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设与研究
手扶式葡萄园施肥机设计
钮金亮,李向国,安芳,李佳鹏
(河海大学机电工程学院,江苏常州213022)
Design of Vineyard Walk-behind Fertilizer Machine
NIU., LI Xiangguo, AN Fang, LI Jiapeng
(College of Mechanical and Electrical Engineering, Hohai University, Changzhou 213022, China)
摘要:针对葡萄农业的发展现状,根据葡萄生吸收快这一其他施肥方式无可比拟的优点,它能
产的实际情况,研究设计了一种能在狭窄萄国内保证葡萄短期内肥料的供应,能够以最快的速度
灵活作业、进行地表施肥的手扶式施肥机。
获得施肥效果。地表施肥的方式以人工操作为
关键词:手扶式;葡萄园施肥机;地表施肥
主,这样就存在施肥不均匀、增加劳动时间及强
中图分类号:S224.21
度、浪费劳动力等缺点日。
文献标识码:A
1结构与工作原理
文章编号:1001-2257(2014)12-0040-03
Abstract. This walk-behind fertilizer machine 1. 1 i*4y
is designed in the light of current development of
葡萄园手扶式施肥机结构图如1所示。
domestic grape farming and production. It func-
肥料箱
肥量控制器
tions as one which works flexibly on surface fertili-
鼓风机开关
扶手
zation in narrow vineyard
丝杠
Key words: walk-behind; vineyards fertilizer
可移动托架
machine: surlace fertilization
动力系统
机架
蓄电池
螺旋拨
0引言
软轴
链传动系统
在衣业生产中,施肥是必不可少的环节。葡
出肥
萄种植季节性强、生产环节多且复杂,而传统的手
管总
成
工操作,劳动强度大、效率低、效果差。目前,虽
鼓风机
前轮
万向轮
然有很多施肥机是专用于葡萄园施肥,但是基本
都是利用大型机械驱动,例如拖拉机等2;然而,
图1施肥机总体结构
为了提高土地利用率,葡萄园内空间有限,大型机1.2工作原理
械在葡萄园内无法灵活地进行施肥作业。在实际
施肥机的动力源为微型汽油发动机。微型汽
生产中,对葡萄进行地表施肥次数占总施肥次数油发动机通过联轴器与减速器输入轴连接,减速器
很大比例,尤其在葡萄成熟季节?由于葡萄成熟期输出轴上装有链轮组,通过链条将动力向2个方向
短,为了保证葡萄的品质,经常会对葡萄进行催传递:一方面通过驱动前轮,为施肥机前进提供动
肥,催肥方式以地表施肥为主,然后通过灌溉的方力;另一方面驱动螺旋拨肥轴,拨肥轴匀速转动能
式加快肥料的溶解,加快葡萄对肥料的吸收。地够使肥料均匀地从肥料箱中流出,避免了因肥料自
表施肥虽然有污染果园环境、使肥料大量流失和身重力因素造成出肥速度不均匀现象的影响。施
难于充分发挥肥效等缺点,但是地表施肥具看肥机的前进方向通过万向轮来控制,施肥机扶手上
安装有肥量控制器和鼓风机开关,通过肥量控制器
收稿日期:2014-07-03
来控制出肥量的大小,进而控制施肥量;鼓风机将
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《机械与电子》2014(12)
手扶式葡萄园施肥机设计
从出肥管流出的肥料吹散,均匀地吹撒在葡萄渠肥量。
中,完成施肥作业。
3基本参数的确定
2主要工作部件的设计
3.1确定链轮参数
2.1肥料箱
选取减速器输出轴驱动前轮链轮齿数x1=17,
肥料箱由薄钢板制成。肥料箱的左右两边有选取前轮轴上链轮齿数2=38,链条链号选用
耳板,机架上有与耳板配合的凹槽,将肥料箱固定08A,查表可得链条的节距か=12.7mm,则大链轮
在机架上,便于装卸。肥料箱下部分装有螺旋拨肥分度圆直径为
轴,底部设置有出肥管总成。
力
2.2万向轮
sin(180°/x2)
153.8mm
万向轮主要由轮胎、幅板、轮轴和叉架组成。3.2计算确定链传动系统各参数
轮胎采用经久耐用的实心轮胎,幅板和叉架由钢板
人正常行走速度为1.1~1.5m/s,这里:安照7a
冲压而成,轮轴用圆钢制造,两端设有螺纹,与螺母=1.5m/s计算,施肥机的前进速度和人的正常行
配
走速度相等,所以0==1.5m/s,前轮直径d
2.3扶手
0.36m。
扶手由机架延伸出来,扶手上有肥量控制器
计算驱动链条的速度为:
通过软轴与出肥管总成连接,控制出肥量的大小
(2)
扶手上还设置有鼓风机开关,控制鼓风机
2.4动力系統
=0.64m/s。
施肥机动力系统由微型汽油发动机、联轴器和
计算大链轮的转速
减速器组成。微型汽油发动机的输出轴与减速器
(3)
60×1000
输人轴通过联轴器连接,减速器输出轴装有链轮
组的。整个动力系统放置在可移动托架上,可移动
2=79.6r/min。
计算减速器输出轴链轮组转速为:
托架可以通过转动丝杠实现上下移动,调节链传动
系统中链条的张紧度。减速器主要由箱体、齿轮、
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齿轮轴、轴及轴承等组成。箱体由铸铁铸造,经后
178r/min。
续机械加工而成;各齿轮均由40Cr圆钢制造,调制3.3选择汽油发动机
后表面淬火;各齿轮轴也采用40Cr圆钢制造,并经
施肥机自重M=100kg,最大装肥量1m=50
调制处理[的。
kg,施肥机轮胎采用实心轮胎,与泥土路的摩擦系
2.5链传动系统
数x=0.3~0.35,重力加速度g=9.8m/s2,则轮胎
链传动系统由链轮、链条和链盒组成。螺旋拔抓地力为
肥轴和前轮轴上都装有链轮。减速器输出轴装有
F=(M+mn)g=514.5N
5)
链轮组,通过链条将动力分别传递给螺旋拨肥轴和
根据功率计算公式有
前轮轴。链条外部有链盒,来保护链盒平稳工作
F?=771.75W
(6
2.6机架
选用汽油发动机的功率P=0.9kW,转速
机架分前、中、后3部分,前部分机架装有前轮,
00r/min,输出扭矩为
中间部分由凹槽,与肥料箱耳板配合,后部分机架
装有2个万向轮
T=9549=1.32N?m
(7)
2.7出肥管总成
3.4减速比计算
出肥管总成由挡板、弹簧和出肥管组成。出肥
减速器减速比为
管通过软轴与肥量控制器相连,通过肥量控制器可
n=36
(8)
以改变挡板位置来控制出肥口的大小,进而控制施
《机械与电子》2014(12)