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小麥中期施肥噴藥機的設計
李超1 范修文1
(1. 塔里木大學機械電氣化工程學院， 阿拉爾 843300）
摘要：農作物在生長過程中對養(yǎng)分的需求呈現先增長后下降的趨勢,在生長旺盛期對養(yǎng)分的需求量最大。為滿足農作物在營養(yǎng)最大效率期對養(yǎng)分的需求,往往需對其進行追肥,適時追肥是提高農作物產量的一個重要措施。為提高作業(yè)效率和精度,減輕人工勞動強度,機械化追肥是農業(yè)機械研究的熱點之一。為此,綜述了我國在追肥施布機械及技術上的進展,并對其發(fā)展趨勢進行了展望。
前言當前,小麥種植實行無埂無渠大平播噴灌,從而增加播種面積20%,提高小麥產量20～30%。但是,無埂無渠大平播帶來了人工在撒肥、運肥當中踩踏小麥及撒肥不勻等問題。市場上的噴藥機裝置普遍存在，因此，其設計必須綜合各個施肥機的特點而設計一個更具有功能性的施肥機；在噴藥裝置的方面可以通過各種因素來考慮設計出適合小麥生長發(fā)育所需要的機械。
本文設計的小麥中期施肥噴藥機是小麥的一種常用機械設備。可以提高小麥生長過程中人力和物力資源的利用率，同時也提高了勞動生產率。本課題設計的主要內容是小麥中期施肥噴藥機的設計。主要通過對原始數據的分析、方案的論證比較與選擇，完成了機械的總體設計，施肥噴藥的原理的設計，分離裝置的設計以及傳動方案的選擇等內容。在此基礎上對小麥中期施肥噴藥機機體的結構尺寸，使本方案有了初步的設計應用價值。
關鍵詞：施肥機；噴藥機；小麥；
0引言
小麥中期施肥噴藥機的設計是目前國家重點研究的小麥保產豐收問題。不僅有利于保護耕地,減少粉塵污染，而且小麥中期施肥噴藥機功能多，一次性完成噴藥、化肥的合理施肥，具有減少作業(yè)程序，省工省力，節(jié)本增效，提高化肥利用率，保護環(huán)境，抑制沙塵暴，增產糧食等優(yōu)點；但若機具調整不好或操作不當，不但能造成糧食減產而且給今后推廣工作也帶來一定的困難。因此，小麥中期施肥噴藥機的設計使用與調整，對大力推廣保護性耕作技術有著十分重要的意義。
小麥中期施肥噴藥機是小麥的一種常用機械設備?？梢蕴岣咝←溕L過程中人力和物力資源的利用率，同時也提高了勞動生產率。本課題設計的主要內容是小麥中期施肥噴藥機的設計。主要通過對原始數據的分析、方案的論證比較與選擇，完成了機械的總體設計，施肥噴藥的原理的設計，分離裝置的設計以及傳動方案的選擇等內容。在此基礎上對小麥中期施肥噴藥機機體的結構尺寸，使本方案有了初步的設計應用價值。為滿足農作物在營養(yǎng)最大效率期對養(yǎng)分的需求,往往需對其進行追肥,適時追肥是提高農作物產量的一個重要措施。為提高作業(yè)效率和精度,減輕人工勞動強度,機械化追肥是農業(yè)機械研究的熱點之一。為此,綜述了我國在追肥施布機械及技術上的進展,并對其發(fā)展趨勢進行了展望。
1總體設計思路
施肥機動力源于一部分來自于拖拉機一部來自于電動機帶動，噴藥機的氣壓來自于拖拉機自身所攜帶的氣泵；施肥機的傳動裝置的鏈接有鏈連接和皮帶連接，化肥的下肥速度，而噴藥機的需要一個壓力控制合理控制噴藥速率。
（1）選擇合適動力傳遞方式，設計離合裝置、曲柄搖桿裝置和傳動裝置；
（2）運用Auto CAD軟件，繪制二維零件圖和裝配圖；
（3）利用有限元分析和Solidworks進行虛擬樣機設計，完成整機各零部件的三維建模。
1.1設計原理
在現階段，人們對肥料施用存在正負兩方面作用有了更加深刻的認識：肥料既是作物高產優(yōu)質的物質基礎，又是潛在的環(huán)境污染因子，不合理施肥就會 污染環(huán)境。施肥既要考慮各種養(yǎng)分的資源特征，又要考慮多種養(yǎng)分資源的綜合管理、養(yǎng)分供應和需求以及施肥與其他技術的結合。小麥施肥噴藥機所存在的原理：
