貴州大學烤煙裝盤播種機創(chuàng)新設計課程設計(論文)

1、貴州大學課程設計說明書課程設計說明書課程名稱： 農業(yè)機械學 課題名稱： 農業(yè)機械綜合創(chuàng)新設計 學 院： 機械工程學院 專 業(yè)： 農業(yè)機械化及其自動化 前言 我國是一個農業(yè)大國，農業(yè)是國民經濟的重要組成部分，卷煙業(yè)是國家稅收的重要來源，發(fā)展卷煙產業(yè)必須有煙葉原料，要利用信息技術、遙感技術等現(xiàn)代化手段，規(guī)范基本煙田管理，建立基本煙田數(shù)據(jù)檔案。目前，煙草育苗大都采用漂浮育苗，煙草采用漂浮育苗有利于實現(xiàn)育苗技術的規(guī)范化和成苗質量的標準化，有利于減少煙苗草害和土傳病蟲害，有利于促進煙苗根系發(fā)育，提高根冠比，培育出健壯煙苗。育苗是煙草栽培過程中的一個極重要的環(huán)節(jié)，由于煙草千粒質量一般在0.070.08g，

2、因此很難實現(xiàn)單位精密播種，常因播種量大造成間苗費工費時。采用煙種包衣技術，一方面可以為煙苗提供營養(yǎng)，保證壯苗，防止煙草病害；另一方面包衣后種子尺寸變大，便于實現(xiàn)單位精密播種，節(jié)省煙種，節(jié)省間苗費用。因此，煙草包衣種子育苗特別是煙草包衣種子漂浮育苗推廣迅速，工廠化集中漂浮育苗已成為目前育苗的主流。目前，煙草漂浮育苗裝盤播種設備主要有氣吸滾筒式和型孔板式兩種。氣吸式裝盤播種設備播種精度較高，但是結構較復雜工作時需要氣源，播種精度受吸孔真空度影響較大，吸孔容易堵塞，特別是包衣種子受潮后，包衣材料容易脫落，吸孔堵塞的故障率較高，精量播種的可靠性較差；型孔板機械式裝盤播種設備結構較簡單，不需要氣源，但是

3、其穴播量一般為1-3粒，播種量較大，不但造成種子浪費嚴重，而且給苗間管理帶來很大的工作量，播種時若種子尺寸差別較大，包衣破損率較高，包衣破碎后易堵塞型孔，從而造成空穴率較高的問題。為此，目前科學家不斷致力于研制煙草漂浮育苗裝盤播種機，目的是為煙農提供一種造價低、播種精度與氣吸式裝盤播種設備相當、工作不需要氣源、結構簡單、移動方便、工作可靠以及生產效率高的自動裝盤播種設備，以適應煙草工廠化集中漂浮育苗工藝的需要。烤煙裝盤播種機屬于煙葉農業(yè)種植機械，用于代替煙葉手工播種作業(yè)?？梢淮瓮瓿商畛浠|、壓穴、點種、裂解、覆基質全過程。目錄第1章 煙草裝盤播種機的簡介1 1.1煙草裝盤播種機的研究現(xiàn)狀狀況

4、1 2.2煙草裝盤播種機的研究意義 1第2章 煙草裝盤播種機的結構與工作原理1 2.1煙草裝盤播種機的結構 1 2.2煙草裝盤播種機的工作原理 2第3章 基質填充壓穴裝置的設計2 第4章 型孔軸式機械排種器的結構設計 3 4.1型孔軸式機械排種器的結構 3 4.2型孔軸式機械排種器的工作原理 4 4.3型孔軸機械式排種器與苗盤移動運動配合相關計算 4 第5章 其他裝置的作用5 5.1包衣裂解裝置 5 5.2覆蓋基質裝置 5 5.3下漏基質收集運出裝置 5第6章 創(chuàng)新設計部分5總結 7文獻 8附圖9第1章 煙草裝盤播種機的簡介1.1煙草裝盤播種機的研究現(xiàn)狀狀況國外的一些發(fā)達國家，對機械化育苗的研

