一种带土球挖树机设计【三维Proe模型】【含CAD图纸】.zip

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0 理工学院毕业设计(论文)开题报告题 目: 一种带土球挖树机设计 学生姓名: 学 号: 专 业: 机械设计制造及其自动化 指导教师: 年 4 月 10 日毕业设计(论文)开题报告 1 1.文献综述文献综述1.1 研究背景及意义研究背景及意义我国目前林木的移栽大都采用人工作业,劳动强度大,作业效率低、成本高、成活率低。采用机械化作业可提高工效几十倍甚至上百倍,减轻了劳动强度,加快了城市园林化的步伐,同也降低了生产成本,提高了经济效益。因此研制开发适合常规配套动力的林木挖树机械具有十分重要的现实意义,其产品具有广阔的市场前景,不仅可以降低工人劳动强度,提高作业效率、同时机器标准化的作业方式也会提高树木的成活率,也就间接的降低了城市园林化成本。1.2 挖树机的基本构造挖树机的基本构造该机主要由对中微调机构、升降机构、挖树机构、压实调整机构、喷水装置和液压传动装置构成。(1)对中微调机构对中微调机构是调整工作装置与苗木位置在横向不同心的微调机构。 它由旋转横梁、端面轴承销轴、加强梁和微调油缸组成。加强梁通过螺栓固定在翻斗车的纵梁上,螺转横梁通过销轴和端面轴承与底盘前横梁相接。图 2.1 和 2.2 所示为对中微调机构的示意图:图 2.1 对中微调机构毕业设计(论文)开题报告 2 图 2.2 对中微调机构1旋转横梁 2.升降导轨 3.微调油缸 4.支座 5.拖拉机机架(2)升降机构升降机构是使机架及其安装在机架上的树铲机构和压实调整机构的工作装置一起作上下运动,实现在起苗前先将工作装置下降放置在苗床上,起苗后将工作装置与苗木一起提升。它由框架式升降导轨、升降支臂及两个双作用油缸构成。(3)挖树机构挖树机构由导轨架、导轨、铲刀等构成。导轨架由型钢焊接组成环形构件。它分为三部分,相互铰接在一起。后面的两个支架可以开闭。三组弧形导轨焊接在导轨架上,锹铲由铲柄、滚轮和铲刀构成。铲刀和滚轮由螺栓固定在铲柄上,铲刀通过滚轮与导轨配合。铲油缸的缸筒与导轨架上的支座铰接,活塞杆则与铲柄铰接。当铲油缸伸缩时,锹铲则通过滚轮在弧形导轨中运动。(4)压实调整机构压实调整机构是增加土球密度,调节土球尺寸的机构。压实调整机构包括两个油缸和两付压实板构成。压实板是可以更换的,更换压实板的大小,即可获得同样大小的土球。在起小土球时,它还起着支撑树铲机构的作用,因此是靠机重压实土球。压实土球力的大小视土壤情况而定。如图 2.3 所示: 图 2.3 压实调整机构(5)润水装置根据造林技术要求,带土球的苗木要求含水量高,以保证苗木的成活率。因此,该挖树机安装了水箱,既可装水,又可装药液,还起到配重作用,提高了机具的稳定性。润水装置如图 2.4 所示:毕业设计(论文)开题报告 3 图 2.4 润水装置(6)液压装置液压装置由油箱、油泵、多路换向阀及液压油缸组成。液压油泵为 CB3-10 型齿轮泵。液压装置会在后面章节中详细描述。(7)底盘的选择我国没有苗圃专用底盘,大部分苗圃都是很 i 用农用拖拉机。因此,只能根据该起苗机的特点来选择底盘。起苗时,尽量保证苗木在土球的中心位置,就必须使操作者有良好的视野。1.3 国内外研究及发展现状国内外研究及发展现状1.3.1 国外挖树机现状20 世纪 30 年代,国外发达国家就出现手工喂苗的挖树机具,50 年代研制出多种不同结构形式的半自动挖树机和简易制钵机。到 80 年代,半自动挖树机已在生产中广泛使用,制钵机已成系列。目前,一些发达国家已实现甜菜、玉米、蔬菜和烟草等旱地作物的育苗工厂化和挖树机械化。这些机型比较成熟,工作可靠性较好,推广应用广泛。挖树机械以半自动为主,全自动机型均因结构过于复杂,价格过高而没有广泛推广。20 世纪 20 年代,欧洲发达国家研制并开始使用手工喂苗的秧苗移栽机具,用于蔬菜生产作业;30 年代末 40 年代初期,手工喂苗的秧苗移栽机具的人工动作被移栽机构所取代。