2/2輕簡旋耕起壟作業(yè)底盤施肥排肥器優(yōu)化設(shè)計(jì)目錄摘要……………4關(guān)鍵詞…………41前言………………62肥料簡介及類型……………………73.排肥器…………………94螺旋排肥器優(yōu)化設(shè)計(jì)………………125結(jié)論………………18參考文獻(xiàn)………………………19致謝……………20附錄………21輕簡旋耕起壟作業(yè)底盤施肥排肥器優(yōu)化計(jì)摘要隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的飛速發(fā)展，機(jī)械化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式日益成為農(nóng)業(yè)耕作方法的主流，化肥產(chǎn)量以及化肥的施肥量也日益增加，隨著施肥量的增加，勞動(dòng)力的需求也變得更加迫切，在這種情況下，采用機(jī)械化的勞動(dòng)方式可以很大程度上減少勞動(dòng)力需求，讓人們的生活更加便利。同時(shí)，隨著化肥的需求量日益提高，農(nóng)作物在肥料花銷高方面也成為一個(gè)急需解決的問題，所以，有效提高化肥的利用率，達(dá)到減肥增效的目的，對機(jī)械化施肥器的結(jié)構(gòu)方面需要進(jìn)一步的設(shè)計(jì)優(yōu)化。本文主要針對在起壟施肥作業(yè)時(shí)，由于有機(jī)肥顆粒大小不一，復(fù)合肥受潮后粘度大，容易出現(xiàn)的輸肥管堵塞和出肥量不均等問題，研制基于一壟雙行苗底精量施肥監(jiān)控系統(tǒng)。通過肥料箱肥量實(shí)時(shí)監(jiān)控與主動(dòng)排肥器豎直螺桿速度變化控制，解決精量可變施肥技術(shù)難題。關(guān)鍵詞：螺旋排肥器；一壟雙行；減肥增效；精量施肥OptimummeterforbedbedfertilizinganddischargingfertilizerwithlightandsimplerotationtillageAbstractWiththerapiddevelopmentofmodernagriculture,mechanizationofagriculturalproductionmodehasincreasinglybecomethemainstreamoffarmingmethods,fertilizerproductionandfertilizerfertilizerratealsoincreased,withtheincreaseoffertilizerrate,thelabordemandisalsobecomingmoreurgent,inthiscase,themechanizationoftheworkmethodcanlargelyreducethedemandforLabour,letpeople'slifemoreconvenien.Toeffectivelyimprovetheutilizationrateofchemicalfertilizerandachievethepurposeofreducingweightandincreasingefficiency,furtherdesignandoptimizationareneededinthestructureofmechanizedfertilizerapplicator.Inthispaper,amonitoringsystemwasdevelopedfortheprecisefertilizationoftworowsofseedlingsinonerowduetotheproblemsofdifferentorganicfertilizerparticles,highviscosityofcompoundfertilizerafterdamp,andeasyblockageoffertilizerconveyer-tubeandunevenfertilizeroutput.Throughthereal-timemonitoringoffertilizerquantityinthefertilizerboxandthecontrolofverticalscrewspeedoftheactivefertilizerextractor,thetechnicalproblemofvariableprecisionfertilizationissolved.