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4GC-1型根莖藥材收獲機(jī)的設(shè)計(jì)

發(fā)布時(shí)間:2019-08-28 來源: 散文精選 點(diǎn)擊:


  目前,國內(nèi)用于收獲根莖類中草藥材的機(jī)械很少。隨著根莖類中草藥種植面積逐年擴(kuò)大,收獲難的問題日益突出。根據(jù)目前種植的實(shí)際情況,通過大量調(diào)研和試驗(yàn)工作,研究設(shè)計(jì)了4GC-1型根莖藥材收獲機(jī),該機(jī)具有入土行程短,松土效果好,分離能力強(qiáng)的特點(diǎn)。
  1.總體方案設(shè)計(jì)
  該機(jī)由挖掘鏟、指桿分離柵和機(jī)架等主要工作部件組成(如圖1)。為提高該機(jī)的機(jī)動(dòng)性,聯(lián)接方式選擇后三點(diǎn)懸掛,整機(jī)采用單梁寬跨式結(jié)構(gòu),懸掛機(jī)組挖掘深度采用位置調(diào)節(jié)方法。挖掘鏟為直刀楔式,入土角170°,工作幅寬1.1 m,壟作、畦作通用。
  1.挖掘鏟2.鏟柄3.機(jī)架4.連接板5.指桿式分離柵
  圖1總體布置圖2.動(dòng)力選擇
  根莖類中草藥的收獲深度較大,一般在35~40 cm,要求松土范圍大,效果好,因此作業(yè)阻力大。經(jīng)測(cè)試,挖掘深度在35~40 cm時(shí),機(jī)具總阻力在22~26 kN。根據(jù)現(xiàn)有動(dòng)力情況,選擇東方紅-75型或東方紅-802型履帶拖拉機(jī)較為合適,其計(jì)算牽引力為Ⅰ擋4.5 kN,Ⅱ擋26.26 kN,能夠滿足牽引力的要求,并且具有一定的儲(chǔ)備牽引力。
  3.挖掘鏟的設(shè)計(jì)
  為了解決根莖類中草藥根部入土較深、松土范圍大、挖掘部件土壤阻力大的問題,我們?cè)O(shè)計(jì)了直刃楔式挖掘鏟(如圖2)。
  圖2直刃楔式挖掘鏟鏟柄前傾角β是影響鏟柄對(duì)土壤和作物根莖滑切作用的重要參數(shù),正確選擇有利于提高滑切作用和降低作業(yè)阻力。鏟柄工作時(shí),柄刃對(duì)土壤和作物根莖的作用情況如圖3。N為柄刃對(duì)根莖和土壤的作用力,F(xiàn)為摩擦力。將N分解為使根莖隨鏟柄一起運(yùn)動(dòng)的力P和根莖沿柄刃相對(duì)滑動(dòng)的作用T。
  圖3柄刃對(duì)土壤和作物根莖的作用情況則有:T=N·tgβ
  F=N·tgφ
  式中β—鏟柄前傾角;
  φ—摩擦角。
  由滑切條件得:T>F 有tgβ>tgφ
  查得一般作物莖稈和土壤對(duì)鋼料的最小摩擦角為
   φ莖min=16°42′
   φ土=21°48′
   要使鏟柄對(duì)根莖和土壤具有一定的滑切作用,β角至少應(yīng)大于21°48′。考慮到結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)β角的影響,確定該鏟取β=25°。
  4.主要性能參數(shù)
  外形尺寸:920 mm×1600 mm×635 mm;
  工作幅寬:110 cm;
  最大挖掘鏟深度:45 cm;
  破損率:<3%;
  漏收率:<1%;
  生產(chǎn)率:0.4~0.5 hm2/h;
  整機(jī)質(zhì)量:270 kg;
  配套動(dòng)力:55.2~58.8 kW。
  5.試驗(yàn)情況
  2012年分別進(jìn)行甘草、黃芩收獲試驗(yàn),試驗(yàn)時(shí)間為三個(gè)連續(xù)班次,每個(gè)班次作業(yè)時(shí)間6 h,累計(jì)作業(yè)量10.5 hm2,試驗(yàn)結(jié)果如表1、表2。
  表1主要指標(biāo)試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果
  項(xiàng) 目收甘草收黃芩入土行程/cm12692挖掘深度/cm45.726.5損傷率/%2.251.0漏收率/%0.850比阻/kg·cm-20.550.50牽引阻力/kg24781465消耗功率/kW29.324.9純小時(shí)生產(chǎn)率/hm2·h-10.540.68表2生產(chǎn)查定結(jié)果匯總(甘草)項(xiàng)目班 次123平 均純工作時(shí)間/min384380430398轉(zhuǎn)彎空行時(shí)間/min43345243工藝服務(wù)時(shí)間/min22212623機(jī)器故障時(shí)間/min8044動(dòng)力調(diào)整保養(yǎng)和故障時(shí)間/min231613自然條件造成停機(jī)時(shí)間/min10158.3其它原因造成的停機(jī)時(shí)間/min32512.3作業(yè)量/hm23.473.513.5203.50純工作小時(shí)生產(chǎn)率/hm2·h-10.550.560.520.54作業(yè)可靠性/%98.010098.899.0單位燃油消耗量/kg·hm-298103102101試驗(yàn)結(jié)果表明,本機(jī)的主要性能指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,作業(yè)質(zhì)量滿足了農(nóng)業(yè)技術(shù)要求,整機(jī)設(shè)計(jì)合理。(05)

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