机械5

目录 1绪论………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………1 1.1本课题来源及研究的目的和意义1 1.2本课题所涉及的问题在国内外研究现状及分析1 1.3本课题需要重点研究的关键问题及解决思路2 1.4对设计所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析3 2枣树苗木起苗园艺技术…………………………………………………………………..............................................3 2.1果树根系概况3 2.2果树苗木出圃及起苗方法4 3枣树起苗机的方案设计…………………………………………………………………………………………………………………………… …5 3.1起苗机的设计要求………………………………………………………………………………………………………………………………… … 5 3.2整机的设计原则……………………………………………………………………………………………………………………………………… 6 3.3起苗机的总体结构……………………………………………………………………………………………………………………… …………… 6 3.4起苗机的工作原理……………………………………………………………………………………………………………………… …………… 6 3.5起苗机的拟定基本参数………………………………………………………………………………………………………………… …… ……6 4起苗铲的结构参数设计及优化…………………………………………………………………………………………………… ………… 7 4.1结构设计……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………7 4.2起苗铲的三维建模………………………………………………………………………………………………………………………………… … 8 4.3起苗铲的应力分析………………………………………………………………………………………………………………………………… … 9 4.4起苗铲的参数优化……………………………………………………………………………………………………………………………………12 5起苗机部件的设计及机组总装………………………………………………………………………………………………………………13 5.1松土装置…………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 13 5.2阻力铲设计………………………………………………………………………………………………………………………………………… …… 18 5.3限深轮…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………19 5.4起苗机的总装…………………………………………………………………………………………………………………………………………… 20 6起苗机与拖拉机的连接…………………………………………………………………………………………………………………………… 21 6.1起苗机的牵引方式………………………………………………………………………………………………………………………………… 21 6.2机组连接…………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 21 6.3机组作业的稳定性………………………………………………………………………………………………………………………………… 22 6.4拖拉机工况的通过性……………………………………………………………………………………………………………………………… 25 致谢…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 26 参考文献…………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………… 27 枣树是我国特有的经济树种，具有易于栽培，适应性强、结果早、收益快、市场前景好的特点。 