5、究起步較早，已經有了40多年的發(fā)展歷程，研究出的機型多、功能全、自動化程度高。目前國外精量播種機已達到相當完善的程度，這些精量播種機具雖然心梗比較先進、自動化程度高，但它們結構復雜、體積龐大、機器價格高，一般只適用于大型農場使用；其次這些播種器不是煙草專用機械，難以滿足煙草漂浮育苗的精量播種需要。國外凈量播種器不符合我國國情，難以在我國推廣。而國內出現(xiàn)的一些煙葉播種機，都普遍存在機械化程度地、故障率高等問題。 1.2煙草裝盤播種機的研究意義 目前，煙草育苗大都采用漂浮育苗，漂浮育苗煙苗通風透光條件好，幼苗有適宜的營養(yǎng)面積，能顯著提高煙苗素質、煙苗粗壯、葉片大、根系發(fā)達，為煙草優(yōu)質豐產奠定了基礎

6、。但漂浮育苗勞動強度大、效率低。近幾年，國內也出現(xiàn)了一些煙葉播種機，但普遍存在機械化程度地、故障率高等問題，因此對新型的全機械化煙草魚苗播種機的需求急切。 第2章 煙草裝盤播種機的結構與工作原理2.1煙草裝盤播種機的結構煙草裝盤播種機由機架、主電動機、基質填充部分、壓穴部分、播種裝置、包衣裂解裝置、覆基裝置及皮帶輸送裝置等組成，如圖2-1所示。1. 覆基部分 2.裂解部分 3.播種部分 4.壓穴部分 5.基質填充部分 6.苗盤 7.輪子 8.機架 9.主電動機 10.鏈條圖2-1 煙草裝盤播種機的結構2.2煙草裝盤播種機的工作原理 排種部分由一臺步進電機驅動，剩余部分由另一臺單相交流異步電動機

7、驅動。工作時，空苗盤放在左側的輸送帶上，在輸送帶摩擦力作用下苗盤向右移動；移動到填充基質箱下面時，把料箱中基質均勻拋灑到苗盤上，苗盤在移動過程中完成了對基質連續(xù)填充；接著，在彈簧力作用下，在移動的苗盤上均勻滾壓出松緊適度的種穴，為穴播奠定基礎；隨后，嵌入式控制系統(tǒng)根據(jù)檢測到的苗盤位置及移動速度信號控制步進電機的轉速，由步進電機驅動機械式型孔軸排種器，實現(xiàn)精量播種，確保型孔軸上每個型孔排出的包衣煙種能準確落入種穴中央；播種后的苗盤移至裂解水管下方，從水管微孔中噴出水霧使包衣裂開；最后，覆基部分在播種后的苗盤上均勻覆蓋一層13mm的基質，使煙種暴露于空氣中，以提高煙草種子的發(fā)芽率。第3章 基質填充

8、壓穴裝置的設計 3.1填充壓穴裝置的分析 煙草裝盤播種機的基質填充及壓穴裝置均采用1 次填充壓穴裝置，其結構如下圖所示。1. 基質箱 2.攪拌釘齒軸 3.拋撇輪 4.刮板 5.浮動壓穴輥 6.帶輪 7.鑿盤圖3-1基質填充壓穴裝置結構輸送裝置靠摩擦力驅動苗盤移動，當苗盤移動到基質箱下部時，箱底部的基質拋撒輥開始相向轉動，基質在摩擦力作用下，從間隙中排出，下落到空苗盤上，多余基質被浮動刮板刮下，然后在自重及浮動彈簧壓力緊貼盤面，苗盤靠摩擦力驅動滾珠軸在苗盤上滾動，依次滾壓出種穴該壓穴裝置結構簡單，工作時不需要動力，滾珠軸的滾珠與苗盤種穴的運動同步性好，不損傷苗盤。在間隙一定的前提下，通過增加拋撒

9、輥的轉速可以增加基質的拋撒量，但是當基質的纖維長度 過長、 濕度過大時，基質易架空，導致基質填充穴坑的能力下降，大部分基質架空在苗盤上表面，隨后被刮板刮下，而種穴坑里的基質填充量很少，造成滾珠壓到與苗盤接觸時種穴內的基質壓實度仍不夠。第4章 型孔軸式機械排種器的結構設計 4.1型孔軸式機械排種器的結構 該排種器主要由種子箱、型孔軸、護種器和刷輪等組成，如圖4-1所示。型孔軸沿軸向均布設計10排孔，每排型孔4個，沿圓周方向均勻加工。包衣種子和型孔軸圓周接觸，刷輪位于型孔軸上部，其外圓包有柔軟的絨刷，滾刷外圓與型孔軸相切，轉向與型孔軸相同，以提高刮種效果，減少包衣破損率。此外，每個型孔靠近充種區(qū)的

