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（全套CAD）桔園開溝機的設計

方紅拖拉機配套的單圓盤旋轉開溝機和雙圓盤旋轉開溝機，為鐵牛拖拉機配套了雙圓盤旋轉開溝機。結合我國國情出發的即要求重量輕，結構簡單，又要求能耗小，生產率高。到年代，圓盤式開溝機又生產出系列產品型配套.千瓦拖拉機型型型型等，。土壤特性分析.土壤的分類開溝機與土直接作用，土壤既是開溝器的支撐物，又是它的作業對象。方面開溝機利用土壤對輪胎摩擦力行走，另方面，土壤會作用于螺旋刀具，對開溝機開溝作業形成阻力。因此，研究土壤特性是研究開溝機的基礎。土是由土粒水和空氣組成，其數量比例關系不僅可描述土的物理性質和它所處的狀態，還可以反映土的力學性質。土壤可簡單分為粘性土和非粘性土粘性土顆粒間具有粘聚李，無粘性土顆粒間沒有粘聚力。土壤的物理機械性質與土壤固體顆粒粒度及其級配既土壤機械組成有關。土壤機械組成是土壤物理化學性質的重要基礎。土壤按顆粒細度劃分為礫石質土類砂土類亞砂土類粉土類亞粘土類粘土類等，。砂土顆粒大孔隙大易漏水無或只有較弱的粘接性粘附型塑性，開溝阻力小。粘土顆粒細孔隙小滲透性差蓄水量大，有機質分解慢，有機質含量較多。粘土粘接性粘附性和塑性強，干時堅硬，濕時泥濘，開溝阻力大，開溝困難。.土壤物理性質土壤物理性質指標土壤的物理特性包含系列測定指標，主要包括土壤密度土壤比重土壤含水量等。土壤密度指單位體積土的質量，單位是。它與土壤比重的區別在于土壤比重是將土粒質量與同體積時的純水質量相比，比值無量綱。土的含水量指土中水分的質量與土粒質量的百分比，它對土壤塑性粘著性有重要的影響。當含水量超過定值時，粘性土呈現流動狀態當含水量小于定值時，粘性土因失去壓延性而變成固體狀態。根據土壤含水量對塑性影響的高低，土壤還可細分為粘性土亞粘土亞砂土砂土。桔園開溝機,設計,畢業設計,全套,圖紙桔子是我國水果生產的重要品種，中國是桔子的原產地，桔子主要產自長江中下游和長江以南地區，數千年的栽培歷史肯定不能說清楚具體位置。經阿拉伯人傳遍歐亞大陸，桔子至今在荷蘭和德國都還被稱為“中國蘋果”。中國是柑橘的重要原產地之，柑橘資源豐富，優良品種繁多，有多年的栽培歷史。據考證，直到公元年，桔柑橙等柑橘類果樹才從中國傳入葡萄牙，公元年才傳入美國。雖然桔子在中國有著悠久的歷史，但是其桔園生產作業機具的發展與桔園產業化發展的需求還是有很大的差距。開溝機是巖土定性結構施工的專業工程設備，廣泛用于通訊電纜石油管線農田水利以及軍事等工程建設的連續開溝作業。隨著社會經濟的飛速發展和生產機械化程度的提高，市場也迫切需要種取代人力和通用挖掘機的專業開溝機械。多年來，我國對專業開溝設備的研發投入不足，專業開溝設備品種單，應用范圍狹窄，大部分開溝施工仍停留在人工開挖或使用通用液壓挖掘機挖掘層面。人工或通用挖掘機開溝，不僅施工速度慢效率低勞動強度大管理困難費用高，且溝型成型差，尤其對較硬的土壤很難挖掘。而進口專業開溝機價格昂貴，極大制約了國內用戶的需求。因此研制出滿足農戶需求，價格低廉的桔園專業開溝機設備是非常必要的。.國內外研究現狀及發展趨勢國內外研究現狀開溝機主要有兩種第種為開種溝而設計的開溝器，開溝器為小型從動部件，靠牽引作用力而開出適合種子發育的種床，溝形表現為小窄淺等特點，開溝器常作為播種機附屬部件而掛靠其上第二種為開排水溝或其它用途的開溝機，開溝機相對較大型，般以主動型部件為主，消耗功率大，體積大，溝深且寬。國外開溝機旋轉開溝機是六十年代出現的種連續挖土機械，適宜開挖梯形截面的農用溝渠。由于其牽引力小能均勻散開溝內土壤，工作效率高，因而得到迅速發展和廣泛應用。在國外主要以大型開溝機為主，蘇聯意大利法國日本等國都有不同型號的系列產品，從結構特點和使用性能兩方面來看，目前基本上以蘇聯和意大利為代表的兩大類型。蘇聯從年開始推出系列的旋轉開溝機產品全液壓銑切式開溝機犁刀銑切式開溝機。意大利主要生產系列的單圓盤開溝機心及系列的雙圓盤開溝機。兩大類型的開溝機主要區別在刀片在挖掘土壤時，土壤對它的兩個作用力分別為法向力和平行于刀片的徑向。在螺旋刃面正前方土壤由于受螺旋面擠壓作用而發生破壞，作用在微段的挖掘阻力矩圖挖掘土壤時刀具受力分析由參考文獻可知式中土壤與金屬的外摩擦角，取刀具每轉平均進刀量，.由式可得整個刀具的挖掘阻力矩為式中刀軸的空間夾角螺旋角，.