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甩刀式馬鈴薯殺秧機(jī)的設(shè)計(jì)
蘇磊1 吳明清1
(1. 塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院， 阿拉爾 843300）
摘要：本文通過(guò)對(duì)殺秧機(jī)的設(shè)計(jì)同時(shí)介紹了殺秧機(jī)的發(fā)展歷史、種類(lèi)、工作原理及其主要參數(shù)。并詳細(xì)的分析了殺秧機(jī)的構(gòu)成、以及殺秧機(jī)的日常維護(hù)和基本安全操作規(guī)程，并分析了殺秧機(jī)的日常檢修及其常見(jiàn)故障分析。通過(guò)自身的實(shí)踐，更加的認(rèn)識(shí)到對(duì)殺秧機(jī)專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，提高操作技能，了解殺秧機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造，大概了解殺秧機(jī)的客觀運(yùn)用，敘述了利用傳統(tǒng)的方法、結(jié)合先進(jìn)的知識(shí)、科學(xué)的邏輯思維方法來(lái)客觀的闡述分析殺秧機(jī)出現(xiàn)的一般事故以及設(shè)計(jì)的心得體會(huì)。并對(duì)殺秧機(jī)的未來(lái)發(fā)展前景有著很好的憧憬。
關(guān)鍵詞：馬鈴薯；殺秧機(jī)；三維設(shè)計(jì)
中圖分類(lèi)號(hào):TD451 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
0引言
馬鈴薯是糧、菜、飼、加工兼用型農(nóng)作物，其適應(yīng)性廣、豐產(chǎn)性好、營(yíng)養(yǎng)豐富、經(jīng)濟(jì)效益高，已成為世界上繼水稻、小麥和玉米之后的第四大糧食作物 。根據(jù)世界聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織統(tǒng)計(jì)，全世界馬鈴薯種植面積達(dá)到 1833 萬(wàn)公頃，3.2958 億噸，我國(guó)馬鈴薯種植面積為 475.26 公頃，馬鈴薯產(chǎn)量為 6905.97 萬(wàn)噸，占世界馬鈴薯種植面積的 27.2%，亞洲種植面積的 56.3%，是全世界馬鈴薯種植面積最大的國(guó)家之一。近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)馬鈴薯種植面積也在穩(wěn)步增長(zhǎng)。隨著國(guó)內(nèi)馬鈴薯種植面積逐年增加，農(nóng)村勞動(dòng)力短缺，農(nóng)民對(duì)馬鈴薯種植、收獲機(jī)械的需求越來(lái)越大。目前，國(guó)內(nèi)外研制的大部分馬鈴薯收獲機(jī)，在收獲前不殺秧,在作業(yè)過(guò)程中，馬鈴薯莖秧纏繞機(jī)器桿件，行進(jìn)阻力增大、容易壅堵，導(dǎo)致機(jī)具動(dòng)力消耗增大，影響馬鈴薯的挖掘。因此，馬鈴薯在收獲之前，須對(duì)地表的莖秧進(jìn)行處理，然后再機(jī)械收獲馬鈴薯。馬鈴薯莖秧可通過(guò)化學(xué)或人工的方法將其除去，化學(xué)殺秧會(huì)污染環(huán)境和土壤；馬鈴薯莖秧人工清除工作量大、效率低，影響馬鈴薯機(jī)械收獲。馬鈴薯收獲前機(jī)械殺秧可使馬鈴薯塊莖的表皮充分木栓化，與莖秧分離更加容易，表皮老化可顯著減少收獲、運(yùn)輸和貯藏中的損傷；還可提高馬鈴薯收獲效率，保證馬鈴薯機(jī)械收獲順利進(jìn)行。近幾年來(lái)我國(guó)馬鈴薯機(jī)械化作業(yè)雖然有了較快的發(fā)展，但是，我國(guó)在中小型馬鈴薯種植和收獲機(jī)方面的機(jī)具較多，而馬鈴薯殺秧機(jī)的機(jī)型較少。國(guó)外生產(chǎn)的馬鈴薯殺秧機(jī)各類(lèi)產(chǎn)品，體積結(jié)構(gòu)龐大，工作幅寬大，零配件供應(yīng)渠道不暢通，在我國(guó)地區(qū)適應(yīng)性差，難以適應(yīng)我省馬鈴薯種植大多分布在小地塊、山地和水平梯田上的現(xiàn)狀。因此，為了減輕打秧勞動(dòng)強(qiáng)度，解決馬鈴薯挖掘過(guò)程中莖秧纏繞機(jī)器出現(xiàn)堵塞的問(wèn)題，提高馬鈴薯收獲機(jī)后續(xù)挖掘的工作效率，使馬鈴薯機(jī)械收獲順利進(jìn)行，研制一種能有效打秧并適合我省實(shí)際情況的馬鈴薯殺秧機(jī)具有重要意義。