10、一側加工有倒角，以改善充種效果，減少空穴率。1. 種子箱 2.刷輪 3.護種器 4.型孔軸 5.包衣種子圖4-1 型孔軸式機械排種器的結構4.2型孔軸式機械排種器的工作原理當型孔轉到充種區(qū)時，與型孔接觸的包衣種子在重力作用下充入型孔，經刷輪刷掉多余種子后，型孔內的剩余種子進入護種區(qū)；當型孔中煙種轉出護種區(qū)后，種子在重力作用下投入苗盤穴孔中。排鐘的速度與型孔軸轉速成正比。目前，國內煙草種子包衣尚無國家標準，僅有煙草行業(yè)標準yc/t141-1998。該標準僅對包衣后種子的千粒質量和均勻度給出要求，而對于包衣種子的大小未做具體要求，導致目前煙草種子尺寸差別較大。4.3 型孔軸機械式排種器與苗盤移動運

11、動配合相關計算對于給定的煙草包衣種子而言，型孔的尺寸大小、型孔軸的轉速高低是決定播種性能的主要因素。當型孔軸線速度較高時，型孔充種性能下降，造成空穴率較高；若把型孔軸線速度控制在0.3m/s，則型孔軸線速度的變化對排鐘性能幾乎無影響。型孔的尺寸參數(shù)對播種性能的影響較為復雜，因此在研制確定型孔尺寸參數(shù)時，需要多次試驗，才能得出一定結果。假定煙草育苗盤規(guī)格為647mm327mm55mm,每行10穴，每盤20行，計200穴。苗盤上孔徑為25mm，兩孔之間的中心距8mm，假設皮帶運輸速度與苗盤移動速度相等為0.10m/s，若要使在型孔軸轉動時種子恰好掉入苗盤穴孔，則需控制好線速度與皮帶移動速度的配合，

12、根據(jù)兩穴孔之間的中心距，以及苗盤移動的速度，可以計算出當型孔軸轉動一周，穴孔可充滿4行，依次可知充滿一盤需轉四周，因此可得出型孔軸直徑420mm,作業(yè)生產率為720盤/h，型孔軸排種器線速度約為0.21m/s。第5章 其他裝置的作用5.1包衣裂解裝置 在播完種子后，將播種后的苗盤移至裂解水管下方，從微孔中噴出的水霧使包衣裂開，其作用是為了不影響煙草種子的發(fā)芽率，所以需要對包衣種子進行包衣裂解動作，使種子完全與基質接觸，促進種子的發(fā)芽生長。 5.2覆蓋基質裝置在對種子進行包衣裂解動作后，需要對種子進行覆基動作，覆基部分在播種后的苗盤上均勻覆蓋1-3mm的基質，使煙種不曝露于空氣中以提高煙草種子的

13、發(fā)芽率。覆基裝置與基質填充裝置的區(qū)別在于用往復移動篩網(wǎng)代替基質拋灑輥，控制覆蓋基質的厚度，防止因覆基過厚而影響煙種的出芽率。5.3下漏基質收集運出裝置為了滿足煙草農藝要求，在進行基質填充時，基質拋撒量均大于苗盤對基質實際需求量，因此目前煙草裝盤播種機均會導致基質下漏，工作中下漏的基質需要由人工對其進行清理，這無疑增加操作人員的工作量。因此在煙草精量裝盤播種機的設計中，增設了將下漏填充基質自動清理出去的機構，減少了人工清理下漏基質的環(huán)節(jié)，提高了生產效率。第6章 創(chuàng)新設計部分對于任何一種播種機來說，核心就是排種器，它是決定播種機工作質量和工作性能優(yōu)劣的重要因素，播種機能否滿足農業(yè)技術的要求或滿足程

14、度如何，在很大程度上主要取決于排種器的工作狀況。當然，煙草裝盤播種機的排種器也是影響其工作的重要核心部件。排種器的工藝實質是通過排種器對種子的作用，將種子由群體化為個體、化為均勻的種子流或連續(xù)的單粒種子。因此對排種器必須有一定的技術要求：首先播種量穩(wěn)定，排種均勻，不損傷種子；其次通用性好且使用范圍大，調整方便、工作可靠。通過老師知道，我們小組知道，在排種器中以外槽輪式排種器和水平圓盤式排種器最具有代表性，其他類型的排種器大多是在上述排種器的基礎上的演進產物。借此我們小組想到了以型軸孔式排種器，之前翻閱資料發(fā)現(xiàn)有氣吸式煙草播種機，但其易堵塞和故障率較高。這種排種器與氣吸式排種器相比，其具有結構簡