送苗入土过程实现了机械化,50、6O 年代多种不同结构型式的半自动移栽机被研制生产并使用同时,育苗用土钵制钵机开始出现 ; 至 20 世纪 8O 年代,半自动移栽机、制钵机已形成完整的系列,并在农业生产中广泛使用;到目前为止,欧洲在蔬菜育苗土钵成型及钵上单粒精密播种和自动移栽机械设备等技术上已经达到完善。 并应用于实际生产中,如法国、德国、荷兰、西班牙、意大利、丹麦等国,大部分的蔬菜生产和几乎全部的大地花卉生产都实现了育苗工厂化和移栽机械化。1.3.2 我国挖树机现况我国的旱地挖树机械的研究开始于 20 世纪 60 年代,但农机和农艺明显脱节,忽略了综合经济效益,更没有科学地分析育苗挖树机械化过程的种种技术难题,从而使这一毕业设计(论文)开题报告 4 技术搁浅。近年来,挖树机械伴随着旱地育苗移栽技术的研究和推广而发展起来,已成为科研和生产部门关注的问题之一,又有多种新型挖树机械出现。但总体来讲,我国研制使用的挖树机械目前仍处于起步阶段,以半自动为主。目前,挖树机按栽植器型式可分为钳夹式、链夹式、吊杯式、导苗管式及挠性圆盘式挖树机。不同型式的挖树机有其各自的特点,适合不同作物移栽的要求。目前国内已有的挖树机主要适用于秧苗株高 20 cm 的玉米、甜菜和烟草等作物的移栽。(1)钳夹式挖树机研究成果:钳夹式挖树机主要由钳夹式栽植部件、开沟器、覆土镇压轮、传动机构及机架等部分组成。目前,钳夹式挖树机现有机型有法国生产的 UT-2型挖树机,吉林工大研制的 2ZT 型挖树机,黑龙江八五二耕作机械厂研制的 2YZ 型挖树机和黑龙江农垦科学院研制的 2Z-2 型挖树机等。优缺点:栽植机结构简单,株距和栽植深度稳定,成本低,适合裸苗和钵苗。但株距调整困难,钳夹易伤苗,栽植速度低,零速栽植与喂苗不好控制,应用较少。图 1 钳夹式移栽机结构1.横向输送器 2.钳夹 3.机架 4.栽植盘 5.覆土镇压轮 6.开沟器(2)链夹式挖树机研究成果:链夹式挖树机与钳夹式挖树机的工作过程基本相同。目前,链夹式挖树机现有机型有意大利切克基马格利公司生产的奥特玛挖树机,意大利生产的 NADRI 玉米钵苗挖树机,荷兰米启根公司生产的 MT 挖树机,安徽滁州农机研究所研制的 2ZY-2 型油菜挖树机,唐山农机研究所研制的 2ZB-2 型挖树机和黑龙江农垦科学院研制的 2Z-2 型多用钵苗挖树机。优缺点:链夹式移植株距准确,移植后秧苗的直立度较好,喂苗送苗稳定可靠。但毕业设计(论文)开题报告 5 是生产率低,易伤苗,而且喂苗区苗夹数少,并呈上下排列,移植速度偏高时易出现漏载现象。这种栽植机现在应用较少,并有淘汰趋势。图 13 链夹式植苗机构1开沟器 2机架 3滑道 4秧夹 5环形链6钳夹 7地轮 8传动链 9镇压轮(3)吊杯式挖树机研究成果 : 吊杯式挖树机主要适合于栽植钵苗,由偏心圆环、吊杯、导轨等工作部件构成。目前,吊杯式挖树机现有机型有意大利切克基马格利公司生产的沃夫 (wolf)挖树机和艾德沃思农机厂生产的坡社(REEDU)挖树机、莱阳农学院研制的2YZ-40 型吊篮式钵苗挖树机、 黑龙江八五农场研制的 2ZB-6 型钵苗挖树机和 2ZYB-2型钵苗挖树机。优缺点:它具有可以进行膜上打孔移栽的独特优点,且钵苗在移栽过程中不受任何冲击。但是结构相对复杂,喂苗速度不能过高,否则会出现漏栽率增加、生产率不高等问题。毕业设计(论文)开题报告 6 1.偏心环 2.吊环 3.导轨 4.覆土器 5.开沟器图 3 吊杯式移栽机结构简(4)导苗管式挖树机研究成果:导苗管式挖树机主要工作部件由喂入器、导苗管、栅条式扶苗器、开沟器、覆土镇压轮和苗架等组成,采用单组传动。目前,导苗管式挖树机有以下 3 种机型:采用水平回转喂入杯式。产品有荷兰米启根公司生产的Mode14000 型挖树机,芬兰劳尼思公司生产的 RT-2 型挖树机,意大利切克基马格利生产的 TEX2 型挖树机,黑龙江农垦科学院研制的 2ZB-4 型杯式钵苗挖树机,中国农大研制的 2ZDF 型半自动导苗管式挖树机,山东泰安国泰拖拉机总厂生产的 2ZM-2 和 2ZM-AI 型棉花挖树机,山东泰安与吉林工业大学合作研制的 2ZY-200 型挖树机。水平回转格盘式。