土壤內聚力系數至刀軸中心的平均距離，即平均半徑參與掘土的刀刃全部長度，平均進刀量。平均進刀量是刀軸每點進刀量的平均值，即有式中螺旋進刀給速度，刀具轉速，半徑螺旋線參數方程為式中螺旋圓柱外半徑，時間.螺旋刃面微段。由對數螺線方程可直接導出實際挖土阻力矩。由于刀具只有半參與挖土，因此它的挖土阻力矩只是整個刀具阻力矩的半，因此有挖掘功率將式代入式有式中對數螺旋刀刃切土部分對應的總轉角設為螺旋刀具挖掘功耗為.輸送功耗輸送功耗指土體被切削后，克服各種阻力并能順利排出所消耗的功率。輸送功耗包括土壤克服重力做功土塊克服周圍土壁摩擦后的功耗及上升土體與刃面摩擦后的功耗等?？朔亓ψ龉?。如圖所示，立方土體為刀具每轉周的切土量。土壤微塊由底面上升至頂上升到頂部所消耗的功率為因此，重力做功為式中，土塊克服重力功耗，土壤密度螺旋刃口頂徑處值.螺旋刃口底徑處.將數值代入式，則有，.圖刀具每轉切土量由式可知，土壤極限主應力之比與土壤本身性質有關，并取決于土壤內摩擦角。粘性土粘性土達到極限平衡時各參數的幾何關系圖所示由圖有因此有圖粘性土的極限平衡條件由此可見，粘性土的極限平衡條件比非粘性土的平衡條件復雜，多了粘聚力的影響。式和式,分別表示非粘性土和粘性土在剪應力達到極限平衡時，主應力之間的關系。.總結桔根系分布較淺，而且纖細，沒有根毛，要求土壤疏松多孔通氣良好。所以土質應用亞沙類土類，土壤對刀具的影響主要為軸向運輸，其次為土壤切削，當天氣較干旱時，土壤容易板結，脆性較大當多雨濕潤時，土壤的粘性較大。綜合考慮，開溝機與土壤的相關參數的設計按滿足礫石和粘土進行設計。螺旋開溝刀具結構設計.開溝機刀具總體結構要求立式螺旋開溝機開挖的構型要求如圖，要求開溝機作業速度范圍為，圖為螺旋開溝機溝型示意圖圖螺旋開溝機溝型示意圖具體設計要求如下開溝機主車體為農夫小精靈手扶拖拉機開溝器直接安裝在掛件位置，用鏈輪連接減速器動力輸出軸輸出動力開溝器結構簡單緊湊，便于制造維修，使用簡便溝形成型好，溝底土屑殘留少，生產效率高適宜桔園工作換季.開溝刀具參數設計立式螺旋開溝器的設計參數分為結構幾何參數和運動參數。結構幾何參數包括螺旋面直徑圓錐體高度土壤外運螺旋角螺旋圓內半徑犁鏟切削刃和溝壁切削刃形狀等。運動參數包括機具前進速度和螺旋刀具轉速等。開溝刀具結構幾何參數確定根據土壤特性分析結論，為避免土壤越過上邊線掉落，工作部件總高度比實際溝深大，取取工作部件總高度為。根據溝型要求，螺旋刀具螺旋面外半徑為，螺旋體內半徑。為方便排土，刀具需高出溝邊定距離，這里選取圓柱體高度。以上參數根據溝型要求土壤參數等都可確定，唯需要選擇的是螺旋角。螺旋角的選取是降低開溝機功耗提高生產率的關鍵。當開溝機前進速度定，拋土動量與螺旋角土的粘著性指土粘附在其他物體上的能力。當粘性土含水量大于粘著界限時，土壤開始粘附與物理上，土壤的這種特性會增大開溝器犁鏟阻力減少刀具切削量，影響開溝工作進行。除此之外，土壤的物理機械特性還包括土壤的粘聚力內摩擦角和密度等。各種土壤物理性能參數見表。表土壤物理性能參數塑性土分類粘性亞粘性亞砂土.硬度半硬低塑塑性高塑流動.土壤的力學特性土壤的力學特性反映了土壤受外力時土體內部的應力變化。本文涉及到的土壤力學知識只要為極限平衡理論和土壤切削理論。探討這些理論對后文尋求工作裝置尺寸，設計合理結構減小功耗有重要意義。極限平衡理論受力分析。無論哪種土體，在受到外力作用時，都是在剪應力作用下失效破壞的。對于非粘性土，其剪切力符合庫倫摩擦定律，極限剪應力公式為，式中，非粘性土土體極限剪應力，土體主應力，土的內摩擦角，。對于粘性土，極限剪應力還與粘聚力有關式中粘性土土體極限剪應力，粘聚力，。粘性土與非粘性土的極限剪應力可用圖表示，圖中橫坐標為主應力，縱坐標為剪應力。由圖可知無論粘性土還是非粘性土，極限剪應力與主應力均為線性關系，當土壤剪應力落在直線下方，土壤不會發生失效破壞，反之，土壤失效，被剪切。在于前者是開挖大型溝渠的大型機械，且能次性成溝，所采用的是切拋分開型的刀齒后者是臨時性的小溝渠，采用的是切拋合型的刀齒,。國外開溝機的代表機型有切削鏈式開溝機螺旋助推式開溝機側置式公路開溝機圓盤旋轉式開溝機，主要特點是以大功率，重機型為主，功耗大，體積也大。國內開溝機我國開溝機的種類很多，年代開始從國外引進，從七十年代開始正式研制旋轉開溝機，通過自身研究和借鑒國外的經驗，目前逐步形成了適合我國國情的開溝機系列，到現在已經有幾十