五號TimesNewRoman)Theverticalscrewfeederitselfisakindofcontinuousandstablemechanicalequipmentforconveyingrawmaterials.Atthesametime,duetoitsdifferentworkingprinciples,performancecharacteristics,structuraldimensions,conveyingmaterialsandotherseriesofcharacteristics,itisalsoofvarioustypes,easytoaccessandsuitableforavarietyofmechanicalequipment.Byusingtheprincipleofscrewfeedertodesignthefertilizingdevice,thecharacteristicsofstableanduniformfertilizerdeliveryarereasonablyapplied.Byreasonablydeterminingvariousbasicparametersofthescrewactivefertilizerdischarger,theexcellenteffectofquantitativeandtimingfertilizationcanbeachieved,whichhashighresearchvalue.Keywords:spiralemptyingdevice;Adoublerow;Reducingweightandincreasingefficiency;Precisefertilization前言在農(nóng)業(yè)耕作中，為了保證土壤結(jié)構(gòu)不會(huì)隨著耕種的時(shí)間延長而改變，保持土壤有足夠營養(yǎng)，土質(zhì)優(yōu)異從而適合農(nóng)作物生長，為農(nóng)作物提供養(yǎng)分，通常會(huì)按時(shí)按量進(jìn)行施肥。而機(jī)械化施肥排肥比人工施肥均勻準(zhǔn)確，深度一致，而且效率更高、速度更快，是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化現(xiàn)代化的主流技術(shù)手段之一。但是市場上使用率高的化肥顆粒大小不一，形狀不同，同時(shí)復(fù)合肥受潮后粘度大，會(huì)出現(xiàn)結(jié)塊等情況，這就要求設(shè)計(jì)出一種性能好效率高失誤小的排肥器來解決這些問題。到目前為止，大量相關(guān)工作者等已經(jīng)研究出各種不一樣的排肥器，比如有槽輪式排肥裝置、振動(dòng)式排肥，水平刮板式，攪—撥輪式的排肥器等。通過采用螺旋喂料機(jī)的原理來設(shè)計(jì)施肥裝置，很合理的運(yùn)用了它輸送肥料穩(wěn)定且均勻的特點(diǎn)，通過合理的確定螺旋主動(dòng)排肥器的各種基本參數(shù)，可以達(dá)到定量定時(shí)施肥得優(yōu)良效果，具有很高的研究價(jià)值。我的設(shè)計(jì)目的就是通過對之前各位學(xué)者或者研究者的文獻(xiàn)結(jié)果進(jìn)行大量的閱覽學(xué)習(xí)，廣泛學(xué)習(xí)他們的設(shè)計(jì)思想，研究路線以及他們留下的可以繼續(xù)提高的改進(jìn)部分，結(jié)合自己需要解決的問題和設(shè)計(jì)要求，在廣泛學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上加入自己的創(chuàng)新然后研究設(shè)計(jì)出自己預(yù)想的一個(gè)施肥器，通過自己的努力來為當(dāng)代農(nóng)業(yè)發(fā)展盡一份力。2．