一种新型前置式开沟机的研制.doc

1、摘 要 介绍了一种前置式开沟机的工作原理、主要技术参数、整机结构及生产应用情况，并分析了其特点。上世纪80年代,国内研制出比较有代表性的大型圆盘开沟机、小型圆盘开沟机、链条开沟机、螺旋开沟机及抛土开沟犁等机型,并批量生产。其中,生产使用较多的为前置式小型圆盘开沟机。但是这些开沟机存在功耗大、抛土不匀,在泥泞田地无法使用的问题,为此提出一种小型开沟机刀盘的新设计方案,并进行理论分析。 新型前置式开沟机，属于农业机械技术领域。该机包括用于安装连接在手扶拖拉机的前方机架上的机架臂及机架臂上安装的刀盘、皮带轮、齿轮箱，刀盘中心低于手扶拖拉机的前方机架的高度。安装连接在手扶拖拉机的前方机架上的机架臂是向

2、下倾斜的或者中间呈弯曲状态，使开沟机距手扶拖拉机的距离缩短，降低了前方的重力距；还使刀盘距地高度降低，从而降低了开沟机作业时手扶拖拉机的倾斜角度。本实用新型结构新颖，合理、简单，生产制造容易，特别是降低了劳动强度，提高开沟的直线性和工作效率，有利于延长柴油机的使用寿命，有极大的推广实用价值和广阔的市场前景。关键词 开沟； 刀盘； 抛土； 分土板； 滑撬ABSTRACTIntroduce a front-trenching machine works.The main technical parameters.The whole structure and production applicat

3、ions .And analysis of its characteristics.1980s .Domestic development of more representative of the large disc trencher Small disc trencher Chain trencher Spiral trenching machine and throwing soil trenching plow .And mass production .Production and use more as a pre compact disks trencher However,

4、these trencher power consumption. Throwing soil uneven .In the muddy fields can not be used .Put forth a small trencher cutter design and theoretical analysis New front-trenching machine Is the field of agricultural machinery technology .The machine used to install the rack arms and rack arm connect

5、ed to the walking tractoron the front of the rack cutter installed Pulley Gear box The center of the cutter head is lower than the height of the walking tractor in front of therack .Installation connected to the walking tractor in front of the rack on the rack arm was bentdownward sloping or interme

6、diate .To shorten the distance away from the walking tractor trencher Reducing the front of the gravity . Cutter reduced the height from the ground, thereby reducing the tilt angle of the walking tractor in the operation of the trencher .The new structure is novel Reasonable simple easy to manufactu

7、re. In particular reducing the labor intensity and improve the linearity and efficiency of theditching .Help extend the service life of diesel engines, there is a great promotion of practical value and broad market prospects .Key words：Ditch; Cutter; Throwing soil; Sub-soil plate; Skid 目 录第一章 引言1第二章

8、 技术参数2第三章 主要结构及工作原理3第四章 与老式开沟机在性能上的对比44.1机架44.2刀盘总成44.2.1 对刀盘的设计要求44.2.2 刀盘直径D影响抛洒效果54.2.3 刀盘直径D影响整机的能量消耗54.2.4 刀盘直径D影响传动机构的形式和尺寸54.2.5 刀片的结构形状64.2.6 刀片的数目及其排列74.2.7刀片的安装角度及其功耗分析84.3分土板104.4限深机构104.5传动机构11第五章 开沟机维修保养与安全操作注意事项12结束语13致 谢14参考文献15附录:1617第一章 引言开沟机是用于麦田开沟排水、抛土覆盖麦苗的农业机械，它在保苗夺丰中所起的作用是明显的。但有

9、些开沟机在连续大雨后，小麦和油菜田急需排涝时，却因田地泥泞几乎不能下田作业，导致当年大面积减产。因此，农民急切需要一种功耗低、抗湿性能好、抛土均匀、抛土颗粒大小合理、所开沟形好、操纵轻巧灵活的开沟机。为此笔者研制出一种全新的与8.8kw手扶拖拉机相配套的1KS-30小型前置式开沟机。投产至今已产销万余台，其销量已超过其它开沟机的总和。新型前置式开沟机与原有机型相比，具有的优点：一是功耗低20%30%；二是抗湿性能显著提高，只要拖拉机能下田，该机就能正常作业；三是通用性好，大量采用通用件，特别对易损件刀片，亦采用了通用刀片；四是整机轻巧，操纵灵活方便，无需配重；五是抛土均匀，抛土距离适当，抛土颗

