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密植果园挖穴施肥机的设计及试验研究

作　者: 张洪
导　师: 张学军
学　校: 新疆农业大学
专　业: 农业机械化工程
关键词: 果园施肥挖穴钻头有限元
分类号: S224.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 29次
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内容摘要

施肥是林果增产的一个重要环节，然而以人工为主的施肥方式使得林果的增产和高产指标很难得到保障，用于大型果园的开沟施肥机在密植果园中没有作业空间，影响了林果的市场竞争力，制约了新疆水果的发展前景。结合新疆密植果园的特点，设计一种自走式挖穴施肥机，可以解决劳动强度大、劳动成本高等问题，以有效提高林果产量。对密植果园挖穴施肥机提出了总体设计方案，整机由挖穴装置、提升装置与施肥装置、行走系统、电路控制系统组成。通过分析挖穴理论，得出钻头的临界工作转速和不堵死的临界工作条件，并对钻头的螺旋外径、长度、螺旋升角、导程、工作扭矩等相关参数进行计算，进行建模和有限元分析，选取合适的挖穴电机。通过计算升降电机所承受的扭矩和功率，选取合适的电机，对绕线轴进行有限元分析，同时设计一种平行四杆机构，选取合适的碟刹作为刹车制动装置。设计了一种简易的施肥装置，应用提升装置的升降过程给施肥装置提供动力，实现施肥定量袋的开合。确定行走系统驱动方案，分析轮子的滚动条件，计算轮子滚动所需功率及转速，选取合适的行走电机和减速器组合。根据本机电路控制系统的需要，选取控制器、接触器等相关元件，并设计电路图。通过SolidWorks三维软件完成重要零件建模和整机的模拟装配，制作零件和组装样机，并进行了田间试验，检测挖穴时间、施肥、升降挖穴直径和整机工作时间等指标。样机试验结果表明，挖穴时间最长为16s，最短时间为8s，土壤坚实度的显著性最高，挖穴深度在400600mm，挖穴直径在300310mm，排肥量为400g，误差为10%，行走速度在2m/s，整机工作时间在8h以上。密植果园挖穴施肥机主要应用于密植果园中，根据果树施肥工艺要求，能够完成挖穴、施肥、覆土三个功能，有效保证肥料的利用率。果树挖穴施肥机也可用于其他园林的施肥，还可以用于挖穴植树，具有很好的社会效益和经济效益，值得积极推广。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章前言  7-15
  1.1 研究意义  7
  1.2 国内外研究现状  7-12
  1.3 本课题研究方案  12-15
第2章整机总体设计方案  15-18
  2.1 果树施肥技术  15-16
  2.2 整机结构及工作原理  16-17
  2.3 本章小结  17-18
第3章挖穴装置的设计  18-34
  3.1 挖穴理论分析  18-22
  3.2 钻头的设计  22-28
  3.3 挖穴电机的选取  28-29
  3.4 钻头的有限元分析  29-33
  3.5 本章小结  33-34
第4章升降装置和施肥装置的设计  34-42
  4.1 升降装置的总体布置  34-35
  4.2 升降电机的选取  35
  4.3 钢丝绳的选取  35-36
  4.4 绕线轴的有限元分析  36-37
  4.5 平行四杆机构的设计  37-38
  4.6 碟刹的选取  38-40
  4.7 施肥装置的设计  40-41
  4.8 本章小结  41-42
第5章行走系统设计  42-50
  5.1 轮子的选取  42-45
  5.2 行走电机的选取  45-46
  5.3 联轴器的选取  46
  5.4 减速器的选取  46-48
  5.5 本章小结  48-50
第6章电路控制系统的硬件选型与设计  50-57
  6.1 控制系统硬件选型  50
  6.2 电动车控制器  50-52
  6.3 直流接触器  52-54
  6.4 倒顺开关  54-55
  6.5 蓄电池的选取  55
  6.6 电路控制系统设计  55
  6.7 本章小结  55-57
第7章样机制造与试验  57-62
  7.1 样机制造  57-58
  7.2 机械性能试验  58-61
  7.3 本章小结  61-62
第8章结论和展望  62-64
  8.1 结论  62-63
  8.2 展望  63-64
参考文献  64-66
致谢  66-67
作者简介  67

密植果园挖穴施肥机的设计及试验研究

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