15、單、動力消耗少、工作可靠、故障率低等優(yōu)點，較好地滿足了煙草工廠化集中穴盤漂浮育苗的需要。針對不同大小的煙草包衣種子，設計不同型孔尺寸的型孔軸，能滿足不同尺寸煙草包衣種子精密穴播的要求。但該設計還是有一定不足，對于型孔軸需要精密加工，才能保證種子下落能夠準確掉入穴孔?？偨Y農業(yè)機械綜合創(chuàng)新設計是農業(yè)機械化及其自動化專業(yè)的一門集中實踐課程，是一門以培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識、提高學生綜合素質、啟發(fā)創(chuàng)新思維、注重工程能力培養(yǎng)、熟悉農業(yè)機械創(chuàng)新設計方法與機電產品制作實踐的課程。通過本課程的教學，使學生了解創(chuàng)新設計、產品制作的過程與方法，進行工程實踐應用訓練，提高學生分析問題和解決問題的能力；培養(yǎng)適應現(xiàn)代技術與社會

16、發(fā)展、具備國際競爭能力與創(chuàng)新能力的人才。此次農業(yè)機械綜合創(chuàng)新設計課程設計，老師采用布置的設計任務采取團隊合作方式進行，每3人組成一個設計團隊，根據(jù)創(chuàng)新設計方法與理論，分工完成相應的設計任務，團隊成員之間既有合作，也有具體分工，便于考核每個人的任務量完成情況。我們組依據(jù)每個人的優(yōu)缺點，擅長與否各自分配任務，均設置了每一個人負責的區(qū)域點，但不完全是各做各的，每個人還是得跟著全部走一遍，對于自己負責的點的就盡自己最大的能力弄懂弄熟，其他人不懂得就詢問，或者互相討論，這樣既充分發(fā)揮和利用了每個學生各方面的才能和潛質，同時又讓課程設計的進度加快，相對更為有效。我們組的組員有任強、羅穎婕、王容三位同學，經

17、過小組討論，我們具體的分配任務如下：小組共同完成全部方案設計，王容負責詳細計算及編寫設計說明書，羅穎婕負責繪制設計示意圖；任強負責完成三維建模運動仿真，三人互相幫助對仿真過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象進行分析，一起討論，找出原因直至仿真實驗成功，三人一齊協(xié)同合作共同完成課程設計。這樣既達到了個人學習又實現(xiàn)了小組學習，讓我們學到的更多更快更好，總之，大大提高了學習效率以及課程設計的進度。課程設計時我們使用了soildworks、proe等軟件，新軟件的學習和使用使我們重新學習了很多知識。經過兩個星期的課程設計，我們得到了充分的鍛煉，不僅對農業(yè)機械學的學習有了深刻的理解，同時也增強了我們的毅力和處理突發(fā)問題的能

18、力。學習是要付出一定的艱辛與努力的，做事情一定要有不怕困難的吃苦精神，唯有堅持不懈，發(fā)揚團隊協(xié)作才能夠克服困難，取得最后的勝利。最后，通過本次課程設計，讓我們認識到學好專業(yè)課的重要性，知跟懂底才是硬道理，千萬不要處于半壺水的狀態(tài)，雖然考試能蒙混過關可一旦涉及深一點的東西就道不出所以然，從廣義的角度看來，這是一種對自己、對自己所學專業(yè)、對社會不負責任的表現(xiàn)，應該改掉這個壞習慣。同時經歷了這次的課程設計，也讓我們意識到原來我們在某些方面還是很欠缺的，雖然在老師和同學的幫助下順利的完成了課程設計，但設計過程的坎坷、曲折、犯下的錯誤無一不表明我們仍然需要不斷的學習，不斷的強化提高自己的能力，雖說整個過程發(fā)生了些小問題，有點曲折，但總能峰回路轉，從一開始的一無所知到最后收獲滿滿，從開始的滿臉抱怨到最后的開心喜悅，從一開始的壓力山大到最后的如釋重負等等足以驗證了“實踐是檢驗真理的唯一標準”，只有理論沒有實踐就是光說不做，而只有實踐沒有理論就是一味的埋頭苦干終將事倍功半，唯有將理論與實踐真正的結合運用起來才能達到真正意義上的成功?？傊?，這次課程設計讓我受益匪淺，