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畢業(yè)設(shè)計(jì)
開(kāi)題論證報(bào)告
專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué)生姓名 沈 劍
班 級(jí) BD機(jī)制061
學(xué) 號(hào) 0620110140
指導(dǎo)教師 曹兆熊
完成日期 2010年3月31日
課題名稱(chēng):1WX-90型植樹(shù)挖穴機(jī)設(shè)計(jì)
一、課題來(lái)源、課題研究的主要內(nèi)容及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀綜述
1、課題來(lái)源:
本課題來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)際,目前,我國(guó)正在大力加強(qiáng)植樹(shù)造林建設(shè),特別是江蘇沿海地區(qū),政府部門(mén)每年都規(guī)劃植樹(shù)造林,然而植樹(shù)造林存在一個(gè)問(wèn)題,需要大量的人力來(lái)投入,而現(xiàn)在,國(guó)家倡導(dǎo)綠色造林,為了更有效的植樹(shù)造林,出現(xiàn)了機(jī)械造林。本課題出自于鹽城拖拉機(jī)廠,本課題是設(shè)計(jì)一臺(tái)植樹(shù)挖穴機(jī),與黃海金馬-50型拖拉機(jī)相匹配,用于植樹(shù)造林,代替人力勞動(dòng),實(shí)現(xiàn)機(jī)械化造林。
2.課題研究的主要內(nèi)容:
調(diào)研,收集相關(guān)資料,結(jié)合實(shí)際情況,擬定結(jié)構(gòu)方案,設(shè)計(jì)一臺(tái)植樹(shù)挖穴機(jī),與黃海金馬-50型拖拉機(jī)相匹配,用于植樹(shù)造林。
1).總體設(shè)計(jì)
(1)設(shè)計(jì)總體方案。
(2)繪制挖穴機(jī)總圖;
2).零部件設(shè)計(jì)
(a) 根據(jù)挖坑機(jī)總圖,設(shè)計(jì)齒輪箱等傳動(dòng)機(jī)構(gòu);
(b) 繪制傳動(dòng)軸、齒輪、齒輪箱體、鉆頭等零件圖;
(c) 有關(guān)計(jì)算、校核等。
3. 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀綜述:
中國(guó)挖穴機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展出現(xiàn)的問(wèn)題中,許多情況不容樂(lè)觀,如產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、產(chǎn)業(yè)集中于勞動(dòng)力密集型產(chǎn)品;技術(shù)密集型產(chǎn)品明顯落后于發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家;生產(chǎn)要素決定性作用正在削弱;產(chǎn)業(yè)能源消耗大、產(chǎn)出率低、環(huán)境污染嚴(yán)重、對(duì)自然資源破壞力大;企業(yè)總體規(guī)模偏小、技術(shù)創(chuàng)新能力薄弱、管理水平落后等。
我國(guó)植樹(shù)造林機(jī)具現(xiàn)狀我國(guó)植樹(shù)造林機(jī)械赴較晚,主要在南方為種植橡膠實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,有為東方紅-75、熱特-25型拖拉機(jī)配套的挖穴機(jī),而北方地區(qū)為栽植果樹(shù)和防護(hù)林,也研制了為中型輪式拖拉機(jī)如上海-50、神牛-25型拖拉機(jī)配套的開(kāi)溝機(jī)、挖穴機(jī),這種機(jī)具既可以挖植樹(shù)穴坑,也可以挖梯形溝槽用于果樹(shù)施溝肥。對(duì)大面積的機(jī)械植樹(shù)造林,多采用鏵式系歹開(kāi)溝機(jī),如1K-40、1K-50和1K-60型開(kāi)溝機(jī)。我國(guó)植樹(shù)造林機(jī)械雖有多個(gè)品種,但由于栽種樹(shù)苗多在山地、坡地,土質(zhì)條件復(fù)雜,影響了機(jī)械的使用效果,基本上用人工挖坑栽苗,生產(chǎn)的挖穴機(jī)批量較小。近幾年來(lái),由于經(jīng)濟(jì)林的興起以及國(guó)家為防治水土流失,退耕還林、種草種樹(shù)已引起各有關(guān)部門(mén)的普遍重視,并加大了植樹(shù)造林機(jī)械的投入,取得了良好的效果。