产品有吉林工大研制的 2ZY-2 型玉米钵苗挖树机。带喂入式。产品有山东工程学院研制的 2ZG-2 型带喂入式钵苗挖树机。优缺点:栽植秧苗的穴行距和栽植深度均匀一致,保证较好的直立度,且作业速度较高,移栽的频率可达 60 株/min,栽植频率由喂入频率确定,不易伤苗,但调整比较复杂,受拖拉机前进速度影响明显。毕业设计(论文)开题报告 7 图 4 导苗管式移栽机单组结构1苗架 2.喂入机 3.平机架大梁 4.四杆仿形机构 5.开沟器 6.栅条式扶苗器 7.覆土填压轮 8.导苗管毕业设计(论文)开题报告 8 .本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段及途径本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段及途径2.1 本课题要解决的问题本课题要解决的问题我国挖树机械的研究与应用都起步晚,现在大多数地区都以手工栽植为主,少数地区虽有机械移栽,但还存在着许多问题。(1)功能单一,通用性差:我国目前生产的半自动挖树机功能单一,通用性和互换性差,部分机型性能较差。应当完善现有机型的性能和功能,增加注水、起垄、铺膜以及免耕作业等功能,完善常用零部件,形成标准,增加互换性。(2)农机与农艺不配套:我国在旱地挖树机械的研究中,农机和农艺明显脱节。许多挖树机是在借鉴国内外先进技术的基础上直接研制出来的,育苗技术并不配套,为此应研究开发成本低、管理方便、利于机械化移栽的育苗方式,完善育苗设施及相应的配套技术,实现工厂化。对于钵苗,钵苗形状和尺寸的设计尤其应当与挖树机相配合。(3)对众多作物栽植经济性缺乏研究:作物栽植的综合经济效益是关系到挖树机械能否对这种作物推广使用栽植技术的关键问题之一。 我国应当深入研究各种作物的移栽经济性,为挖树机的推广提供理论依据。(4)缺乏完善和科学的栽植评价方法或标准:虽然已有文献对挖树机的性能评价和检测方法进行过论述, 但具有约束力的统一标准尚未形成。 如何科学地评价挖树机的性能,是目前仍待解决的问题。针对目前的问题,本次我们要设计通用性好,可与普通农用机械动力匹配使用,且为提高树木成活率挖树机挖出的苗木带土球,计划采用如下研究手段及途径。2.2 拟采用的研究手段及途径2.2 拟采用的研究手段及途径2.2.1 研究方法2.2.1 研究方法依据提出的挖树机的总体设计方案, 完成针对挖树机的执行臂部分的结构设计并进行运动仿真,完成运动控制设计。主要设计内容如下:(1)参与针对挖树机总体设计方案的讨论和制定,并依据挖树机总体设计方案及技术参数,分析执行臂部分的工作原理和结构特点,提出执行臂运动方案,分析其运动特性并进行必要的设计计算。(2) 依据课题技术实现方案,采用通用三维 CAD 软件完成挖树机执行臂部分的三维结构设计,构建执行臂组成零件及装配模型,进行关键零部件受力分析,基于装配模型进行运动仿真、爆炸视图生成等技术应用,完成要求的二维工程图纸;根据动作要求提出并完成执行臂的运动控制设计。该挖树机要求适用于平地、山岗、丘陵、坡地土壤,有 10 厘米以下的石块、砖块也可正常作业, 可挖树木直径 6-20 厘米, 可挖土球直径 0.6-1.5 米, 可挖土球高度小于 70厘米,挖树效率平均 6 株以上/小时。毕业设计(论文)开题报告 9 设计前我们可以先设定如下参考对象(中首重工生产的 ZS-5046) :本课题研究的挖树机具有以下特点:(1)动力:本机采用液压动力,马力更强劲;(2)操作简单:单人操作,使用方便,指哪切哪;(3)操作不受空间限制:可忽略任意株距进行苗木起苗断根作业,不受空间范围的限制;(4)苗盘定位准确:可最大程度保留苗木的根系及锅形土球,不伤根系,极大地提高苗木移植的成活率;(5) 作业范围广:幼苗、树苗、成树均可使用,从直径 6cm-20cm 的树木都可随意轻松断根取苗;(6)切割能力强,可一机多用:既可方便随意快速整枝断枝,又可轻松切入各类干湿泥土
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