新疆生产建设兵团的红枣主产区全部位于天山以南，即南疆地区。该地区位于塔里木盆地四周，降水稀少，干旱多风，昼夜温差大，日照时间长，更适于红枣的生产。近年来，在兵团的高度重视和 正确领导下，南疆以强劲的势头扩大红枣种植面积，发展红枣产业，现已大见成效，预计将发展成为我国最大的优质红枣生产基地。兵团有哈密大枣、灰枣、骏枣以及少量的赞皇大枣和冬枣等优良品种，尤其是哈密大枣以其个大、肉厚、皮薄，含糖量高，富含锌和维生素等特点享誉国内。近年来，全兵团通过不断优选提高良种性状，丰富了其红枣资源，通过对红枣产业进行科学规划，准确定位，使红枣产业逐渐步人了科学规划有序发展的轨道。 为了扩大枣树种植规模，同时要使枣树起苗的稳定性和起苗速度大大提高，降低生产成本和劳动强度。我国在起苗机研制过程中，农机与农艺明显脱节，需要进一步完善与育苗设施及相应的配套技术。在引进基础上要克服不足，尽量设计出适合经济作物的起苗机，加强起苗铲的研究，增加检测与传感装置，适时地控制起苗过程。力求达到预期的起苗效果。还要提高起苗机对环境的适应性，提高其通用性。 1.1本课题来源及研究的目的和意义 随着国内外对大枣的需求，我国大枣栽培与生产模式必将发生重大变革。建立新型枣树园，培育优质枣树树，生产绿色产品，推动我国枣业产业健康稳定发展，枣树苗木培育机械化技术是必不可少的关键技术之一。枣树矮砧集约栽培，是世界果树业生产先进国家普遍采用的栽培模式，也必然是我国现代大枣生产发展的趋势。推广矮砧集约高效栽培模式，对于推动老果园的更新以及现代栽培制度的建立，具有重大意义。因此，加快发展枣树矮砧集约高效栽培模式，建设一批高水平的现代化矮砧集约高效栽培示范园，已成为发展红枣产业的当务之急。最近几年随着土地面积减少和农村劳动力年龄逐渐老化，农资、工酬等不断上涨等因素，而且我国枣树生产主要是分散栽培，分户管理的种植方式，没有统一的种植培育标准旧式果园，越来越难以管理。因此，推广简便、省力、规范的模式化栽培技术，推广建立新型高效果园显得尤为重要。 苗木出圃是枣树树栽培的必经环节，在枣树树栽培管理各项作业中，苗木培育是重要的基础环节之一。建立现代化矮砧苗木繁育基地，实行优质大苗标准化生产是今后果树育苗的方向。苗木出圃要经过起苗、分级与修整、检疫与消毒、包装运输与贮藏等几个过程，起苗是当中的重要坏节。苗木保护重点是根部，起苗时根据果树的根系分布规律，宜深不宜浅，过浅易伤根。若起出的苗根系太少，会导致栽后苗木成活率低或降低生长势。 在满足园艺要求的条件下，目前生产上常用的起苗方法有两种，人工起苗和机械起苗。由于我国枣树树苗木生产主要是采用分散栽培，分户管理的种植方式，使得苗木培育也难成规模，机械化程度普遍偏低，现行的主要的起苗方法还是人工起苗，人工起苗效率低、成本高、劳动强度大，而且容易切断主根和须根，使得苗木的主根长度达不到园艺要求，或者须根数量少，从而影响苗木的移栽成活率。采用起苗机起苗，在高标准苗木根系前提下，能够极大的节约起苗成本，并且大幅提高作业效率。更重要的是使用起苗机等果园苗圃专用起苗机具，苗木根系发达健壮，挖掘土垡断口整齐，对苗木根系损伤少，起苗质量统一，实现了树苗的标准化和规范化，进而提高了苗木移栽后的成活率。而每成活一棵树苗将带来的是该棵树苗后期浇水、施肥等管理费用的降低，同时带来该棵果树一生的优质果品产出效益。 使用机械装备代替人力操作的过程，实现枣树苗木培育的机械化作业，已经成现代枣树产业发展的迫切需求。在国内，由于受枣树栽培模式的限制，目前没有专门从事果树苗木起苗的研究。尽管有一些树苗起苗机具的报道，但其不是针对枣树树苗木培育而设计，如果将其应用于枣树苗木培育管理中不能满足现代三优枣树关于苗木培育的园艺技术指标。因此，为了满足园艺方面的要求，提高作业效率，节约成本，枣树起苗机的研究具有重要意义。同时也为枣树苗木质量稳定可靠，为枣树种植的规模化做了铺垫，为生态作业打下了良好的基矗 1.2本课题所涉及的问题在国内外研究现状及分析 1.2.1国内研究现状分析 我国长期以来，树苗起苗一直沿用传统的手工劳动方式，劳动强度大，生产效率低。由于枣树种植面积的增加和农村劳动力的转移，起苗技术落后、效率低已成为枣树生产的制约因素，枣树起苗机械化和自动化已成为农民越来越迫切的要求。与小麦、水稻生产机械化发展速度相比，枣树起苗机械化的发展比较缓慢。这种状况与当前加快实现农业现代化的形式要求不适应。 