溫室大棚自走式電動撒肥機的設計與試驗.pdf

0 引言 近年來 山西省溫室大棚種植面積逐步增大 特別是隨著農村產業(yè)結構的調整 以日光溫室為主 導的設施蔬菜發(fā)展更是迅猛 在增加農民收入 增 加蔬菜產品花色品種 提高人民生活水平方面發(fā)揮 了積極的作用 施肥作為農業(yè)生產中的關鍵作業(yè)環(huán) 節(jié) 直接影響到蔬菜種植的品質及產量 目前 山 西省設施大棚中農家肥撒施過程主要是依靠人工完 成 勞動強度大 作業(yè)效率低下 撒肥不均勻 人 工費占據前期費用很大比例 從而加大了種植成本 此外 在設施大棚這個 封閉 空間的環(huán)境下作業(yè) 進一步增加了人工操作的難度 針對相關設備的嚴 重缺乏 我們根據廣大農民的迫切需求 研制出一 款適用于溫室大棚撒肥作業(yè)的自走式電動撒肥機 并進行試驗研究和性能優(yōu)化 以滿足高效穩(wěn)定的撒 肥作業(yè)要求 1 整機結構與技術要求 該溫室大棚自走式電動撒肥機主要由驅動系統(tǒng) 輸肥系統(tǒng) 撒肥系統(tǒng)3個部分組成 為減少尾氣排 放對棚內空氣的污染 驅動系統(tǒng)采用電機驅動 肥 箱裝在機架上部 在肥箱末端設有出料口 由肥箱 底部的輸肥鏈板將肥料輸送到出料口 出料口處設 有排肥量調節(jié)裝置 通過電控方式自動調節(jié)排肥量 撒肥機驅動系統(tǒng)由電機驅動 撒肥驅動裝置固定在 機架底部支撐板上 包括動力輸入箱 撒肥齒輪箱 2個 撒肥盤分別裝在撒肥齒箱垂直傳動軸上 該溫室大棚自走式電動撒肥機結構見圖1 溫室大棚自走式電動撒肥機進行作業(yè)時 輸肥 裝置帶動肥料向后輸送 在輸送末端通過擋板控制 肥量 然后 喂入撒肥裝置通過高速旋轉的圓盤將 肥料均勻拋撒 該機的優(yōu)點是可通過擋板對肥量進 行精確控制 可以實現對撒肥幅寬的有效控制 改 善撒肥過程有機肥堆積的現狀 溫室大棚自走式電動撒肥機的主要技術參數 配套電機功率為3 kW 撒肥幅寬為6 8 m 肥箱 容量為700 kg 撒肥盤數量為2個 撒肥盤直徑為 560 mm 作業(yè)效率為5 8 hm 2 h 2 傳動系統(tǒng)設計 撒肥盤傳動結構見圖2 為了保證撒肥的均勻 性 拋撒系統(tǒng)采用同軸傳動 拋肥系統(tǒng)驅動裝置采 用3個傳動齒箱 并列安裝在機架底部 中間傳動 箱為動力輸入齒箱 兩邊傳動箱為拋撒傳動齒箱 傳動齒箱內分別裝有相互嚙合的1對錐齒輪 中間 傳動箱的動力輸入軸與驅動電機經減速機減速后由 聯軸器連接 通過齒箱內錐齒輪的嚙合 將動力傳 給水平傳動軸 水平傳動軸兩端有錐度相反的錐齒 輪 分別驅動撒肥傳動齒箱中垂直傳動軸旋轉 從 而保證左右撒肥盤的轉速相同 溫室大棚自走式電動撒肥機的設計與試驗 左 鵬 摘要 為解決目前溫室大棚撒肥作業(yè)過程中農民勞動強度大 作業(yè)效率低 撒肥不均勻的問 題 設計了一款溫室大棚自走式電動撒肥機 介紹了該機的整機結構和技術要求 闡述了該機的 傳動系統(tǒng)設計 主要部件設計以及整機性能試驗情況 指出了該設計為溫室大棚機械化作業(yè)提供 了一種新的技術裝備 具有廣闊的應用前景 關鍵詞 溫室大棚 撒肥盤 輸肥鏈 電動 DOI 10 3969 J ISSN 1673 632X 2019 01 001 中圖分類號 S220 2 文獻標識碼 A 圖1 溫室大棚自走式電動撒肥機結構 1 肥箱 2 刮肥板 3 輸肥鏈板 4 撒肥盤 5 車架 1 5 2 3 4 圖2 撒肥盤傳動結構 本欄編輯 席尚明 XUE SHU JIAO LIU 學術 交流 65 撒肥盤轉速大小直接影響撒肥幅寬 在其他條 件相同的情況下 撒肥盤轉速越快 撒肥幅寬越大 根據經驗總結 540 r min 轉速是撒肥盤的極限轉 速 超出540 r min撒肥幅寬變化不大 因此 