肥料簡介及分類2.1肥料的定義及作用定義：肥料的定義是指為農(nóng)耕的各種莊稼植物供給一種或一種以上的維持植物生長的營養(yǎng)物質(zhì)，并且可以達(dá)到改良土質(zhì)、提高土壤的栽培力的目的，是從古至今一直不可缺少的一種農(nóng)業(yè)必需品，通過無數(shù)代農(nóng)民的研究等，農(nóng)業(yè)化肥也經(jīng)歷著很大的發(fā)展變化，從最初的草木灰等發(fā)展到了農(nóng)家肥到后面的化肥復(fù)合肥以及現(xiàn)在的各種新型肥料，歷史悠久。作用：肥料的作用有兩方面:(1)可以改良土壤結(jié)構(gòu)，使土壤肥沃。有機(jī)肥中的有機(jī)質(zhì)可以增加土壤中有機(jī)質(zhì)含量，以達(dá)到改善土壤的物化特征和生物特性，熟化土壤，從而使土質(zhì)肥沃利于植物生長。(2)增加農(nóng)作物的生產(chǎn)產(chǎn)量和提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)品質(zhì)量。其中氨基酸類物質(zhì)，以及氮、磷、鉀，多種糖類等等，可為作物提供營養(yǎng)成分，促進(jìn)土壤微生物的活動(dòng)。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，有機(jī)肥料還含有多種微量元素，如畜禽糞便每100千克中含硼2.2~2.4克，鋅2.9~29.0克，錳14.3~26.1克，鉬0.3~0.4克，有效鐵2.9~29.0克。同時(shí)，不同的有機(jī)肥料作用也不相同，有的種類的有機(jī)肥可以改良土壤結(jié)構(gòu)，使土地肥沃的作用大一些，如植物秸稈、草炭、農(nóng)家堆肥等等;而有的類型的有機(jī)肥料則是以供應(yīng)農(nóng)作物所需的養(yǎng)分為主，如人糞尿、雞糞等等，肥料種類不同，制作方法也不同，施肥方法，施肥量施肥深度等等也不同，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際需求來進(jìn)行施肥。2.2固態(tài)肥料分類（常用）及特性（1）碳酸氫銨：N4HCO3。肥料水溶液發(fā)生會(huì)堿性反應(yīng)；化學(xué)性質(zhì)較不穩(wěn)定，容易分解從而揮發(fā)導(dǎo)致氨元素的損失，受潮時(shí)容易發(fā)生潮解、結(jié)塊，不會(huì)殘留任何副成分，一般被稱為“氣肥”?？捎米骰?、追肥，不宜作種肥。并且施肥時(shí)不能離開水和土。（2）硫酸銨：N4SO4，日常被稱為標(biāo)準(zhǔn)氮肥。含N大約為20～21％左右。肥料水溶液發(fā)生弱酸性反應(yīng)；物化特征好（不吸濕、不結(jié)塊），屬于生理酸性肥料，長期單獨(dú)施用的話可能造成土質(zhì)酸化等問題。（3）硝酸銨：分子式NH4NO3，含N33－34％。施入土壤后，NH4+和NO3－都能被作物吸收。適宜各種作物和土壤。不能和有機(jī)肥一起用，會(huì)出現(xiàn)一些化學(xué)反應(yīng)；水田不建議使用。（5）硝酸鈣：挪利硝石，分子式Ca（NO3）2，含N13－15％；適宜作追肥，不能作種肥。缺鈣的酸性土壤可以使用，水田最好不要使用，不然不僅沒有效果，反而會(huì)破壞土壤，另外可作根外追肥。（6）尿素：COO(NH2)2，含N44－46％。是一種含氮很多的肥料。盡量不要用于做種肥，可以用作基肥，追肥，；不管是什么樣的土質(zhì)還是農(nóng)作物，都可以使用，具有普偏性，經(jīng)常出現(xiàn)在農(nóng)業(yè)施肥得行列中。。3排肥器定義：排肥器，是一種農(nóng)業(yè)機(jī)械裝置，主要由肥料箱，進(jìn)料口，出料口，肥料分配裝置，肥料的輸送裝置，動(dòng)力傳輸裝置，軸承等零部件所構(gòu)成，且在構(gòu)造過程中要充分保證施肥裝置的密封性。施肥器主要用于施用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，用來施用各種各樣的化學(xué)肥料，有機(jī)肥料，農(nóng)家肥等等，幫助改善土質(zhì)，增加土壤的營養(yǎng)成分，從而使植物生長過程中可以充分有效的吸收所需的營養(yǎng)物質(zhì)，生長的更好更旺盛，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的非常有幫助有效的一種生產(chǎn)設(shè)備，因?yàn)樗捎昧藱C(jī)械的方式進(jìn)行施肥，完美的節(jié)約了勞動(dòng)力，讓生產(chǎn)者的體力消耗大大節(jié)省，同時(shí)工作時(shí)間巨大的減少，工作效率也翻倍增加。