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果園挖穴施肥機(jī)的設(shè)計(jì)
摘要:我國是生產(chǎn)水果的大國,無論是在面積上還是在水果產(chǎn)品的產(chǎn)量上都是位居世界第一的。但是由于果園管理和種植技術(shù)的落后使得水果產(chǎn)品的品質(zhì)下降,所以果園施肥技術(shù)和方式就成了提高水果產(chǎn)品的品質(zhì)的一大因素。雖然果園施肥方式呈現(xiàn)多樣化的趨勢,但是果園機(jī)械化施肥卻處于一種比較低下的水平。甚至在一些地方還采用著人工施肥的方式,這樣使得施肥工作繁重、效率低下、而肥料的腐蝕性對人體造成著傷害等,消耗著大量人力物力卻無法達(dá)到提高水果產(chǎn)量和品質(zhì)的提升。所以機(jī)械化施肥和肥料的利用率成了設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。就此果園定量挖坑施肥機(jī)可以解決,機(jī)械化施肥和提高肥料利用率的難題。
關(guān)鍵詞:果園;挖穴;施肥機(jī)
1引言
機(jī)械化施肥是提高水果產(chǎn)品的品質(zhì)和產(chǎn)量的一種有效方式,但是由于我國在研究機(jī)械化施肥技術(shù)萬面的起步晚對應(yīng)的研究技術(shù)不成熟,在果園施肥方面采用的最多的還是人工施肥。但因其效率低勞動(dòng)強(qiáng)度大人工成本高等原因已經(jīng)影響到了我國果林行業(yè)的發(fā)展,人們對于機(jī)械化施肥的需求越來越強(qiáng)烈。在這種情況下我國借鑒國外先進(jìn)的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)以及結(jié)合本土實(shí)際情況研究出了符合我國果林行情的各種施肥機(jī)械。
但是我國國內(nèi)缺少著機(jī)械化施肥機(jī)械使得很多地區(qū)都無法實(shí)現(xiàn)機(jī)械化施肥,而機(jī)械化的顯著優(yōu)點(diǎn)就是對比人工作業(yè)具有更高的效率,在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)快速發(fā)展的前提下我國對于施肥的機(jī)械化需求度越來越高而相對應(yīng)的施肥機(jī)械卻有待開發(fā)。特別是針對挖坑機(jī)的研究挖。
挖坑機(jī)的作用是開挖施肥坑洞,我國在果園施肥主要是先使用挖坑機(jī)進(jìn)行開挖坑洞然后再人工進(jìn)行施肥及土壤回填。我國針對挖坑機(jī)的研究開發(fā)晚于國外,現(xiàn)在我國使用的挖坑機(jī)雖都能針對不同環(huán)境進(jìn)行挖坑,可是功能單一挖坑之后就閑置無法滿足機(jī)械化施肥作業(yè)的需求。
2果園挖穴施肥機(jī)的設(shè)計(jì)
本果園施肥機(jī)主要有齒輪箱總成、傳動(dòng)箱總成、3點(diǎn)懸掛裝置、覆土裝置、排肥箱、土壤收集器、機(jī)架等部分組成如圖4.工作原理如下所述:
(1)利用拖拉機(jī)的牙也懸掛系統(tǒng)將施肥機(jī)掛在施肥機(jī)后方。
(2)施肥機(jī)的動(dòng)力由拖拉機(jī)的后動(dòng)力輸出軸經(jīng)傳動(dòng)軸總成傳至于齒輪箱。
(3)動(dòng)力經(jīng)過齒輪箱的減速、換向,作用于豎直方向和水平方向的兩傳動(dòng)軸,帶動(dòng)排肥裝置實(shí)施肥料添加。
(4)在螺旋鉆頭于土壤接近時(shí)電容式接近開關(guān)開始開啟排肥管,螺旋鉆頭開始鉆孔時(shí)由其螺旋的提升作用,將土壤和肥料至于土壤收集器內(nèi)混合;在螺旋鉆孔結(jié)束提升過程中,肥料和土壤由土壤收集器置入鉆孔中,并在施肥機(jī)前進(jìn)是由覆土裝置覆土。來實(shí)現(xiàn)整機(jī)鉆孔、施肥、覆土一體化要求。
2.1果園挖穴施肥機(jī)施肥量的計(jì)算
排肥輪應(yīng)便于制造和清理,并且能使化肥均勻地落到筒底的輸送管道中。為了充分利用重力輸送化肥,排肥元件置于排肥器的下部,使排肥性能不受箱內(nèi)化肥充滿程度以及地面斜度和沖擊力的影響。本施肥機(jī)械要求排肥量在5~90kg之間,因此選用外槽星輪式排肥裝置,星輪每轉(zhuǎn)排肥量q為:
q=aFZσ+hr1000 (3-1)
式子中 F-排肥輪每單個(gè)齒槽面積(cm2),R=5cm,F(xiàn)=πR22=39.25;
δ0-排肥輪每個(gè)齒厚(cm),取δ0=0.5;
h-活門的開度(cm),即活門至星輪最下端的距離,取h=20;
α-肥料充滿系數(shù),決定于肥料物理狀態(tài)、濕度和其流動(dòng)性,一般取α=0.7;
Z-排肥輪輪齒的槽數(shù),取Z=10;
r-排肥單位容積質(zhì)量(gL),取r=1500。
將以上所示的各個(gè)參數(shù)帶入式子(1),得星輪每轉(zhuǎn)排肥料量q為
q=8.4kg
根據(jù)已知條件,可以按照下列公式計(jì)算出施肥機(jī)每公頃排肥量Q,即;
Q=15mnq1000δ (4-1)
式子中,m為排肥器數(shù)量,取m=1;n為排肥器轉(zhuǎn)動(dòng)速(rmin),n=864;δ為排肥輪損失率(%)取δ=30。
將各個(gè)參數(shù)代入式(2),得每公頃排肥量Q為
Q=362kg
每個(gè)鉆孔內(nèi)應(yīng)排出的化肥量q0為
q0=Qj
其中,j為每公頃果園內(nèi)的果樹株數(shù),設(shè)取為j=500。則
q0=0.72kg
所以每株果樹的施肥量約為0.5kg。
總 結(jié)
此次設(shè)計(jì)的任務(wù)是完成果園挖穴施肥機(jī)的設(shè)計(jì)。這是我們在大學(xué)期間所進(jìn)行的一次非常全面的設(shè)計(jì),為自己在大學(xué)四年所學(xué)習(xí)知識(shí)的全面總結(jié)和鞏固,使我們初步了解和掌握做設(shè)計(jì)的基本步驟、基本方法,通過本環(huán)節(jié)把我們在大學(xué)期間所學(xué)課程中所獲得的理論知識(shí)在設(shè)計(jì)實(shí)踐中加以綜合和運(yùn)用,把大學(xué)四年以來來所學(xué)的知識(shí)貫穿起來,使理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)踐密切的結(jié)合起來,為我將來的實(shí)際工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
這是一個(gè)非常全面而系統(tǒng)的設(shè)計(jì)題目,非常鍛煉人。從方案的論證到最終的設(shè)計(jì),涉及的領(lǐng)域包括:機(jī)械制圖,機(jī)械原理,工程材料,機(jī)械設(shè)計(jì)等等。通過設(shè)計(jì)實(shí)踐,提高我計(jì)算、制圖能力;使我們能熟練地應(yīng)用有關(guān)參考資料、計(jì)算圖表、手冊、圖集、規(guī)范,熟悉有關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)械方面知識(shí)得到系統(tǒng)的鞏固和提升。在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的同時(shí),我還學(xué)到了許多新的知識(shí),如Solidworks,CAD2008的使用和WORD、POWERPOINT等軟件的應(yīng)用。
我深刻的認(rèn)識(shí)到,要想成為一名合格的工程設(shè)計(jì)人員只是掌握本專業(yè)的知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,應(yīng)該具有更加淵博的知識(shí),如應(yīng)該對計(jì)算機(jī)應(yīng)用,農(nóng)產(chǎn)品的特性,農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀等各個(gè)方面能力進(jìn)行加強(qiáng)。
在設(shè)計(jì)過程中也曾遇到很多的問題,但通過查閱相關(guān)的書籍、手冊以及老師的精心指導(dǎo),都得到了解決,設(shè)計(jì)過程基本順利完成。