1總體設(shè)計(jì)思路
甩刀式馬鈴薯殺秧機(jī)的主要功能是用旋轉(zhuǎn)的甩刀把莖秧從馬鈴薯地表的根部砍斷切碎，高速拋入罩殼，沿罩殼內(nèi)壁滑到尾部，在出口處拋撒到田間。因此對(duì)它的設(shè)計(jì)要求是：（1）將全部莖秧打碎，避免漏打現(xiàn)象。（2）殺秧的高度基本均勻，并能根據(jù)種植模式進(jìn)行調(diào)節(jié)，適應(yīng)不同地表狀況。（3）甩刀能將倒伏的、壟溝的莖秧切割，并能將打碎的莖稈均勻拋撒到田間。（4）殺秧時(shí)，不帶薯，不傷薯。（5）在工作過(guò)程中能量消耗最少，防止莖稈、雜草纏繞甩刀和刀軸。
1.1設(shè)計(jì)原理
甩刀式馬鈴薯殺秧機(jī)與輪式拖拉機(jī)配套，拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸經(jīng)傳動(dòng)軸 將動(dòng)力輸入中間齒輪箱，由傳動(dòng)軸傳送到主動(dòng)皮帶輪，主動(dòng)皮帶輪通過(guò)皮帶將動(dòng)力傳送到刀軸皮帶輪，刀軸皮帶輪帶動(dòng)刀軸高速旋轉(zhuǎn)，刀軸上鉸接的甩刀 繞刀軸高速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)隨機(jī)組前進(jìn)。前進(jìn)中，旋轉(zhuǎn)的甩刀把莖秧從根部砍斷切碎，被高速拋入罩殼，沿罩殼內(nèi)壁滑到尾部，在出口處拋撒到田間。
1.2設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu)
甩刀式馬鈴薯殺秧機(jī)的總體結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示。
甩刀式馬鈴薯殺秧機(jī)主要由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、殺秧裝置、輔助裝置三大部分組成，其整機(jī)總裝圖如圖1所示。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由傳動(dòng)軸、齒輪箱和皮帶裝置組成，其作用是將拖拉機(jī)的動(dòng)力傳給工作部件進(jìn)行打秧作業(yè)。殺秧裝置由罩殼、刀軸和鉸接在刀軸上的甩刀組成，用于粉碎、拋撒馬鈴薯莖秧。輔助裝置包括懸掛架和限深輪等，通過(guò)調(diào)整限深輪的高度，可調(diào)節(jié)甩刀的離地間隙即留茬高度。
傳動(dòng)系統(tǒng)采用雙軸式結(jié)構(gòu)，中間軸上安裝有皮帶盤(pán)，后軸上裝有甩刀。根據(jù)田間實(shí)際工作情況，動(dòng)力傳遞分兩級(jí)：一級(jí)傳動(dòng)為齒輪箱輸入軸與輸出軸的傳動(dòng)；二級(jí)傳動(dòng)為齒輪箱輸出軸與甩刀刀軸的傳動(dòng)。拖拉機(jī)動(dòng)力傳動(dòng)路線為：1齒輪箱輸入軸→2齒輪箱→3齒輪箱輸出軸→4皮帶輪→皮帶→5甩刀軸。高速旋轉(zhuǎn)的甩刀強(qiáng)力沖擊馬鈴薯莖稈，在負(fù)壓的作用下將莖稈吸入機(jī)殼內(nèi)，經(jīng)過(guò)甩刀的多次剪切、搓擦和撕裂將莖稈粉碎，并在氣流和離心力的作用下，將其均勻的拋撒在田間地面上。
圖1甩刀式馬鈴薯殺秧機(jī)總體結(jié)構(gòu)示意圖
1. 齒輪箱輸入軸 2.齒輪箱 3.齒輪箱輸出軸 4.皮帶輪 5.刀軸 6.甩刀 7.機(jī)殼
2關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)
2.1齒輪箱的設(shè)計(jì)
傳動(dòng)系統(tǒng)中齒輪箱在工作中承受的載荷較大，為提高其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，箱體采用高強(qiáng)度鑄鐵材料，齒輪箱主要由主軸、箱體、主軸圓錐齒輪、滾動(dòng)軸承、從動(dòng)軸、從動(dòng)軸圓錐齒輪幾部分組成。齒輪箱中變速機(jī)構(gòu)為一對(duì)錐齒輪 ，主動(dòng)錐齒輪有50個(gè)齒，從動(dòng)錐齒輪有28齒，故傳動(dòng)比