當(dāng)前市場上的施肥器種類繁多，有豎直螺桿主動(dòng)排肥器，槽輪施肥器，刮刀施肥器等等，樣式齊全，種類繁多，功能強(qiáng)大，非常值得研究開發(fā)。3.1排肥器分類排肥器的種類及特點(diǎn)目前市面上使用的排肥器種類較多，比如說刮刀式排肥器、攪龍式的、擺斗式的和振動(dòng)式水平星輪式、以及槽輪式等。其中水平星輪式排肥器、槽輪的，轉(zhuǎn)盤刮刀的、攪龍式水平星輪的排肥器能輸送復(fù)合肥，顆粒肥，比較干燥的粉狀化肥；而槽輪式而振動(dòng)式的和擺斗式的排肥器除了能施常用的一些肥，還可以施用一些潮解的粉末化肥（1） 槽輪式的施肥裝置釘輪式的施肥器主要用來施用一些容易流動(dòng)，不易發(fā)生堵塞結(jié)塊的各種類型的顆粒肥料，整體結(jié)構(gòu)比較的簡單輕便，輸送肥料的過程中比較的勻稱并且它的穩(wěn)定性高于其他的一些施肥器，在施用一些不易結(jié)塊的復(fù)合肥的時(shí)候經(jīng)常采用。施用容易遇水變潮的一些復(fù)合肥或者是粉末狀的其他肥料的時(shí)候，則很可能出現(xiàn)結(jié)塊，堵塞輸送管或者在料槽內(nèi)出現(xiàn)架空的現(xiàn)象等等。所以這種類型的施肥器更常用于不易潮解得顆粒化肥的施用中。（2） 螺旋結(jié)構(gòu)排肥器工作時(shí)，通過動(dòng)力裝置帶動(dòng)螺旋軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使肥料在肥料槽中做軸向的運(yùn)動(dòng)，，將肥料主動(dòng)排入排肥管，從而實(shí)現(xiàn)主動(dòng)施肥。螺旋葉片有通用型、鏤空型，和鋼絲彈簧型三種類型。雖然說螺旋葉片可以施用更多的肥料，但是也有弊端，就是它容易將肥料壓實(shí)，這樣肥料施用過程中的均勻性和穩(wěn)定性就變差了，所以在日常生活中常常用來施用一些顆粒狀的，非粉末狀的不容易壓實(shí)得化肥，不宜用來施用一些容易遇水潮解的粉末狀的化肥，不然容易發(fā)生結(jié)塊堵塞排肥管的情況。中空葉片不容易將肥料壓實(shí)，所以通用性比較好，也很常用，每轉(zhuǎn)排出的肥量也比較均勻穩(wěn)定。鋼絲彈簧排肥器不容易發(fā)生結(jié)塊堵塞作用，可以用來排輸一些粉末狀的化肥或者易潮解得復(fù)合肥等等，但對一些很容易吸水并且不容易疏散開的一些化肥如銨肥、鈣肥、磷礦粉等的輸送能力極度糟糕。在排肥量比較小時(shí)，螺旋式排肥器的排肥穩(wěn)定性均勻性都不是很好。（3） 水平刮板式排肥器水平刮板是一種研究者們?yōu)榱丝梢院芎玫慕鉀Q一些特殊肥料的排輸送問題而通過研究努力專門設(shè)計(jì)出來的一種特殊的排肥器。它的工作原理是由一個(gè)在水平面內(nèi)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的板子或彈擊別板將化肥刮出來。這種施肥器能可靠地輸送碳酸氫銨等沒有什么流動(dòng)性的化肥，有比較好的穩(wěn)定性均勻性；但是美中不足的是有著很大的阻力摩擦力，對于流動(dòng)性好的一些復(fù)合肥反而顯得不太實(shí)用。（4） 攪—撥式排肥器攪刀—波輪式排肥器是一種使用面較大使用頻繁的一種排肥器。肥料箱內(nèi)裝有攪拌專用的刀，在出肥口下方裝有分配撥動(dòng)肥料的凸輪。對于一些容易結(jié)塊堵塞或者發(fā)生架空的一些復(fù)合肥具有很好的適應(yīng)性，可以施用一些容易潮解的粉末狀復(fù)合肥，比如碳酸氫銨。當(dāng)肥料遇水潮解結(jié)塊后其他種類的排肥器不能有效工作施用肥料時(shí)，這種排肥器就能發(fā)揮他的優(yōu)勢，進(jìn)行高效的工作工程。并且這種排肥器外形結(jié)構(gòu)十分簡單，工作原理簡單易懂，輸送肥料過程流暢，高效。肥料輸送過程均勻性穩(wěn)定性較好，并可通用于排施顆粒狀化肥。缺點(diǎn)是工作過程中，有較大的阻力影響，并且機(jī)器使用后的維護(hù)清理不太方便。