1葡萄園小型開溝機(jī)的設(shè)計學(xué)生：陳欽義指導(dǎo)老師：楊文敏（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院，長沙410128）摘要：本文介紹了開溝機(jī)在我國多個行業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用及重要意義及一些國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀，并著重講解了葡萄園小型開溝機(jī)在葡萄園中應(yīng)用的意義。因此本文設(shè)計葡萄園小型開溝機(jī)，它主要由柴油機(jī)、行走底盤、傳動系統(tǒng)、工作部件組成。工作部件為立式螺旋刀，其特點是結(jié)構(gòu)簡單部件緊湊、動力消耗少，步行速度快，能很好地適應(yīng)葡萄園作業(yè)環(huán)境，提高勞動效率。關(guān)鍵詞：開溝機(jī)；挖溝機(jī)；園藝機(jī)械；葡萄園；工程機(jī)械DesignofMinitypeDitcherDraperyStudents:ChenQinyiTutor:YangWenming(OrientTechnologicalInstitute,HunanAgriculturalUniversiti,Changsha410128,China)Abstract:Thispaperintroducestheopenditchmachineinourmultipleindustryproductionapplicationandimportantsignificanceandsomedomesticandforeigndevelopmentpresentsituation,anemphdticallyexplainedvineyardsmallopenditchmachineinthesignificanceofthevineyardsofapplication.Thereforethispaperdesignvineyardsmallopenditchmachine,itmainlyconsistsofdieselengine,walkchassis,transmissionsystem,workingparts.Workingpartsforverticalscrewknife,itscharacteristiciscompact,simplestructureparts,powerconsumption,walkingspeed,canwelltovineyardoperatingenvironment,improvestheworkefficiency.Keywords:ditchingmachine；Diggingmachines；Gardeningmachinery；Thevineyard；Engineeringmachinery2目錄摘要1關(guān)鍵詞：11前言21.1課題研究的目的和意義21.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢21.2.1國外開溝機(jī)研究現(xiàn)狀21.2.2國內(nèi)開溝機(jī)一科現(xiàn)狀61.2.3國內(nèi)外開溝機(jī)發(fā)展趨勢72減速器總體方案的確定92.1傳動方案的確定92.2傳動的裝置設(shè)置92.3各級傳動比的合理配置92.3.1傳動比分配的基本原則102.3.2柴油機(jī)的初步選擇103螺旋刀具的設(shè)計113.1開溝機(jī)刀具總體結(jié)構(gòu)要求113.2開溝刀具參數(shù)設(shè)計113.2.1開溝刀具結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)確定113.2.2開溝刀具運動參數(shù)的設(shè)計123.3螺旋開溝刀具結(jié)構(gòu)結(jié)論204螺旋開溝機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計計算值204.1總體方案的設(shè)計204.2主要零部件的設(shè)計224.2.1鏈輪設(shè)計及其參數(shù)表10224.2.2鏈輪軸的設(shè)計245設(shè)計總結(jié)26參考文獻(xiàn)27致謝2731前言1.1課題研究的目的和意義葡萄是我國水果生產(chǎn)的重要品種，改革開放和農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整促進(jìn)葡萄產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，特別是近十年，葡萄種植面積和產(chǎn)量一直呈上升趨勢。據(jù)農(nóng)業(yè)部資料統(tǒng)計，2002年全國葡萄栽培面積392.4千公頃萬畝，產(chǎn)量448萬噸，種植面積居世界第六位，產(chǎn)量居世界第五位，己在世界葡萄產(chǎn)業(yè)中占有一席之地。我國葡萄生產(chǎn)以鮮食為主，2008年鮮食葡萄總量為720萬噸，世界排名第二。葡萄干也是我國葡萄生產(chǎn)的一個重要產(chǎn)業(yè)，年產(chǎn)量14.5萬多噸，世界排名第十名。葡萄產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，也帶動了葡萄生產(chǎn)作業(yè)機(jī)具研究和開發(fā)。各類葡萄作業(yè)機(jī)具近年來相繼研發(fā)成功，并逐步推廣應(yīng)用。我國葡萄生產(chǎn)機(jī)具的開發(fā)雖具有了一定的基礎(chǔ)，但與葡萄產(chǎn)業(yè)化發(fā)展需求還有很大差距。開溝機(jī)是巖土定形結(jié)構(gòu)施工的專業(yè)工程設(shè)備，廣泛用于通訊電纜、石油電線、農(nóng)田水利以及軍事等工程建設(shè)的連續(xù)開溝作業(yè)。