i1=z2z1=2850=0.56
該馬鈴薯殺秧機(jī)的齒輪箱結(jié)構(gòu)緊湊，能夠有效利用拖拉機(jī)動(dòng)力資源，降低生產(chǎn)成本。齒輪箱輸入軸通過(guò)萬(wàn)向聯(lián)軸器與拖拉機(jī)后部的動(dòng)力輸出軸相連，然后通過(guò)齒輪箱內(nèi)部的一對(duì)錐齒輪變速換向后由動(dòng)力輸出軸輸出動(dòng)力，再通過(guò)皮帶傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)甩刀工作。
2.2刀具部分的設(shè)計(jì)
甩刀是殺秧機(jī)的關(guān)鍵部件，且容易磨損。其形狀和尺寸不僅對(duì)刀軸的設(shè)計(jì)和甩刀排列有較大影響，而且直接影響殺秧的效果。
甩刀按形狀分類(lèi)主要有直刀、L型及其改進(jìn)型刀、T型刀、錘爪、Y型刀等，其中 L型及其改進(jìn)型刀切割莖秧是斜切，刀片與莖秧成一定斜角，可減少切割阻力，降低功耗；Y型甩刀，雙面開(kāi)刃，剪切力強(qiáng)，莖秧粉碎率高，具有較強(qiáng)的耐磨和抗沖擊韌性。
2.3 甩刀軸的設(shè)計(jì)
殺秧機(jī)刀軸一般為空心軸，需滿(mǎn)足以下四個(gè)條件
（1）強(qiáng)度條件
（2）臨界轉(zhuǎn)速條件
（3）扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)條件
（4）制造工藝條件
按以上四個(gè)條件，根據(jù)已知參數(shù)為刀軸管長(zhǎng)L=700mm；傳遞扭矩Mn=1128Nm；危險(xiǎn)截面彎矩M=1354Nm；刀軸的最高轉(zhuǎn)速 1580r/min，取臨界轉(zhuǎn)速安全系數(shù)2 ,由此設(shè)計(jì)該刀軸的截面尺寸。取刀軸最大外徑 d=80mm。
2.4行走輪的設(shè)計(jì)
殺秧機(jī)的行走輪由輪轂和輪胎組成。輪轂根據(jù)前面的設(shè)計(jì)要求材料選取45號(hào)鋼。輪胎在此要與輪轂配合，輪胎的大小尺寸應(yīng)與殺秧機(jī)的整體形狀和尺寸緊緊相連。輪胎的外徑是210mm，而其具體形狀是參照《現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)》中驅(qū)動(dòng)輪的形狀尺寸，外圈材料為橡膠。
材料選擇依據(jù)：45號(hào)鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)用鋼,硬度不高易切削加工,模具中常用來(lái)做模板、導(dǎo)柱等，但須熱處理。隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，儀器設(shè)備的功率越來(lái)越大，轉(zhuǎn)速越來(lái)越快，振動(dòng)和噪聲的危害也越來(lái)越突出。輪式拖拉機(jī)通過(guò)車(chē)輪與路面接觸，支承整機(jī)的重量；通過(guò)車(chē)輪與地面的附著力作用傳遞驅(qū)動(dòng)力矩、制動(dòng)力矩和轉(zhuǎn)向力矩并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力、制動(dòng)力和側(cè)向力；通過(guò)輪胎緩和地面不平引起的沖擊和振動(dòng)。
3總結(jié)
通過(guò)檢索國(guó)內(nèi)外的大量文獻(xiàn)資料，了解了國(guó)內(nèi)外馬鈴薯莖秧處理的研究進(jìn)展及研究現(xiàn)狀，根據(jù)的馬鈴薯收獲過(guò)程中出現(xiàn)的馬鈴薯莖秧纏繞機(jī)器桿件，莖秧和土塊裹在一起造成壅堵的問(wèn)題，在薯類(lèi)聯(lián)合收獲裝置的性能特點(diǎn)等調(diào)查研究基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種甩刀式馬鈴薯殺秧機(jī)。圍繞所研究?jī)?nèi)容開(kāi)展了以下工作：