（6）振動(dòng)式排肥器震動(dòng)式施肥器由肥料箱、振動(dòng)板、凸輪等結(jié)構(gòu)組成。工作原理是，凸輪使振動(dòng)板不斷振動(dòng)，從而可以實(shí)現(xiàn)化肥在肥料箱中的循環(huán)運(yùn)動(dòng)，減少肥料的架空現(xiàn)象。并使肥料可以隨著振動(dòng)板的斜面移動(dòng)，然后從出肥口輸送出來。排肥量的大小一般是由調(diào)節(jié)量板進(jìn)行調(diào)節(jié)，對一些有較好流動(dòng)性的化肥，可更換調(diào)節(jié)板。由于存在著振動(dòng)的關(guān)系，出肥口的輸送量受肥料箱里面肥料的數(shù)量、肥料密度、粘結(jié)力等的影響很大，所以排肥量的穩(wěn)定性和均勻性較差。4螺旋排肥器優(yōu)化設(shè)計(jì)4.1設(shè)計(jì)要求針對在起壟施肥作業(yè)時(shí)，由于有機(jī)肥顆粒大小不一，復(fù)合肥受潮后粘度較大而容易出現(xiàn)的輸肥管堵塞和出肥量不均等問題，對螺旋排肥器的設(shè)計(jì)有以下幾個(gè)要求：基本要求，排肥能力要良好穩(wěn)定，排出肥量應(yīng)該穩(wěn)定均勻，不會(huì)受肥箱里肥料的多少、地形變化起伏及施肥速度有快有慢等因素的影響。要通過肥料箱肥量實(shí)時(shí)監(jiān)控與主動(dòng)排肥器豎直螺桿速度變化控制，從而解決精量可變施肥技術(shù)難題(3)要有肥量調(diào)節(jié)適應(yīng)的功能?？梢栽诓煌竟?jié)施用各種成分各種形狀各種大小的肥料，即，可以廣泛應(yīng)用于各種肥料，通用性要好。(4)排肥過程要可靠，工作阻力小，容調(diào)節(jié)維護(hù)保養(yǎng)，使用方便。同時(shí)施用肥料的整個(gè)裝置應(yīng)該采用一些比較耐磨，結(jié)實(shí)，不容易銹蝕得材料來打造，鑄造工藝應(yīng)該盡量的簡單方便，不易太復(fù)雜。4.2肥箱肥料箱大部分時(shí)候會(huì)根據(jù)給定的裝載量（容積范圍大約為30—70L），同時(shí)也要考慮排肥器的布置位置，安裝順序以及整體的結(jié)構(gòu)尺寸來設(shè)計(jì)。通常情況下，裝載量不大的懸掛式機(jī)器會(huì)采用角錐形或錐形。裝載量很大的機(jī)器則會(huì)設(shè)計(jì)成橫斷面為梯形的菱形肥料箱（車廂型），箱壁傾斜大約為45°—60°。由于整體的裝置定位是輕簡型旋耕起壟作業(yè)機(jī)，肥料裝載量并不大，所以設(shè)計(jì)為錐形的箱體，采取滿載容量為52L,其中上端面為尺寸為300mm,300mm，中心高為150mm，下底面即進(jìn)料口尺寸為100mm,100mm.計(jì)算過程為：椎體容積V=1/3*[S上+√(S上S下)+S下]h其中，上端面為尺寸為300mm,900mm，所以S1=0.3*0.9=0.27下底面即進(jìn)料口尺寸為100mm,300mm.所以S2=0.1*0.1=0.03V=1/3*[S上+√(S上S下)+S下]h=1/3*[0.03+√(0.03*0.27)+0.09]0.4=0.052立方米=52L肥料箱尺寸確定后，根據(jù)安裝位置可以確定基本外形，采用錐形箱體，進(jìn)料口通過螺釘與豎直螺桿軸的箱體連接。4.3螺旋主動(dòng)排肥器主體4.3.1豎直螺旋主動(dòng)排肥器的結(jié)構(gòu)主要有上下殼體，螺旋排肥軸，襯套，進(jìn)料口，出料口，動(dòng)力裝置等部件組成工作原理：螺旋輸送機(jī)器在日常生活中主要用于輸送和混合固體顆?；蛘叻蹱钤?。一般采用單頭的普通螺旋輸送機(jī)，這樣的葉片承壓能力好，比較結(jié)實(shí)耐用，不安裝懸掛軸承即可，并且葉片的角度，尺寸，方向等做工相同。由一根平直的軸和安裝有螺旋葉片的肥料進(jìn)給槽構(gòu)成。在進(jìn)給槽的頂部和底部安裝進(jìn)料口以及出料口平直轉(zhuǎn)軸通過軸承安裝在殼體兩端的兩個(gè)軸承座上。轉(zhuǎn)動(dòng)軸一端與輸入部分與鏈傳動(dòng)帶動(dòng)的減速器結(jié)構(gòu)組成的驅(qū)動(dòng)裝置互相連接。