挖穴機(jī)為了適應(yīng)不同土壤、不同作業(yè)條件的要求,國(guó)外生產(chǎn)的不同動(dòng)力配套的造林用挖穴機(jī),有手提式、背負(fù)式、手扶拖拉機(jī)式和拖拉機(jī)式4種。
1)手提式挖穴機(jī),分為單人式與雙人式。日本多用單人手提式,歐洲各國(guó)則多采用雙人手提式。手提式挖穴機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率一般為1.3--3.7kw,多采用油鋸和割灌機(jī)的單缸風(fēng)冷汽油發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力。單人和雙人手提式挖穴機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)經(jīng)離心式離合器和減速箱,將轉(zhuǎn)數(shù)降低到100--200r/min,再傳到挖穴鉆頭。由于減速比很大,多采用蝸輪蝸桿或擺線針輪行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu),以便減少機(jī)器的質(zhì)量。由于雙人手提式挖穴機(jī)質(zhì)量可以大一些,有的采用多段直齒輪減速機(jī)構(gòu)。有的挖穴機(jī)為了使挖穴機(jī)鉆頭能自動(dòng)地由地中拔出,在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中裝有逆轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。國(guó)外所用的挖穴鉆頭多為螺旋片型,挖穴時(shí)自穴中向上排土的性能好,螺旋片型有單螺旋和雙螺旋兩種。山地造林時(shí),挖穴的直徑和深度為25--30厘米,因此多采用1.5--2個(gè)節(jié)距的螺旋片。為了提高螺旋片型挖穴機(jī)的切根性能,有的將螺旋邊緣做成缺口狀。國(guó)外所用挖穴機(jī)鉆頭的轉(zhuǎn)數(shù)都不太高,以免將穴中的土壤甩得過(guò)遠(yuǎn),一般周邊速度為3米/秒左右,鉆頭轉(zhuǎn)數(shù)為200--300r/min。裝有逆轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的挖穴機(jī)在拔出鉆頭時(shí),土壤會(huì)向相反方向旋轉(zhuǎn),不會(huì)從穴中拋出。手扶拖拉機(jī)式挖穴機(jī)的功率為3.7--7.3kw,輪式拖拉機(jī)挖穴機(jī)的功率為36.8--73.6kw。
2)懸掛式挖穴機(jī)主要用于栽植大樹(shù)苗時(shí)的挖穴作業(yè),挖穴直徑為50--80厘米,挖穴深度為60厘米,挖穴機(jī)懸掛在25.7--58.8kw拖拉機(jī)上。挖穴機(jī)由縱吊桿、帶安全裝置的萬(wàn)向傳動(dòng)軸、減速器和不同直徑的挖穴鉆頭組成。減速器由一對(duì)直齒錐齒輪組成,更換不同直徑的挖穴鉆頭時(shí),要更換不同的錐齒輪,可換挖穴鉆頭有3種,直徑分別為80、60、30厘米。鉆頭由空心鉆桿、葉片和切土刀片組成,鉆桿下端有定心尖。工作時(shí),由拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸經(jīng)萬(wàn)向傳動(dòng)軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)工作部件完成挖穴作業(yè),利用液壓裝置控制鉆頭升降。
3)液壓式挖穴機(jī)在發(fā)達(dá)國(guó)家已普遍推廣。由于液壓技術(shù)的普及推廣,發(fā)達(dá)國(guó)家在挖穴機(jī)上已采用液壓傳動(dòng)裝置,主要用在液壓輸出能力較強(qiáng)的拖拉機(jī)或挖掘機(jī)的機(jī)型上,用液壓泵驅(qū)動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)系統(tǒng)。DANUSER液壓挖穴機(jī)裝有高效、轉(zhuǎn)向密封性能好的液壓馬達(dá),可調(diào)節(jié)機(jī)械鏈條與齒輪,使扭距增大4倍。采用液壓驅(qū)動(dòng)比用萬(wàn)向節(jié)套管傳動(dòng)更靈活方便,當(dāng)遇到障礙物時(shí)能起到安全緩沖作用。
二、本課題擬解決的問(wèn)題