（1）本文對(duì)甩刀式馬鈴薯殺秧機(jī)從理論上主要對(duì)該機(jī)的結(jié)構(gòu)方案、原理和參數(shù)及主要部件進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析，確定了動(dòng)力連接方式及動(dòng)力傳動(dòng)路線、傳動(dòng)比；通過(guò)建立殺秧機(jī)甩刀模型，并對(duì)此模型進(jìn)行理論分析和計(jì)算，確定了主要設(shè)計(jì)參數(shù)，根據(jù)收獲的實(shí)際情況，研究并確定了馬鈴薯殺秧機(jī)主要參數(shù)及取值。
（2）對(duì)關(guān)鍵部件甩刀的形狀、數(shù)量、排列和運(yùn)動(dòng)進(jìn)行理論分析，確定其結(jié)構(gòu)及主要參數(shù)；并建立甩刀的三維模型，對(duì)其模型進(jìn)行分析，檢驗(yàn)了甩刀及軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。
（3）對(duì)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵進(jìn)部分進(jìn)行建立模型分析可縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期，在設(shè)計(jì)過(guò)程中可快速、靈活地修改方案，便于得到最適合實(shí)際情況的設(shè)計(jì)參數(shù)。能較準(zhǔn)確計(jì)算出不同振幅和頻率條件下甩刀軸的受力，為減少甩刀式馬鈴薯殺秧機(jī)的振動(dòng)提供了理論依據(jù)，為后續(xù)的設(shè)計(jì)提供了參考。
參考文獻(xiàn)
[1]孫東升，劉合光.我國(guó)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及前景展望[J].農(nóng)業(yè)展望，2009，(3)：25-28.
[2]王福義.馬鈴薯收獲機(jī)械發(fā)展研究[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備，2010(12)：84-85.
[3]謝從華.馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2012(1)：1-4.
[4]初旭宏，黃丙申.馬鈴薯收獲機(jī)械存在的主要問(wèn)題及解決辦法[J].農(nóng)機(jī)使用與維修，2010，(1)：46-47.
[5]戴 飛，韓正晟，魏宏安等.中國(guó)馬鈴薯莖葉處理現(xiàn)狀及相關(guān)機(jī)械化技術(shù)發(fā)展[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，51（10）：1975-1981.
[6]賈晶霞，李 洋，楊德秋等.國(guó)內(nèi)外馬鈴薯殺秧機(jī)發(fā)展概況[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械，2011，（7）：78-80.
[7]賈晶霞.馬鈴薯收獲機(jī)關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究[D] .北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)，2006.
[8]劉 楊.馬鈴薯收獲機(jī)械發(fā)展綜述[J].機(jī)械產(chǎn)品與科技，2001，(4)：2-7.
[9]夏 陽(yáng)，張 華.4UJH－85型秧莖切碎還田機(jī)試驗(yàn)[ J].農(nóng)業(yè)機(jī)械，2009(98)：98- 99．
[10]吳建民，高煥文.免耕播種機(jī)鋸片式防堵切刀的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2001，32(1)：38-41.
[11]何玉靜，楊星釗，孫衛(wèi)平等.甘薯秧莖切碎還田機(jī)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，43(6)：639-641．
[12]涂建平，徐雪紅，夏忠義等.棉稈粉碎還田機(jī)刀具優(yōu)化排列的研究[J].農(nóng)機(jī)化研究，2003(2)：102-104.
[13]張佳喜，王學(xué)農(nóng)，陳 發(fā)等.秸稈粉碎還田回收機(jī)刀輥工作參數(shù)的研究[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2007，38(6)：82-85.