我国的起苗技术刚刚处于起步试验阶段，目前仍以人工起苗为主。人工起苗难以实现大规模种栽植，从而导致生产规模小，生产效益低，不利于起苗技术的推广。从长远来看，机械化起苗可以实现育苗规模化。现阶段我国起苗技术发展极不平衡。我国针对不同的果树及其它作物分别研制了相应的起苗机，由于栽植作业质量与农艺要求还有一定差距，未能大面积推广。随着林果业种植面积和生产规模的扩大，在有人工作业方式使用，已不能满足林果产业化的步伐。。 在我国，枣树的起苗具有季节性和区域性特点，机具作业时间短，单一性能机具的年使用率降低。我国普遍采用分散栽培，分户管理的种植方式，机械化程度偏低。在果树起苗等苗木培育作业的各项工序中，主要还是采用人工作业，专用的果树苗木起苗机具并不多见。有的苗圃基地采用了简易的改装犁或自制铲挖掘果树苗木，也有的借用林木起苗机，但起苗效果均不理想。内蒙古赤峰农林机械制造厂制造出了一种床式振动起苗机，如图（1-1）该机具悬挂于拖拉机后部，通过拖拉机后部的动力输出轴带动抖动器振动，松土效果较为明显，该机可起各种药材，也可起树苗，但只适用于起小苗，不适用于一年以上成品苗的挖掘。 图1-1小型起苗机 北京亚美非科技有限公司生产一种大苗起苗机。该起苗机同样悬挂于拖拉机的后部。可以完成大苗的挖掘工作，但其稳定性不够，对于土质较硬的土壤松土效果不好，而且该机具主要是针对于林业上起苗，直接用其对果树苗木进行起苗达不到园艺要求。 1.2.2国外研究状况分析 20世纪40年代，欧美各国便将大田使用的配套农机具，经改制后用于果树的苗木培育管理。60年代以来，果园机械发展较快，使果树苗木培育的各项工序由人力操作逐渐转向机械化操作。同时进行了适应果园机械化作业要求的和栽培方式改革。国外的果树苗圃规模一般较大，机械化程度高，如俄罗斯从苗圃整地到苗木出圃，全部实行机械化作业。早在上个世纪八十年代，意大利的安德雷乌奇公司(ANDREVCCI)便生产出了一种悬挂式起苗机，该机具悬挂在拖拉机后部，操作方便， 作业效率高。美国、俄罗斯、日本、法国、德国等都是果树生产先进的国家，果树苗木培育的各项工序都实现了机械化作业过程，。它们在实现果园机械化方面采取了许多措施，很早就注意抓园艺和农机相结合的果树栽培的管理方式，以便于实现机械化操作。但国外起苗作业机具体积较为庞大，并且配套动力偏大，而我国农用拖拉机多为中小型动力，直接购买不能配套使用，不适合我国苗圃要求。 1.3本课题需要重点研究的关键的问题及解决的思路 1.3.1设计重点研究的内容 本课题对果树苗木起苗现状及园艺要求进行了分析，以出圃枣树成品苗为研究对象，设计了果树苗木起苗机，并结合三维设计软件和有限元分析软件展开以下研究： (1)果树苗圃机械化起苗方法及技术。 (2)设计果树苗木起苗机，优化核心部件挖掘铲结构及技术参数。 (3)机组合理配套，试验研究。 1.3.2存在问题的解决思路: 存在问题： （1）如何保证枣树起苗机的起苗方式符合农艺要求。 （2）如何保证起苗机的起苗铲能够顺利起苗，达到预期的起苗效果。 （3）如何提高起苗机的起苗效率。 （4）怎样保证起苗的稳定性和起苗的质量。 针对的主要研究内容制定以下技术路线，以完成对课题的研究： (1)全面了解果树苗的生长条件、环境等因素。 (2)对果树苗木的起苗条件和环境进行调查。 (3)与果树园艺专家、果农技术人员进行交流，分析现行的起苗技术的优缺点。 (4)查阅相关资料进行整机的设计。 (5)动态模拟，有限元分析，找出缺陷，进行改进。 1.4对设计所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析 1.4.1设计的任务要求 苗木出圃要经过起苗、分级与修整、检疫与消毒、包装运输与贮藏等几个过程，起苗是当中的重要坏节。苗木保护重点是根部，起苗时根据果树的根系分布规律，宜深不宜浅，过浅易伤根。若起出的苗根系太少，会导致栽后苗木成活率低或降低生长势。 树苗起苗应具有的园艺技术要求： 通过对果树苗圃进行技术调查，结合果农和园艺专家的要求。本文所设计的起苗机应达到以下技术要求： (1)起苗深度应符合果树根系的生长和植树的要求，一般为25-40cm。 (2)起苗时只许切开土垡和破碎土垡，不得产生翻转和移动，以免拔出或埋没苗木。 (3)起苗刀刀刃应锋利，避免撕断根系。 (4)机具结构应合理，不得碰伤苗木。