（1）研究過程中在做到連動過程中，選取不同的連接件，所要達到的壽命、磨損都要通過計算。需要大量的數據分析。
（2）選取懸掛的方式，要結合實際的情況擇優(yōu)選擇。拖拉機的馬力機器的自身問題都要考慮在內以及自身重量。
（3) 重的環(huán)境污染。過多施用的肥料不僅造成了對地表水和地下水的持續(xù)污染，還增加了農業(yè)產品中有毒物質的殘留，出現了地表水富營養(yǎng)化，地下水和蔬菜中硝態(tài)氮含量超標等問題，化肥尤其是氮肥已成為主要的環(huán)境污染源之一。這同時也給農業(yè)可持續(xù)發(fā)展帶來很大危害。隨著環(huán)境問題日益受到重視，如何在保證作物高產優(yōu)質的同時提高氮肥的利用率。
（4）近年來，我國氮肥的消費量和作物的產量都在逐年增加，但是投入和產出極不相稱。
1.2設計總體結構
1.撥肥輪 2.藥箱 3.施肥輪 4.肥箱 5.拖肥架 6.撒肥裝置 7.下肥孔 8.鏈條盒 9.前輪胎 10.噴藥桿 11.噴藥架 12.噴藥嘴 13.撐桿 14后輪胎 15.后軸 16.皮帶輪
圖1-1 小麥中期施肥噴藥機二維整體圖
2.1電動機的選擇
步進電動機三種工作方式：
（1）三相單三拍控制方式：由于每次只有一相繞組通電，在切換瞬間將失去自鎖轉矩失步，另外，只有一相繞組通電，易在平衡位置附近產生震蕩，穩(wěn)定性不佳。在實際應用中不采用單三拍工作方式。
（2）三相雙三拍控制方式：由于雙三拍控制每次有二相繞組通電，而且切換時總保持一相繞組通電，所以工作比較穩(wěn)定。
（3）三相單六拍控制方式：比三相雙三拍控制方式步距角小一半，因而精度更高，且裝換過程中始終保持有一個繞組通電，工作穩(wěn)定因此這種方式被大量采用。
本設計選擇第三種工作方式的電動機，穩(wěn)定輸出。
電動機選擇的計算過程：
選擇電動機的功率
卷筒所需要的有效功率：
電動機所需要的功率：
確定電動機的轉速：
電動機的過載校核：
電動機的靜功率：
( 最大起升載荷)
可以得出：
所以選擇YEJ180M-4B5型號電動機滿求。
3總結
此次設計的任務是完成全小麥中期施肥噴藥機的設計。這是我們在大學期間所進行的一次非常全面的設計，為自己在大學四年所學習知識的全面總結和鞏固，使我們初步了解和掌握做設計的基本步驟、基本方法，通過本環(huán)節(jié)把我們在大學期間所學課程中所獲得的理論知識在設計實踐中加以綜合運用，把大學四年來所學的知識貫穿起來，使理論知識和生產實踐密切的結合起來，為我將來的實際工作打下了堅實的基礎。
這是一個非常全面而系統(tǒng)的設計題目，非常鍛煉人。從方案的論證到最終的設計，涉及的領域包括：機械制圖，機械原理，工程材料，機械設計等等。通過設計實踐，提高我計算、制圖能力；使我們能熟練地應用有關參考資料、計算圖表、手冊、圖集、規(guī)范，熟悉有關的國家標準。機械方面知識得到系統(tǒng)的鞏固和提升。在進行畢業(yè)設計的同時，我還學到了許多新的知識，如Solidworks，CAD2007的使用和WORD、POWERPOINT等軟件的應用。
我深刻的認識到，要想成為一名合格的工程設計人員只是掌握本專業(yè)的知識是遠遠不夠的，應該具有更加淵博的知識，如應該對計算機應用，農產品的特性，農業(yè)經濟的發(fā)展現狀等各個方面能力進行加強。
在設計過程中也曾遇到很多的問題，但通過查閱相關的書籍、手冊以及老師的精心指導，都得到了解決，設計過程基本順利完成。
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