進(jìn)入進(jìn)料口的材料,受到螺旋葉片推力作用,同時(shí)物料本身存在的重力和和葉片的摩擦力,形成一個(gè)合力,這個(gè)力軸向分量的作用使物料軸向移動(dòng)。并且在運(yùn)輸物料的過程中，由于受到螺旋旋轉(zhuǎn)的影響，所以物料的運(yùn)動(dòng)是沿螺旋軸線的一個(gè)空間運(yùn)動(dòng)，并不是簡單的沿軸線的直線運(yùn)動(dòng)是復(fù)合運(yùn)動(dòng)。4.3.2輸送量螺旋排肥器的輸送量一個(gè)很重要的參數(shù),一般會(huì)由具體使用的其他參數(shù)確定所以與其他的基本參數(shù)聯(lián)系較大。而且在輸送肥料時(shí),雖然軸徑截面會(huì)對輸送能力有一定的影響,但是影響微乎其微，螺旋主動(dòng)排肥機(jī)器的物料輸送量計(jì)算方法為:Q=3600F.2.Vj.εQ螺旋主動(dòng)排肥器輸送量(t/h)F橫截面積(m),F=qD°π/4,p為填充系數(shù),D為螺旋葉片直徑(mm);A物料的單位容積質(zhì)量(t/m)其值查閱相關(guān)的手冊;ε傾斜輸送系。物料沿著軸向運(yùn)動(dòng)的速度V=Sn/60因此可以得到Q=47DSNDAφε由于排肥裝置的行進(jìn)速度為3KM/h，一般施肥量為3-30kg/畝地一畝=666.7平方米=1.5米*445米一畝地用時(shí)=445/3=0.15hQ=0.033-0.2t/h即單側(cè)出肥量為0.02-0.1t/h4.3.3螺旋軸轉(zhuǎn)速：螺旋軸的轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)對輸送量等有巨大的影響，因此軸的轉(zhuǎn)速是很重要的。有效合理地提高加快螺旋軸轉(zhuǎn)速，可以有效提高排肥器的施肥能力。但是也不能一味的提高轉(zhuǎn)速，避免肥料會(huì)因?yàn)殡x心力過大而外拋，加大阻力，影響施肥。Mw*Wr<=mg2πnr/60<=gr可以得到：n=30k/π2g/dN=a/d由于整機(jī)的的轉(zhuǎn)速為2200r/min但是排肥裝置的轉(zhuǎn)速要求較小，因此在鏈傳動(dòng)的輸出端鏈接一個(gè)減速器減小排肥裝置的轉(zhuǎn)速，大概要求在90r/min左右直徑：螺旋軸直徑的大小和螺旋葉片的螺距大小有關(guān),螺旋軸直徑和螺旋葉片的螺距共同決定著升角以及肥料的移動(dòng)方向和速度大小,結(jié)合螺旋葉面表面與肥料的摩擦力大小以及速度分量分布來計(jì)算出軸徑。通過分析肥料的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),肥料在螺旋葉片間做軸向的移動(dòng),所以螺旋軸軸徑端的軸向速度要大于0,也就是說螺旋內(nèi)升角a<π/2-p,由于tanp=f,tana=S/πd,根據(jù)相關(guān)研究，軸徑與螺距的關(guān)系還應(yīng)滿足的第二個(gè)條件:螺旋軸軸頸處的軸向速度Y要大于圓周速度Vz,即V>P,也就是d≥1+f/1-fs/π足夠尺寸且有效的輸送截面是保證輸送能力的重要前提，因此就可能加大結(jié)構(gòu)尺寸，但是尺寸太大容易使得機(jī)器笨重，不方便也不劃算。所以,螺旋軸的軸徑與螺距的關(guān)系應(yīng)該在滿足足夠有效的輸送要求這一前提下可以使結(jié)構(gòu)緊湊。所以比較常用的軸頸計(jì)算方法為：d=(0.2~0.35)D由此可以計(jì)算出螺旋軸軸徑取值為20mm。4.3.4螺旋葉片直徑其中螺旋葉片的直徑也是很重要的基本參數(shù)，決定著每轉(zhuǎn)可以排出肥料的多少以及排肥裝置的尺寸大小結(jié)構(gòu)關(guān)系,非常重要。設(shè)S=KD,K為螺旋螺距與直徑的比例系數(shù),一般取K=0.8,可以得到Q=47KAφeD2/5則D=K(φ/λeε)2/5K物料綜合特性系數(shù)為經(jīng)驗(yàn)數(shù)值根據(jù)物料性質(zhì),可將物料分成4類。第1類為流動(dòng)性好、較輕且無磨琢性的物料;第2類為無磨琢性但流動(dòng)性較第1類差的物料;第3類為顆粒大小及固體性質(zhì)與第二類相同或者接近，但內(nèi)部摩擦阻力較大的物料;第4類為流動(dòng)性差且磨琢強(qiáng)烈的物料,可以查表得到。