本設 計中拋撒機構驅動電機額定轉速選取 3 000 r min 減速機減速比選取5 1 3 主要部件設計 3 1 撒肥盤結構設計 撒肥盤結構是決定撒肥幅寬和撒肥均勻性的重 要因素 撒肥盤由撒肥圓盤和安裝在圓盤上的推肥 板組成 見圖3 撒肥圓盤直徑大小不同 肥料顆 粒落在地面上的位置就不同 參考文獻資料和應用 實踐表明 撒肥盤直徑范圍為 500 600 mm 離地 高度為800 mm 1 000 mm最佳 本設計撒肥盤直徑 選取560 mm 撒肥圓盤結構采用倒錐形 以增大撒 肥幅寬 減少肥料在撒肥盤上的彈落損失 推肥板 在撒肥圓盤的布置角度有負角度 徑向 正角度3 種安裝形式 見圖3 肥料落在撒肥盤上 被以一定速度旋轉的推肥 板撞擊并推到撒肥盤邊緣 最后以一定速度被拋出 假設推肥板分別以0 布置時 肥料 顆粒被拋出速度為V 0 V V 表示 通過速度分 析 絕對速度分別為 V 0 V w 2 V u 2 姨 V V w cos 2 V w sin V u 2 姨 V V w cos 2 V u V w sin 2 姨 式中 V w 為相對速度 與推肥板相切 V u 為傳 送速度 與撒肥盤邊緣相切 由式 式 式 分析可得 肥料拋離傾斜 安裝呈負角度的推肥板的速度小于推肥板徑向安裝 時的速度 撒肥幅寬較小 肥料拋離傾斜安裝呈正 角度的推肥板的速度大于徑向安裝時的速度 撒肥 幅寬變大 但需要更大的輸入動力 因此 為了提 高整機的工作性能 撒肥盤推肥板采用徑對稱向安 裝方式 見圖4 3 2 肥箱設計 根據實際施肥工作要求 同時為了減小車身體 積 設計肥箱裝載容量為700 kg 體積約為 1 m 3 為了保證肥料有效輸送到肥箱末端 在肥箱底部設 計有輸肥裝置 主要由動力輸入軸 主動鏈輪 鏈 條 埋刮板等組成 埋刮板均勻焊接在兩鏈條之間 目的是讓肥料更加順暢地喂入到拋肥裝置 其主要 工作過程是電機將動力通過動力輸入軸 將動力經 從動軸 鏈輪配合作用帶動肥料沿鏈條轉動方向向 前轉動 見圖5 4 整機性能試驗 試驗場地為山西農機新技術服務中心晉中試驗 示范基地院內水泥地 地面較平整 坡度不大于 3 肥料采用當地農民溫室大棚施肥所使用的農家 有機肥 將310 mm 225 mm 40 mm的料盤均 勻擺放在試驗地面 料盤橫向間距為100 mm 縱向 間距為400 mm 撒肥機前進速度為1 5 m s 通過 測量機器行走過程中肥料盤中落入的肥料質量 分 析所有肥料盤中有機肥的分布情況 試驗結果見表 1 試驗結果表明 撒肥機施肥量偏差為6 7 總 排肥料量穩(wěn)定性變異系數為5 5 施肥均勻性變異 系數為18 作業(yè)效率為6 2 hm 2 h 作業(yè)幅寬6 m 綜合性能達到預期設計要求 圖3 推肥板布置形式 圖4 撒肥盤 圖5 輸肥鏈板 1 從動鏈輪 2 輸肥鏈條 3 主動鏈輪 4 埋刮板 1 2 3 4 試驗項目 單位 試驗結果 技術要求 撒肥盤轉速 r min 537 542 540 5 作業(yè)效率 hm 2 h 6 2 5 8 撒肥幅寬 m 6 6 8 施肥量偏差 6 7 15 總排肥量穩(wěn)定性變異系數 5 5 7 8 施肥均勻性變異系數 18 40 表1 撒肥機撒肥試驗結果 本欄編輯 席尚明 學術 交流 X UE SHU JIAO LIU 66 END 本欄編輯 席尚明 5 結論 該溫室大棚自走式電動撒肥機采用電機驅動技 術 雙圓盤離心式撒肥結構 再配套動力可進行溫 室大棚施肥作業(yè) 轉彎靈活 可以實現在6 8 m幅 寬內均勻施肥 可進行農家有機肥拋撒 也可實現 顆粒肥拋撒作業(yè) 該撒肥機在輸肥裝置與撒肥裝置 的協(xié)調工作下能將肥料連續(xù) 均勻地拋撒在地面 不僅在一定程度上高效地解決了廢棄物堆積環(huán) 境 污染等問題 而且可以有效地改良土壤 為作物生 長提供養(yǎng)分 