蔬菜行间微型旋耕除草机的设计与试验

发布时间：2020-08-22 00:21

【摘要】：开发新型除草机械,减少乃至杜绝除草剂的使用是绿色农业的必由之路。西北农林科技大学太白蔬菜试验站的专家和菜农,多年来,一直没有找到一种前进速度均匀,操作省力、性能稳定可靠、适应窄行距蔬菜作物的微型松土除草机械。因此,提出了刀轴带动地轮的驱动式蔬菜行间微型旋耕松土除草机的设计方案。通过类齿轮传动机构,直接传至驱动轮轴,给机组增加匀速前进的驱动扭矩,是新型微耕除草机的主要特点。主要研究内容和结果如下:1、轻简型微耕除草机行走系统的研究。根据我国蔬菜及其他200-250mm窄行距作物的种植特点,充分考虑菜农一次性投入的承受能力,确定微耕除草机的总体设计,应以结构简单紧凑,工作部件和机组的前进速度简单够用,整机重量小于35公斤的轻简型机为主要研发目标。因此,轻简微耕机由刀轴经类齿轮传动驱动地轮,实现机组的匀速前进。2、旋耕刀辊的力学分析和刀轴强度设计方法研究。新型微耕除草机的刀辊零部件强度,是机组设计的重要组成部分。传统的设计方法费力费时,本文以经过长期使用检验,设计合理的旋耕机某定型产品ISG9-50的刀辊部件作为强度基准,基于ANSYS对新设计微耕除草机刀辊进行分析。在对基准刀轴和原设计的微耕机刀轴进行应力分析和比较的基础上,对原微耕机刀轴进行了改进设计。该研究为合理利用材料,降低产品成本,尤其为机械结构的改进和优化提供了一种新方法。改进的微耕除草机刀轴,由原来直径为Ф19的实心轴,变为尺寸20×8×6(外径×内径×壁厚)的空心轴,耗材减少了7%,最大等效应力为55.808Mpa,减小了8.3%,且小于旋耕机刀轴的最大等效应力56.818Mpa。改进后刀轴最大变形0.0202mm,小于原设计的0.0206mm,也小于基准刀轴的0.02934mm。结果表明:若新设计零件与基准产品具有相同的应力和应变,则两者的强度可靠性相同。改进后的微耕机刀轴,具有更合理的受力、结构和尺寸。3、新机组性能试验。新机组前进速度的均匀性和除草率的试验结果表明:新设计机组,在坚硬的土壤上,试验所得机具的平均前进速度为0.25m/s;在松软土壤上,机具前进平均速度为0.22 m/s。而作为对照机型的无驱动轮微耕机,在坚硬的地面上,机具速度平均为1.8 m/s。在松软地面上,若遇到硬质点,机具前进速度最高可达1.3m/s;而在一般松软土壤中,机具前进速度最低为0.0 m/s。在3个试验区中,7天后的检测发现,新机具平均除草率为64.3%。说明:新机具的前进速度均匀性优于无驱动轮的对照机型。而且,机组操作的舒适性有效提高,降低了工人劳动强度。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S224.1

【参考文献】