螺旋葉片的直徑通常制成標(biāo)準(zhǔn)系列，D=100、120、150、200、250、300、400.500、600mm,目前發(fā)展到D=1000mm,最大可達(dá)1250mm。為限制規(guī)格過多過亂,國際標(biāo)準(zhǔn)化組織在系統(tǒng)研究、試驗(yàn)的基礎(chǔ)上制訂了螺旋輸送機(jī)標(biāo)準(zhǔn)草案,規(guī)定螺旋直經(jīng)采用RI0基本系列優(yōu)先數(shù)系。所以由公式計(jì)算出來的螺旋軸直徑值要圓整成標(biāo)準(zhǔn)直徑，本機(jī)的螺旋軸的直徑通過計(jì)算以及圓整取60mm螺距螺距直接決定了在一定的填充系數(shù)下物料運(yùn)行的滑移面還影響著螺旋葉片的升角,等于螺距的大小直接影著物料輸送的整個(gè)過程。直徑和肥料輸送量保持不變時(shí),如果螺距改變,物料運(yùn)動(dòng)的滑移面也會(huì)很快改變,從而導(dǎo)致肥料的運(yùn)動(dòng)速度發(fā)生變化。理論上螺距應(yīng)滿足兩個(gè)條件:首先要保證速度分量的合理的分布關(guān)系，然后要充分保證螺旋面與肥料的摩擦力大小方向要合適，以此來確定螺距大小。肥料顆粒M所受軸向螺旋葉片作用力為P，P=Pcos(c+B)≈Pcos(c+p)為使P>0,必須滿足c<π/2-p,因?yàn)樵趓=d/2處的c最大(d為螺旋軸直徑)P最小即S≤πdtan(π/2-ρ)若令k=d/D則S≤kDπ/ff物料與葉片間的摩擦系數(shù)k螺旋軸直徑系數(shù),k-=0.3-0.6。另外,螺距的大小將影響速度各分量的分布。當(dāng)螺距增加時(shí),雖然軸向輸送速度增大,但是會(huì)出現(xiàn)圓周速度不恰當(dāng)?shù)姆植记闆r;相反,當(dāng)螺距較小時(shí),速度各分量的分布情況較好，但是軸向輸送速度卻較小。在確定最大的許用螺距時(shí),必須滿足的第二個(gè)條件是建立在使物料顆粒具有最合理的速度各分量間的關(guān)系的基礎(chǔ)上,即應(yīng)使物料顆粒具有盡可能大的軸向輸送速度.同時(shí)又使螺旋面上各點(diǎn)的軸向輸送速度大于圓周速度。理論上可以按照下列方法計(jì)算螺距S=KD水平布置的普通螺旋螺距K=0.8~1.0所以可以取螺距為30mm4.3.5填充系數(shù)肥料在螺旋槽中的填充系數(shù)影響著肥料的施肥量大小以及對能量功率的消耗程度。這個(gè)系數(shù)較小時(shí),肥料大量堆積起來，飛拋出去接近螺旋的外側(cè)面，會(huì)非常顯著的降低肥料顆粒的圓周速度并且會(huì)極大提高肥料顆粒的軸向加速度以及速度，肥料在軸向的運(yùn)動(dòng)比徑向的運(yùn)動(dòng)明顯,并且肥料運(yùn)動(dòng)的滑移面幾乎平行于軸向方向,這種情況下會(huì)使垂直于軸向附加物料流減弱,對能量的消耗也會(huì)顯著降低;相反,當(dāng)這個(gè)系數(shù)較高時(shí),肥料運(yùn)動(dòng)的滑移面很陡，軸向運(yùn)動(dòng)顯著低于圓周運(yùn)動(dòng).這將導(dǎo)致軸向速度大幅度降低，消耗大量附加能量。因而，填充系數(shù)應(yīng)該取較小值,理論上一般取q<50%。3.4.6傾斜角度螺旋主動(dòng)排肥器的傾斜角度極大的影響著施肥過程中的生產(chǎn)率和螺旋施肥器的功率消耗，通常情況下它是以一個(gè)系數(shù)的形式來體現(xiàn)的。螺旋排肥器的傾斜角度增加，則螺旋主動(dòng)排肥器的排肥能力將顯著降低，同時(shí),螺旋排肥器布置時(shí)傾斜角度也會(huì)極大的影響肥料的輸出效果。同時(shí)填充系數(shù)也受到了傾斜角度的影響，可以查表獲得。如果一味的增加傾斜角度，則可以采用的填充數(shù)也就會(huì)變得更小，對各種肥料的輸送能力也就會(huì)更差，不是很合理劃算。因此,為了使施肥器工作在最高效最實(shí)用的工作環(huán)境中，最好可以將螺旋輸送機(jī)水平布置在整個(gè)機(jī)器上;若工藝需要采用用傾斜布置.為了提高輸送效率,傾斜角度也不宜太大,一般傾斜角度y=10-20'。若一級傾斜布置不能滿足要求,可采用多級傾斜布置,以減少損耗本機(jī)的傾斜角度選為0，即水平布置。