10、粒均匀。 第二章 技术参数 配套动力：东风12型手扶拖拉机 外形尺寸/mm：16009501050 刀尖旋转直径/mm：720 刀盘转速/rpm：444 适用范围：土壤坚实度15kg/cm2以内 土壤含水率40% 沟宽/mm：上口 170-200 下口 120-140 沟深/mm：100-300 开沟速度/m/min：档 12.5 档 22.5 抛土幅宽/m：两侧各2.5以上 重量/kg：68第三章 主要结构及工作原理主要结构 1KS-30型小型前置式开沟机的结构如图1KS-30-00-00所示。 （1）机架。由机架、滑撬座、紧固板、三角拉、拉簧扣、加强块、分离轴、插座、机架臂焊合而成。在机架

11、臂上开有四个安装、调整齿轮箱位置的“U”形孔；在机架座上钻3个M12的螺孔。 （2）传动部分。由齿轮箱总成、四槽小带轮、单槽大带轮、摩擦离合器、B1880三角带3根、B1854三角带一根及离合器操纵机构。 （3）分土板部装。由骨架焊合、分土板组合、上托架及支撑架等组成。（4）刀盘总成。由刀盘焊合、底刀与削壁刀构成。（5）限深机构。由滑撬焊合、滑柱、指引针等构成。工作原理 该机通过机架座上3个M12螺孔用以跟东风-12型手拖机架连接。由手扶拖拉机动力输出轴输出动力，挂上离合器后，经皮带传动到齿轮箱总成变速后，带动刀盘旋转刀片切削土壤，土壤经刀盘抛出，由分土板分向两侧，开沟深度由限深机构控制。这样

12、完成了开沟及抛土覆盖的作业。第四章 与老式开沟机在性能上的对比4.1机架 老式小型前置式圆盘开沟机，其机架为方框式结构，刀盘位于方框之间，刀盘轴的两端分别由轴承支承在机架上。当开沟作业，土壤经刀盘抛出时，部分土壤被机架挡住，影响了抛土距离，同时部分泥土落于沟底，影响了农艺要求。而本机型机架由一根单悬臂构成，刀盘轴亦为单悬臂，这样在机架右侧无阻挡物，大大提高了抛土性能4.2刀盘总成4.2.1 对刀盘的设计要求 刀盘设计亦要满足农艺要求（即所开沟型，深200300mm、宽50200mm，沟底光滑无积泥，两侧抛土距离2.5m左右），其难度较大。这是因为：首先由于地区不同其土壤土质、土壤含水率也不同。

13、苏南地区土壤含水率远大于苏北地区，常州、无锡农田含水率可高达60%。其次由于天气状态不稳定，开沟季节田中有时干有时潮。这些因素的交叉组合使得土壤状况、硬度、湿度较为复杂。再者，土壤的植被有的多有的少，如在绿肥田和前茬残留秸秆较多，容易使刀片缠草。要想使开沟机作业达到一定的要求，有较大难度。而且开沟季节一般较短，为适应农时需要，需在一定时间内将沟开完。农民为了达到最大利益，要求开沟机成本低。基于以上因素，要求开沟机的刀盘结构有所变动，此刀盘本体为框架结构如图1所示，刀片为通用刀片，开沟宽度可调，工作原理为削土与刮土相结合。4.2.2 刀盘直径D影响抛洒效果 刀盘直径D是旋转开沟机的一个重要设计参

14、数，它对开沟机的工作性能有着多方面的影响，目前尚没有反应这些影响的计算公式，只能根据实验给出定性分析。 开沟机同时完成削刮和抛洒土壤的两道工序。选择刀盘直径D的首要条件是能获得最佳的抛洒效果。4.2.3 刀盘直径D影响整机的能量消耗首先，D影响锐削弧长；其次，D影响土壤切片的形状；再则，D影响开沟机的扭转不均匀系数。4.2.4 刀盘直径D影响传动机构的形式和尺寸从减重便于操纵开沟机而言，D应小些，但必须满足D/2H( H为沟深，农艺要求沟深为300mm )，否则易向后抛土，造成安全隐患。 综合以上情况取D=660mm，即当沟深最大=300mm时，刀盘回转中的高出地表水平面=30mm；当沟深最小=200mm时，刀盘回转中的高出地表水平面 =130mm，如下图2所示。图2 刀盘回转示意图 老式前置式小型圆盘开沟机中，刀盘为8mm钢板切割成圆形，其结构笨重，使得开沟机操纵不便，刀盘转动惯量大，对离合器的冲击较大。为克服这一弊端，本机型刀盘为框架结构，可以是圆形或多边形，可以用管材、型材或钢焊结成框架，也可以用板材冲压或浇注成型。 在实施本方案的过程中，我们开始用20mm的无缝钢管折弯圆形，中间加辐条焊合。经校核其截面模量于老式机型几乎一致，其抗扭强度满足要求。在实际开沟中，当操作机工误捏手柄转向时，开出一条20mm长的蛇形沟，然后检查，刀盘完好无损。因此，使用空心钢管既可使刀盘