1、挖穴機(jī)與拖拉機(jī)采用三點(diǎn)懸掛聯(lián)接,作業(yè)時(shí)萬(wàn)向傳動(dòng)軸偏置角度不得大于15°,田間移位或運(yùn)輸前必須先切斷動(dòng)力,將螺旋鉆頭提升至最大高度,此時(shí)鉆頭頂尖離地高度應(yīng)大于300mm。
2、螺旋葉片的轉(zhuǎn)速過(guò)高,會(huì)將泥土拋得很遠(yuǎn),造成填坑缺土。轉(zhuǎn)速過(guò)低,則造成工作效率不高。因此在設(shè)計(jì)時(shí),要充分調(diào)研和實(shí)踐,確定合適的轉(zhuǎn)速。
3. 為保證工作性能,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮其穩(wěn)定性,避免受力不均勻而造成抖動(dòng);
4、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠,盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件,以降低制造成本。
5、挖穴機(jī)技術(shù)參數(shù)
①挖穴直徑:70cm
②挖穴深度:70cm
③鉆頭轉(zhuǎn)速:150~250r/min
④鉆頭形式:采用雙螺旋葉片結(jié)構(gòu);
⑤工作效率:60~90坑塘/小時(shí);
⑥按5年壽命,每年工作800小時(shí)計(jì);
6、設(shè)計(jì)何種葉片結(jié)構(gòu)方便旋轉(zhuǎn)挖坑。
7、設(shè)計(jì)何種傳動(dòng)機(jī)構(gòu),方便操作。
三、解決方案及預(yù)期效果
解決方案:
1、為了使鉆頭更容易的進(jìn)行挖坑,設(shè)計(jì)螺旋葉片結(jié)構(gòu)以便旋轉(zhuǎn)挖坑;
2、設(shè)計(jì)最佳入土角(75`左右)、最佳轉(zhuǎn)速(150~250r/min),使之能耗最低,工作效率最高。
3、盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件,如齒輪、螺母、螺栓等,以降低制造成本。
4、設(shè)計(jì)合理的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(齒輪傳動(dòng)),避免重心偏后造成操作困難。
預(yù)期效果:
1、產(chǎn)品大量使用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件,大大降低了制造成本。
2、產(chǎn)品使用中的維護(hù)成本降低;設(shè)計(jì)的產(chǎn)品工作更穩(wěn)定、可靠, 拆卸方便、更易于維護(hù)。
3、產(chǎn)品外形美觀,環(huán)保,結(jié)構(gòu)合理,符合工作現(xiàn)場(chǎng)的需要,更易于操作和使用;
4、產(chǎn)品的使用效果達(dá)到植樹(shù)造林的機(jī)械化,減輕植樹(shù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度的指標(biāo).
四、課題進(jìn)度安排
3月1日~3月14日.畢業(yè)實(shí)習(xí)階段。
畢業(yè)實(shí)習(xí),查閱資料,到多個(gè)公司實(shí)踐,撰寫(xiě)實(shí)習(xí)報(bào)告。
3月15日~3月31日.開(kāi)題階段。
提出總體設(shè)計(jì)方案及草圖,填寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。
4月1日~5月14日. 設(shè)計(jì)初稿階段。
完成總體設(shè)計(jì)圖、部件圖、零件圖。
5月15日~5月31日. 中期工作階段。
完善設(shè)計(jì)圖紙,編寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū),中期檢查。
6月1日~6月2日.畢業(yè)設(shè)計(jì)預(yù)答辯。
6月3日~6月9日.畢業(yè)設(shè)計(jì)整改。
圖紙修改、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)修改、定稿,材料復(fù)查。
6月10日~6月11日.畢業(yè)設(shè)計(jì)材料評(píng)閱。
6月12日~6月13日.畢業(yè)答辯。
6月14日~6月15日.材料整理裝袋。
五、指導(dǎo)教師意見(jiàn)
簽名
年 月 日
六、專(zhuān)業(yè)系意見(jiàn)
簽名
年 月 日
七、學(xué)院意見(jiàn)
簽名
年 月 日
5