小型果樹移栽機及其鏟斗組件的仿真分析【棗樹移栽機】【說明書+CAD+SOLIDWORKS+仿真】

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近年來由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，新技術(shù)、新工藝的出現(xiàn)，為移栽機具的發(fā)展提供了很好的發(fā)展前景，20世紀80年代以后近年來由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，移栽機具發(fā)展迅速，從不到l 000臺上升到將近8 000臺。東北等大型農(nóng)場多采用工廠化營養(yǎng)缽苗和機械化栽植技術(shù)，總體水平相對較高。 我國長期以來，樹苗栽植一直沿用傳統(tǒng)的手工勞動方式，勞動強度大，生產(chǎn)效率低。由于棗樹種植面積的增加和農(nóng)村勞動力的轉(zhuǎn)移，移栽技術(shù)落后、效率低已成為棗樹生產(chǎn)的制約因素，棗樹移栽機械化和自動化已成為農(nóng)民越來越迫切的要求。與小麥、水稻、玉米生產(chǎn)機械化發(fā)展速度相比，棗樹移栽機械化的發(fā)展比較緩慢。這種狀況與當前加快實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的形式要求不適應。有關資料顯示，英國、法國、美國和日本等國在自動栽植機的研制方面均取得了很大的成績。我國從在20世紀60年代開始研制移栽機，初期主要用來移栽玉米和棉花等作物，我國在這方面的研究起步晚，技術(shù)進步緩慢，目前整體技術(shù)水平還較低。植樹造林方面的機械也是很少，我國于1953年開始引進移栽植樹機，在東北地區(qū)西部營造防護林。1960年開始設計和制造拖拉機牽引式半自動投苗植樹機。為了適應沙區(qū)防風固沙植樹造林的要求，國家不斷投資科研經(jīng)費來研制植樹機，2001年研制成功的深栽造林鉆孔機在我國西部、特別在干旱和半干旱地區(qū)造林具有廣闊和特殊的應用前景。2001年填補我國機械化造林空白的新型液壓植樹機（JYZ-80）在內(nèi)蒙古達拉特旗白土梁林場研制成功并投入批量生產(chǎn)。這種植樹機由履帶式拖拉機牽引，采用液壓系統(tǒng)調(diào)節(jié)耕深，開溝深度隨意調(diào)節(jié)，最大開溝深度為80cm，主要適用于沙區(qū)、荒漠地區(qū)栽植帶根苗、扦插苗、沙柳等。 我國的移栽技術(shù)剛剛處于起步試驗階段，目前仍以人工移栽為主。人工移栽難以實現(xiàn)大規(guī)模種栽植，從而導致生產(chǎn)規(guī)模小，生產(chǎn)效益低，不利于移栽技術(shù)的推廣。從長遠來看，機械化移栽可以實現(xiàn)育苗移栽一體化。現(xiàn)階段我國移栽技術(shù)發(fā)展極不平衡。我國針對不同的果樹及其它作物分別研制了相應的栽植機，由于栽植作業(yè)質(zhì)量與農(nóng)藝要求還有一定差距，未能大面積推廣。隨著林果業(yè)種植面積和生產(chǎn)規(guī)模的擴大，在有人工作業(yè)方式使用，已不能滿足林果產(chǎn)業(yè)化的步伐。我國在引進國外技術(shù)的基礎上開發(fā)自己的產(chǎn)品，以緩解勞動力緊張和提高生產(chǎn)效率。 在我國，棗樹的栽植具有季節(jié)性和區(qū)域性特點，機具作業(yè)時間短，單一性能機具的年使用率降低，因此在今后的設計中，應盡量考慮一機多用的問題。具體要改進的措施：一是研制適用不同的土壤條件和工作條件的機具，二是設計通用機架，在更換其他工作部件后即可完成其他果樹林作業(yè)項目，提高其使用率。