農(nóng)家肥拋撒機(jī)的設(shè)計與試驗(yàn)研究.pdf

1、我國農(nóng)家肥資源十分豐富，但目前我國農(nóng)家肥使用率不足10％，由于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)對于化肥有很強(qiáng)的依賴性，又得不到科學(xué)的施用，使得農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境進(jìn)一步惡化。農(nóng)家肥不但可以減少化肥用量、豐富土壤的營養(yǎng)成分，還可防止土壤有機(jī)質(zhì)下降。對于像堆肥或農(nóng)家肥這樣的原始農(nóng)家肥，還缺乏機(jī)械化施肥的手段，制約了原始農(nóng)家肥的大面積應(yīng)用。
　　國內(nèi)外傳統(tǒng)的農(nóng)家肥拋撒機(jī)輸肥機(jī)構(gòu)和拋撒機(jī)構(gòu)都是依賴拖拉機(jī)輸出動力傳動，對于其輸肥機(jī)構(gòu)需要的轉(zhuǎn)速很低，需要復(fù)雜的減速和調(diào)速機(jī)構(gòu)

2、，才能實(shí)現(xiàn)輸肥機(jī)構(gòu)按照需要的輸肥速度進(jìn)行作業(yè)。而現(xiàn)有的地輪驅(qū)動農(nóng)家肥拋撒機(jī)左右兩側(cè)從動輪靠通軸連接，動力傳遞給中間軸，經(jīng)過棘輪傳遞給輸肥機(jī)構(gòu)，這種傳動方式不能實(shí)現(xiàn)從動輪分動，影響轉(zhuǎn)向靈活，同時棘輪噪聲大，易磨損，壽命短。還有一種地輪驅(qū)動方式是在從動輪外側(cè)連接鏈輪，這種方式施肥左右從動輪受力不均衡，影響作業(yè)效果。因此，在農(nóng)家肥拋撒機(jī)上實(shí)現(xiàn)地輪驅(qū)動輸肥穩(wěn)定、不影響轉(zhuǎn)向靈活是地輪驅(qū)動的關(guān)鍵。
　　本研究從剛性車輪的行駛阻力的角度出發(fā)，充

3、分考慮地面和農(nóng)家肥拋撒機(jī)作業(yè)的相互關(guān)系的基礎(chǔ)上，詳細(xì)闡述了地輪驅(qū)動輸肥的基本理論，建立了剛性車輪的行駛阻力和輸肥機(jī)構(gòu)鏈條所需張力數(shù)學(xué)模型，從而揭示了地輪驅(qū)動輸肥的可行性條件，為后續(xù)進(jìn)行農(nóng)家肥拋撒機(jī)地輪輸肥機(jī)構(gòu)仿真計算奠定基礎(chǔ)。
　　對農(nóng)家肥拋撒機(jī)傳動系統(tǒng)傳動方案及關(guān)鍵部件進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計，輸肥機(jī)構(gòu)傳動系統(tǒng)是利用地輪驅(qū)動輸肥，輸肥速度隨作業(yè)速度的變化而變化，完成輸肥的同時保證了轉(zhuǎn)向的靈活性。拋撒機(jī)構(gòu)傳動系統(tǒng)是利用拖拉機(jī)動力輸出軸提供動

4、力，葉片在保證作業(yè)效果的同時兩側(cè)肋板也增加其強(qiáng)度，適合的螺距保證了其對于物料的粉碎能力。整機(jī)應(yīng)用CATIA軟件對農(nóng)家肥拋撒機(jī)進(jìn)行了整機(jī)傳動和的結(jié)構(gòu)設(shè)計，并進(jìn)行了虛擬樣機(jī)的裝配，展示了整機(jī)的布局。最后計算出農(nóng)家肥拋撒機(jī)作業(yè)所需的牽引力，為試驗(yàn)拖拉機(jī)選型做了準(zhǔn)備。
　　運(yùn)用ANSYS Workbench對設(shè)計的農(nóng)家肥拋撒機(jī)拋撒葉片進(jìn)行了顯示動力學(xué)分析和模態(tài)分析，模擬了機(jī)具作業(yè)時螺旋葉片和物料切削的過程，得到了直觀的螺旋葉片等效應(yīng)力由尖

5、部傳遞擴(kuò)散的動態(tài)傳遞過程。模擬表明，螺旋葉片轉(zhuǎn)速為400r/min時，單組螺旋葉片最大等效應(yīng)力53.4Mpa。通過對螺旋拋撒裝置的前6階模態(tài)分析，得到了前6階固有頻率，以及各個關(guān)鍵部位的經(jīng)典振型。螺旋刀軸啟動工作的瞬間可能會引起刀輥徑向膨脹的共振現(xiàn)象，可以通過增加刀輥鋼板厚度、徑向加固等方式，減小螺旋刀軸啟動時共振的影響，提高螺旋刀輥的性能。同時也為適合農(nóng)家肥施用特點(diǎn)的拋撒施肥機(jī)具的研發(fā)提供借鑒。
　　借助MATLAB建立了地輪驅(qū)