3.4.7傳動(dòng)功率為了克服肥料排出過程中的各種阻力損耗的能量，需要合理安排布置螺旋施肥器的傳動(dòng)功率。主要包括幾個(gè)部分:(1)提供肥料在豎直方向做工所需消耗的能量;(2)提供肥料由于和機(jī)器內(nèi)表面等部位的摩擦力引起的能量消耗;(3)提供肥料由于內(nèi)部摩擦接觸相互做工而引起的的能量消耗;(4)提供肥料由于在軸承，密封裝置等處產(chǎn)生的摩擦力的功率消耗;(5)提供中間和末端的幾個(gè)軸承處的摩擦引起的能量消耗。本機(jī)的傳動(dòng)功率根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)以及鏈傳動(dòng)的功率確定，同時(shí)在鏈傳動(dòng)輸出端采用一個(gè)減速器，通過減速器將來自鏈傳動(dòng)的動(dòng)力傳遞給螺旋葉片軸，帶動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而有效穩(wěn)定的實(shí)現(xiàn)主動(dòng)排肥。4.4出肥口設(shè)計(jì)為了使肥料可以均勻地排出，不會(huì)發(fā)生堵塞，結(jié)塊或者出料不均勻的情況，應(yīng)該對出料口的位置，尺寸，角度，形狀進(jìn)行比較細(xì)致的設(shè)計(jì)，從而保證肥料灑出的均勻性。通過對整機(jī)的設(shè)計(jì)，可以確定出料口安裝在螺旋軸相反螺旋片中線位置向左右各250mm處，其中，出料口采用圓形管狀，安裝與下殼體與殼體圓滑過渡連接。出料口尺寸為直徑40mm,伸出殼體部分長為50mm，豎直布置在殼體上。5結(jié)論首先，豎直螺旋送料機(jī)本身就是一種連續(xù)穩(wěn)定的輸送原材料的機(jī)械設(shè)備,同時(shí)由于它在工作原理、性能特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)尺寸，輸送物料等一系列特性上各有各的不同.因此也是種類繁多，取用方便，適合多種機(jī)械設(shè)備。通過采用螺旋喂料機(jī)的原理來設(shè)計(jì)施肥裝置，很合理的運(yùn)用了它輸送肥料穩(wěn)定且均勻的特點(diǎn)，通過合理的確定螺旋主動(dòng)排肥器的各種基本參數(shù)，可以達(dá)到定量定時(shí)施肥得優(yōu)良效果，具有很高的研究價(jià)值。過開展可變速豎直螺桿主動(dòng)排肥器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，優(yōu)化匹配落肥口尺寸、位置、角度等技術(shù)參數(shù)，可以有效解決一壟雙行苗底精量施肥技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)肥料減施增效目的。同時(shí)針對起壟施肥時(shí)，由于有機(jī)肥顆粒大小不一，復(fù)合肥受潮后粘度大，容易出現(xiàn)輸肥管堵塞和出肥量不均等問題，可以結(jié)合其他技術(shù)進(jìn)行研制基于一壟雙行苗底精量施肥監(jiān)控系統(tǒng)。通過肥料箱肥量實(shí)時(shí)監(jiān)控與主動(dòng)排肥器豎直螺桿速度變化控制，解決精量可變施肥技術(shù)難題，對于當(dāng)代農(nóng)業(yè)耕作的需求有極大的幫助作用。同時(shí)，通過對以前的研究者的研究設(shè)計(jì)而進(jìn)行的學(xué)習(xí)研究我學(xué)習(xí)到了很多的東西，對各種施肥裝置的工作原理，性能參數(shù)等等都有了很深刻的了解，同時(shí)也對我國的農(nóng)業(yè)機(jī)械現(xiàn)代化的發(fā)展現(xiàn)狀有了極大的了解。根據(jù)當(dāng)前農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀可知，輕簡小巧并且集起壟、開溝、播種、排肥、蓋土以及壓土等程序于一體的農(nóng)業(yè)機(jī)械具有巨大的發(fā)展?jié)摿陀锰?，是值得研究和運(yùn)用得一項(xiàng)研究課題。參考文獻(xiàn)[1]孫鵬,孔皓,王源,夏敏,鄭美英,寧旺云.丘陵山