农家肥抛撒机的设计与试验研究

发布时间：2018-04-09 16:19

本文选题：农家肥　切入点：抛撒机　出处：《东北农业大学》2017年硕士论文

【摘要】：我国农家肥资源十分丰富,但目前我国农家肥使用率不足10%,由于传统农业对于化肥有很强的依赖性,又得不到科学的施用,使得农业生态环境进一步恶化。农家肥不但可以减少化肥用量、丰富土壤的营养成分,还可防止土壤有机质下降。对于像堆肥或农家肥这样的原始农家肥,还缺乏机械化施肥的手段,制约了原始农家肥的大面积应用。国内外传统的农家肥抛撒机输肥机构和抛撒机构都是依赖拖拉机输出动力传动,对于其输肥机构需要的转速很低,需要复杂的减速和调速机构,才能实现输肥机构按照需要的输肥速度进行作业。而现有的地轮驱动农家肥抛撒机左右两侧从动轮靠通轴连接,动力传递给中间轴,经过棘轮传递给输肥机构,这种传动方式不能实现从动轮分动,影响转向灵活,同时棘轮噪声大,易磨损,寿命短。还有一种地轮驱动方式是在从动轮外侧连接链轮,这种方式施肥左右从动轮受力不均衡,影响作业效果。因此,在农家肥抛撒机上实现地轮驱动输肥稳定、不影响转向灵活是地轮驱动的关键。本研究从刚性车轮的行驶阻力的角度出发,充分考虑地面和农家肥抛撒机作业的相互关系的基础上,详细阐述了地轮驱动输肥的基本理论,建立了刚性车轮的行驶阻力和输肥机构链条所需张力数学模型,从而揭示了地轮驱动输肥的可行性条件,为后续进行农家肥抛撒机地轮输肥机构仿真计算奠定基础。对农家肥抛撒机传动系统传动方案及关键部件进行了详细设计,输肥机构传动系统是利用地轮驱动输肥,输肥速度随作业速度的变化而变化,完成输肥的同时保证了转向的灵活性。抛撒机构传动系统是利用拖拉机动力输出轴提供动力,叶片在保证作业效果的同时两侧肋板也增加其强度,适合的螺距保证了其对于物料的粉碎能力。整机应用CATIA软件对农家肥抛撒机进行了整机传动和的结构设计,并进行了虚拟样机的装配,展示了整机的布局。最后计算出农家肥抛撒机作业所需的牵引力,为试验拖拉机选型做了准备。运用ANSYS Workbench对设计的农家肥抛撒机抛撒叶片进行了显示动力学分析和模态分析,模拟了机具作业时螺旋叶片和物料切削的过程,得到了直观的螺旋叶片等效应力由尖部传递扩散的动态传递过程。模拟表明,螺旋叶片转速为400r/min时,单组螺旋叶片最大等效应力53.4Mpa。通过对螺旋抛撒装置的前6阶模态分析,得到了前6阶固有频率,以及各个关键部位的经典振型。螺旋刀轴启动工作的瞬间可能会引起刀辊径向膨胀的共振现象,可以通过增加刀辊钢板厚度、径向加固等方式,减小螺旋刀轴启动时共振的影响,提高螺旋刀辊的性能。同时也为适合农家肥施用特点的抛撒施肥机具的研发提供借鉴。借助MATLAB建立了地轮驱动输肥数学模型,对理想状态下刚性轮输肥机构建立了数学模型,对地轮驱动输肥过程中的地面参数和机具的结构参数间相互的影响进行了仿真计算。在东北农业大学工程学院试验基地室外进行了台架试验,检查整机的运行状态,验证理论运行参数。并对农家肥抛撒机进行了作业性能试验,达到了抛撒和输肥的预期性能。
[Abstract]:This paper introduces the basic theory of fertilizer application in farm manure spreader , and it can not only reduce the quantity of fertilizer , enrich the nutrient components of soil , but also prevent the decrease of soil organic matter . In this paper , the influence of resonance at the start of screw arbor is reduced and the performance of spiral cutter roller is improved by means of radial reinforcement .

【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S224.2

【参考文献】