機具結構簡單 緊湊 調整方便 使 用穩(wěn)定可靠 是一種新型的均勻撒肥的大棚專用撒 肥機具 參考文獻 1 李秋國 張秀平 有機肥撒施機撒肥裝置的研究 J 河北農機 2014 2 34 35 2 韓冰 劉斐 慕軍營 等 一種果園挖坑施肥機構設計 J 農機化研究 2015 37 3 123 125 3 秦朝民 劉君輝 離心式撒肥機撒肥部件研究設計 J 農機化研究 2006 10 100 102 4 吳輝 圓盤式施肥機拋撒試驗系統(tǒng)開發(fā)與撒肥規(guī) 律研究 D 保定 河北農業(yè)大學 2007 5 中華人民共合國質量監(jiān)督檢驗檢疫總局 中國國 家標準化委員會 GB T20346 1 2006 施肥機械試驗 方法第1部分 全幅寬施肥機 S 北京 中國標準出版 社 2006 作者單位 山西農機新技術服務中心 隨著農業(yè)機械購置補貼及農產品產地初加工設 施補助范圍的逐年擴大和力度的逐年增加 這2項 工作已成為落實黨中央國務院強農惠農政策的重要 內容 青海省農產品產地初加工烘干設施補助政策 全部在海西州枸杞主產區(qū)實施 海西州枸杞干果總 產量已達7 8萬t 枸杞烘干設施600余座 枸杞烘 干能力嚴重不足 還需加大建設力度 海西州格爾 木市 德令哈市 都蘭縣 烏蘭縣為改善農產品產 地初加工枸杞烘干設施條件 提高枸杞干果產品質 量 按照技術方案的要求認真組織落實了農產品產 地初加工烘干設施補助政策 1 基本情況 海西州將有機枸杞產業(yè)作為資源節(jié)約 農牧民 增收 生態(tài)改善 綠色發(fā)展的優(yōu)勢產業(yè)進行重點培 育 枸杞產業(yè)已成為全州農牧業(yè)經濟穩(wěn)步發(fā)展 支 撐農牧民增收致富的重要產業(yè)之一 目前 海西州 枸杞種植面積50萬畝 1畝約等于0 067 hm 2 是 全國第二大產區(qū) 枸杞采果期面積近45萬畝 盛果 期面積41萬畝 產值達21 6億元 有機枸杞種植 基地已通過歐盟 ECOCERT 德國 BCS 色瑞斯 CERES 等國際知名認證機構認證的企業(yè) 專業(yè)合 作組織26家 有機枸杞豐產期面積7萬畝 平均產 量為120 kg 畝 總產量約8 000 t 成為全國唯一的 有機枸杞規(guī)模連片的生產基地 連續(xù)4年位列全省 農產品出口首位 格爾木市枸杞總面積達7 9萬畝 枸杞干果總 產達1萬t 枸杞產業(yè)產值達4億元 建成標準化生 產基地1萬畝 綠色食品枸杞認證面積達到1 5萬 畝 全年出口枸杞281 t 實施枸杞標準化生產補助 項目 建設枸杞標準化生產基地3萬畝 印發(fā) 枸 杞標準化生產手冊 通過開展枸杞病蟲害統(tǒng)防統(tǒng) 治 提高土壤有機質 減少化肥使用 全面提升枸 杞產品質量安全水平及品質 同時 爭取實施農機 購置補貼及農產品初加工補助政策 對枸杞田間管 理和后期制干進行政策性扶持 新增枸杞烘干設施 154座 枸杞鮮果烘干加工能力增加1 2萬t 進一 步增強枸杞產業(yè)發(fā)展后勁 格爾木市堅持以合作社申報優(yōu)先 農戶連片建 設優(yōu)先 枸杞密集區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)優(yōu)先的原則 積極謀劃實 枸杞綠色環(huán)保機械化烘干設施建設的探討 趙鳳勇 摘要 介紹了青海省格爾木市枸杞烘干設施補助政策落實情況 主要做法和采取的重要措 施 探討枸杞綠色環(huán)保機械化烘干設施建設補助政策技術方案的修改建議 關鍵詞 枸杞烘干設施 補助 政策 實踐 建議 DOI 10 3969 J ISSN 1673 632X 2019 01 002 中圖分類號 S226 6 文獻標識碼 A XUE SHU JIAO LIU 學術 交流 67