隨著社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和生產(chǎn)機(jī)械化程度的提高，市場也迫切需要一種取代人力和通用挖掘機(jī)的專業(yè)開溝機(jī)械。多年來，我國對專業(yè)開溝設(shè)備的研發(fā)投入不足，專業(yè)開溝設(shè)備品種單一，應(yīng)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(jī)挖掘?qū)用?。人工或通用挖掘機(jī)開溝，不僅施工速度慢、效率低、勞動強(qiáng)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(jìn)口專業(yè)開溝機(jī)價格昂貴，極大制約了國內(nèi)用戶的需求。因此研制出滿足農(nóng)戶需求、價格低廉的葡萄園專業(yè)開溝設(shè)備是非常必要的。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1.2.1國外開溝機(jī)研究現(xiàn)狀國外開溝機(jī)的發(fā)展已有六十多年的歷史，主要以美國、原蘇聯(lián)、法國、英國和意大利等國家發(fā)展較快，美國和原蘇聯(lián)是最早使用開溝機(jī)的國家。最早的開溝機(jī)為鏵式犁開溝機(jī)，然后是圓盤式開溝機(jī)。圓盤式開溝機(jī)是用一種與鏵式犁相似的無犁鏵的深溝機(jī)，開挖窄而深的溝，以圓盤式拋撒機(jī)開梯形溝。目前開溝機(jī)的主要開溝機(jī)具有兩種，一是鏈?zhǔn)介_溝機(jī)具，用于開挖窄深溝；二是立式銑削輪機(jī)具，用于開挖深寬溝。國外開溝機(jī)的種類很多，適應(yīng)各種不同施工的需要。最小的開溝機(jī)功率僅有幾千瓦，最大的功率達(dá)到1100kw，質(zhì)量136t。此外根據(jù)用戶的不同需求，可在開溝機(jī)上配置諸如推土板、鑿孔器、反鏟、鋪纜器等多種工作裝置，使其適用于不同地面條件和工作環(huán)境。在較先進(jìn)的挖溝機(jī)上，廣泛應(yīng)用靜壓傳動、電子調(diào)平，自動功率控制等高新技4術(shù)。國外專用開溝機(jī)需求量逐年增大，僅美國就有DitchWitch,Vermeer,Case,Roccaw,TrencorJetco,Tesmec,Cleveland和Carptal等十多家公司生產(chǎn)開溝機(jī)，共有一百多種。僅以以下幾家有代表性的公司產(chǎn)品為例說明其發(fā)展和研究狀況。美國CASE公司挖溝機(jī)。CASE公司目前有7種車型、60個系型的挖溝機(jī)，圖1、圖2為目前CASE公司應(yīng)用比較廣泛的860和960兩種挖溝機(jī)機(jī)型。表1為CASE公司幾種挖溝機(jī)參數(shù)。表1CASE公司的幾種挖溝機(jī)參數(shù)Tab.1CASEstableseveralparametersditcher型號參數(shù)560660860功率/kw384564整機(jī)質(zhì)量/kg317546745761挖溝深度/m1.831.832.13圖1CASE公司560型挖溝機(jī)圖2CASE公司860型挖溝機(jī)Fig.1CASEcompanyditcher860Fig.2CASEcompanyditcher960美國溝神DitchWitch公司開溝機(jī)。溝神公司開溝機(jī)共有7大類50多種型號，最大開溝寬度可達(dá)15m，最大開溝深度可達(dá)8m，可在硬巖層、凍土層等各種地層條件下精確、高效的作業(yè)，適用于各種大、中、小型管道及線纜的鋪設(shè)施工。配置的管線探測儀用于探測各種地下金屬管線和非金屬管道的走向、深度位置等；鉆孔泥漿材料用于非開挖管線鋪設(shè)施工，具有優(yōu)異的冷卻、潤滑、排屑、護(hù)孔等功能，確保施工順利進(jìn)行。溝神公司為測量溝渠深度，還專門研制了溝深測量儀。該測量儀可在挖溝作業(yè)中自動進(jìn)行速度測量，利用裝在挖溝裝置上的傳感器監(jiān)控溝深，便于在均勻的深度上鋪設(shè)管線，實現(xiàn)開溝與測深同步進(jìn)行，克服了人工測深的困難，提高了工作效率與5測量的準(zhǔn)確性。美國VERMEER公司開溝機(jī)。VERMEER公司PT系列開溝機(jī)是最新研制的系列靜液壓驅(qū)動開溝機(jī)，被廣泛應(yīng)用于露天開采等多個行業(yè)。其中最新研制的RT450和RT650型開溝機(jī)均用靜液壓驅(qū)動。VERMEER公司以開發(fā)輪斗式開溝機(jī)見長，例如V120、V8550、V8100型輪胎式四輪轉(zhuǎn)向多功能開溝機(jī)（如圖3），其性能參數(shù)見表2。此類輪胎式四輪轉(zhuǎn)向多功能開溝機(jī)可以滿足各種復(fù)雜工況的要求。該類開溝機(jī)動力強(qiáng)勁，對于施工難度大的開溝工程特別有利。為了滿足不同開溝機(jī)要求，該類開溝機(jī)可提供6種用途的開溝配件供用戶選擇，這些配件包括開溝器、震動式犁板、后挖斗、卷纜架、回填刮板及坡石齒輪等。履帶式開溝機(jī)是專門為溝深、管徑大的大型工程項目而設(shè)計，特別適于在堅硬和施工難度大的地質(zhì)條件下開溝作業(yè)。美國VERMEER公司系列履帶式開溝機(jī)適用性強(qiáng)，其主要產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)如表3所示。其中V120、V8550A及V8100型履帶式開溝機(jī)如圖4，對應(yīng)參數(shù)見表4.圖3VERMEER公司輪胎式四輪轉(zhuǎn)向多功能開溝機(jī)Fig.3VERMEERtire-stylemulti-functionsteeringwheeltrencher表2Vermeer公司輪胎式開溝機(jī)幾種