座连接在一起。U 形架用螺栓和斜板连接在一起,取瓜装置固定在 U 形架顶端,取瓜装置为梳齿状,与捡拾齿交错布置,可将扎起的打瓜强行与齿分离如图 2-1 所示。图 2-1 捡拾辊2.2 扎瓜齿的设计分析扎瓜齿的尺寸主要由打瓜自身特点及其尺寸决定。打瓜因种植管理、灌溉模式、品种、气候等因素,个体之间差异很大,其直径范围约为 160-200mm 之间。当扎瓜齿伸入到打瓜直径一半时,随着机具的前进,打瓜将被扎起,既满足设计需求。使用较长的扎瓜齿,虽使打瓜较易扎起,并且扎的比较牢固,但是缺点也是很大的,在捡拾齿运动到梳瓜齿位置时,会不易被梳瓜齿梳起,而倒置打瓜被挤碎,粘连在扎瓜齿上。并且增加了整机质量及成本,若扎瓜齿过于短小,虽便于将打瓜从梳瓜齿梳下,但是在捡拾的过程中,会有许多的打瓜不易被扎起,降低捡拾辊的工作效率,增加农户的人工辅助工作量。综合上诉情况所述,本设计考虑多种情况,最终将打瓜扎瓜齿长度控制在 190-210mm之间最为合适。同时,扎瓜齿的直径选用也很重要,若扎瓜齿的直径多大,会增加捡拾辊的机体重量,增加成本,在梳瓜的同时,会导致打瓜不易被脱落。若扎瓜齿的直径过小,虽然减少了捡拾辊的重量,但是在捡拾的过程中,如果碰到坚硬的物体,如:石头、铁块等硬物,会损坏捡拾齿的齿间与捡拾齿弯曲变形等情况,故本设计捡拾齿直径的选取在17-20mm 之间为合适尺寸。该捡拾齿结构简单、成本低、使用寿命长,能很好地将籽瓜扎起,送到脱籽装置,便于后续脱籽作业。三维捡拾齿如图 2-2(a) 、图 2-2(b) 、图 2-2(c) 、图 2-2(d)所示,包括籽用瓜捡拾脱籽联合作业机的捡拾齿辊辊圈上安装的捡拾齿,在捡拾齿辊辊圈上均布设置捡拾齿安装孔,在安装孔上通过连接装置固接着捡拾齿,捡拾齿由扎瓜齿、齿座和齿座下部的连接固定杆构成。图 2-2 扎瓜齿(a) 图 2-2 扎瓜齿(b)图 2-2 扎瓜齿(c) 图 2-2 扎瓜齿(d)2.3 扎瓜齿的排列扎瓜齿的排列主要受打瓜尺寸及产量的影响。扎瓜齿的排列遵循以下几个原则:1)尽可能的减少使用扎瓜齿,可以减少扎瓜齿与硬物的碰撞几率。2)扎瓜齿的排列顺序应该均匀排列,主要是便于梳瓜装置在很小梳取力量下把打瓜梳下脱落。3)扎瓜齿间距与排列方式必须满足最小的扎起打瓜,减少捡拾辊的漏扎率,使人工能够达到最少的捡拾工作量,降低劳动强度。综上所述,本设计采用圆周线性排列方式,齿间距为 60mm,齿排间距为 90-100mm 之间,如图 2-3 所示。1、扎瓜齿 2、捡拾齿辊图 2-3 捡拾辊3 结束语本课题首先通过利用三维设计软件 Solidworks,进行建模和装配,首先是零部件的三维建模,在建模的过程中一定要注意零部件的尺寸要求,否则在装配的过程中会出现很严重的问题。其次是一些标准零部件的选用,在标准库中进行精心挑选所需要的标件。然后就是对零部件的装配,将设计好的零件和部件装配在一起构成打瓜捡拾机构的总装配,注意零部件的尺寸间隙。4 参考文献1 王学农.农科院农机化所研制出打瓜拣拾、脱籽联合作业机J.农机化,2007,6:60.58-60.2 佐剑波.联合打瓜收获脱籽机P.中国专利,CN2691233Y,2005-04-133 佐剑波.改进的联合打瓜收获脱籽机P.中国专利,CN2802936Y,2006-08-094 王世勤.联合打瓜脱籽机P.中国专利,CN2857445Y,2007-01-175 刘双玲,杨东明,高士其,等.打瓜机械化收获技术在阿勒泰地区的引进示范J.农机化,2008.15-16.6 王亚鸽,王维新.兵团籽瓜机械化收获技术现状分析J.农机化,2011.03.128-131.7 高银峰.打瓜收获机:中国.200620022892.6P.2006.4.18.8 李宝筏.农业机械学,中国农业出版社M,2003.9 杨悦乾,龚振平,纪文义,等.保护性耕作体系及配套机械系统的研究J.农机化研究,2006(1):61-62.
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