三是要考慮人—機的工程學原理，要讓人舒服，健康的工作，提高安全性能?，F(xiàn)在我們國家的技術(shù)還不夠成熟，好多還是借鑒他國的，單一的機械不能通用到其他地區(qū)的工作，有待機械多樣化，不僅能夠適用種植棗樹苗還要適用其他的樹種，更要發(fā)展到植樹造林的機械上一樣可以通用。種種的原因、地理位置及技術(shù)條件證明我們加大力度發(fā)展機械化勢在必行。 2、國外研究現(xiàn)狀及分析 世界上移栽技術(shù)發(fā)展較早的發(fā)達國家和地區(qū)主要是歐美和日本等國，該技術(shù)在早期主要應用于蔬菜和經(jīng)濟作物的移栽，隨后逐步用于玉米等糧食作物的移栽。早在上世紀20 年代初期就開展了缽苗移栽的生產(chǎn)工藝研究，研制出結(jié)構(gòu)簡單的秧苗移栽機具，在一定程度上減輕了人工移栽勞動強度；到上世紀30 年代出現(xiàn)手工喂苗的移栽機械，移栽技術(shù)得到實質(zhì)性發(fā)展，使秧苗送入溝中這一過程實現(xiàn)機械化。上世紀50 年代開始，歐洲國家研制出不同結(jié)構(gòu)形式的半自動移栽機和制缽機；到了上世紀70 年代和80 年代，半自動移栽機在歐美、前蘇聯(lián)等農(nóng)業(yè)較發(fā)達的國家和地區(qū)得到廣泛應用，使制缽、育苗、移栽技術(shù)有機結(jié)合。目前，國外的移栽技術(shù)已基本成熟，栽植后的農(nóng)作物達到農(nóng)藝要求，工作可靠性也較高。歐美一些農(nóng)業(yè)較發(fā)達的國家，如法國、德國、荷蘭、美國等國家，大部分的蔬菜生產(chǎn)和幾乎全部的大地花卉生產(chǎn)都采用育苗移栽種植模式和生產(chǎn)工藝。日本在20 世紀80 年代，90％的甜菜已實現(xiàn)移栽種植，移栽機自動化程度較高。從移栽機的工作過程看，這些農(nóng)業(yè)機械水平較高的國家多采用缽體苗半自動移栽機械，作業(yè)過程中采用人工喂苗，并根據(jù)作業(yè)對象的不同通過更換或調(diào)節(jié)栽植器來實現(xiàn)機械移栽，擴大機械移栽的作業(yè)范圍，提高其通用性。 三、任務要求及預期目標的可行性分析 任務要求 樹苗移栽的工藝過程主要包括開溝、送苗入溝、植苗和覆土壓實等工序。為了提高樹苗栽植后的成活率，樹苗移栽應具有以下要求： ①栽植樹苗根系的栽植深度應一致，并保持直散狀態(tài)，避免前后左右彎曲。 ②栽植樹苗的株距應均勻一致，地上莖稈應保持直立狀態(tài)，前后傾斜不超過45°。 ③栽植時開溝的深度、覆土質(zhì)量及壓實程度應滿足農(nóng)藝要求。 ④移栽機各部機構(gòu)在栽植過程中不應損傷苗木。 栽植作業(yè)過程中，由于地形，土壤條件以及樹苗本身的差異性，樹苗的運動存在隨機誤差，影響栽植作用質(zhì)量。任務重點對送苗、開溝、覆土、打埂、鎮(zhèn)壓，及栽植過程中影響株距和秧苗直立狀態(tài)的主要因素進行研究分析，重點應該在設計的送苗、開溝、覆土、打埂、鎮(zhèn)壓裝置機構(gòu)的設計上，對影響因素分析不應該是主要的目的吧？。 預期目標的可行性分析 我國的移栽機的發(fā)展特點是起步晚、發(fā)展比較慢；在研制過程中農(nóng)機和農(nóng)藝難以有效結(jié)合；移栽機功能比較單一、通用性較差；沒有形成標準化、系列化、規(guī)格化；缺乏完善、科學的對移栽機標準和評價的方法；移栽成本依舊較高；作業(yè)穩(wěn)定性、可靠性等性能距發(fā)達農(nóng)業(yè)國家還有一定差距。 縱觀國內(nèi)外移栽機的發(fā)展和應用情況，加上對各種不同類型移栽機的對比，總結(jié)未來移栽機的發(fā)展方向和趨勢： （1）栽植質(zhì)量更加優(yōu)良。設計出的移栽機能夠具有更好的工作質(zhì)量、滿足農(nóng)藝要求、理想的栽植深度、直立度、較低的漏苗率和傷苗率等。 （2）栽植速度進一步提高。目前市場上的移栽機多數(shù)為半自動化機具，栽植速度受人工限制，勞動強度仍然較大，移栽機在解決好此類問題的同時能更好的適應現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的要求。 （3）功能更加完善，機型更加齊全。目前多數(shù)移栽機僅具有單一的移栽功能，未來將集鋪膜、施肥、除草、鋪膜等多種功能于一體，并形成多機型、多系列的標準化產(chǎn)品。在移栽機的通用性方面也將進一步提高，通過局部的更換調(diào)整便能方便地實現(xiàn)不同作物及同一作物不同移栽苗的移栽，具有明顯的一機多用功能。 （4）機具的質(zhì)量更加可靠。隨著設計手段和加工制造技術(shù)的不斷提高，移栽機的零部件及裝配將 更加合理，降低機具的損壞率和返修率，保證移栽機的連續(xù)作業(yè)能力。 （5）設計的移栽機將更加合理。隨著人性化設計水平的不斷提高，在對移栽機進行設計過程中將更加注重移栽工作人員的作業(yè)姿勢和勞動強度，將人工作業(yè)勞動強度將至最低。 （6）農(nóng)機與農(nóng)藝結(jié)合的更加合理。農(nóng)藝將更適應于農(nóng)機，農(nóng)機將更好地為農(nóng)藝服務，實現(xiàn)農(nóng)機與農(nóng)藝的緊密結(jié)合。 綜上所述我認為小型果樹移栽機的要達到的預期任務要求（①栽植樹苗根系的栽植深度應一致，并保持直散狀態(tài)，避免前后左右彎曲。②栽植樹苗的株距應均勻一致，地上莖稈應保持直立狀態(tài)，前后傾斜不超過45°。③栽植時開溝的深度、覆土質(zhì)量及壓實程度應滿足農(nóng)藝要求。④移栽機各部機構(gòu)在栽植過程中不應損傷苗木）及實現(xiàn)對送苗、開溝、覆土、打埂、鎮(zhèn)壓應該是切實可行的。其實現(xiàn)過程應該是一個綜合的過程，它應該有開溝裝置，覆土裝置，動力裝置以及實現(xiàn)其功能的其他裝置。 四、本課題需要重點研究的、關鍵的問題及解決的思路 本課題重點研究棗樹果苗的挖掘，移栽，運送，栽培，其關鍵的問題就是移栽機構(gòu)的設計及其他輔助機構(gòu)的設計。具體的解決的思路如下：查找相關資料進行方案的確定，進行機構(gòu)的構(gòu)想和可行性分析，最后做出總體設計。 五、工作條件及解決方法 （1）萬方數(shù)據(jù)庫和圖書館查閱相關資料，了解紅棗移栽機機及移栽機行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀。 ?。?）從了解的信息中確定設計方案。 ?。?）查閱相關資料，了解移栽機構(gòu)，以確定方案中所需的移栽機構(gòu)。 (4) 遇到關鍵性的問題向老師請教 ?。?）畫出裝配圖。利用AutoCAD軟件繪制二維裝配圖和零件圖。 ?。?）參考資料中的計算方法及公式等進行計算校核。 六、完成本課題的工作方案及進度計劃 擬定工作進度 第1周—第2周 通過查找文獻資料，了解國內(nèi)外現(xiàn)狀。 第2周—第5周 設計總體方案。 第6周—第9周 結(jié)構(gòu)進行具體設計。 第10周—第12周 撰寫設計說明書，對部分問題修改、調(diào)整。 第13周—第14周 整理資料準備答辯。 七、主要參考文獻 [1]湯智輝，賈首星.兵團林果業(yè)機械化現(xiàn)狀與發(fā)展[J].農(nóng)機化研究，2008（11）：5—8. 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