漿果采摘機(jī)的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

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1、漿果采摘機(jī)的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文 摘 要 現(xiàn)在農(nóng)業(yè)采摘已采用專業(yè)化、集約化和規(guī)模化采摘,農(nóng)業(yè)采摘機(jī)成為當(dāng)今世界最具活力的新興農(nóng)業(yè)機(jī)械之一和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械的亮點(diǎn)。結(jié)合我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際需要,針對(duì)漿果采摘機(jī)農(nóng)業(yè)機(jī)械市場(chǎng)的特點(diǎn),對(duì)漿果采摘機(jī)進(jìn)行了研究、開發(fā),設(shè)計(jì)研制出一種可自動(dòng)完成對(duì)漿果的采摘及收獲的機(jī)械。 課題從漿果采摘機(jī)原動(dòng)部分及傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)、工作部分的設(shè)計(jì)、液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等多方面詳細(xì)介紹了研究過(guò)程與方法,并給出了安裝及維護(hù)的注意事項(xiàng)。 本設(shè)計(jì)以拖拉機(jī)作為原動(dòng)機(jī),通過(guò)拖拉機(jī)的拖拽,實(shí)現(xiàn)了漿果采摘機(jī)的行駛功能,液壓馬達(dá)為動(dòng)

2、力源,采用四連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了采摘機(jī)的采摘功能。針對(duì)不同的農(nóng)業(yè)地況,車體設(shè)計(jì)成可升降的結(jié)構(gòu)。 關(guān)鍵詞: 漿果采摘機(jī);結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);理論計(jì)算 Abstract Now agricultural picking has adopted specialized, intensive and large-scale agriculture picking, picking machine becomes the world's most dynamic emerging agricultural machinery and modern agricultural machinery window. W

3、ith China's agricultural production actual need, according to berry picking machine agricultural machinery market characteristics, the berry picking machine undertook research, development, design and develop a automatic completion of the berry picking and harvesting machinery. The berry picking m

4、achine driving part and a transmission part of the design, part of the design work, the design of hydraulic system and other aspects detailed introduces the study process and method, and gives the installation and maintenance of the matters needing attention. The design of tractor as motive, the t

5、ractor drag, realizes the driving function of berry picking machine, hydraulic motor as a power source, four connecting rod mechanism is adopted to realize picking machine picking function. In view of the different agricultural condition, body is designed into a lifting structure. Keywords: B

6、erry picking machine; Structure design; Theoretical calculation 目 錄 摘 要 I Abstract II 第1章 緒論 1 1.1 選題的意義 1 1.2 采摘機(jī)概述 1 1.2.1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況 1 1.2.2 采摘機(jī)的簡(jiǎn)介 2 1.2.3 采摘機(jī)的主要用途和應(yīng)用領(lǐng)域 2 第2章 總體方案設(shè)計(jì) 4 2.1 總體方案確定 4 2.1.1 旋轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu) 4 2.1.2 擺動(dòng)式結(jié)構(gòu) 5 2.2 方案介紹及選擇 5 2.2.1 旋轉(zhuǎn)式采摘介紹 5 2.

7、2.2 擺動(dòng)式采摘介紹 5 2.2.3 采摘方案選擇 6 第3章 采摘機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算 7 3.1 參數(shù)初定 7 3.1.1 車體框架尺寸初定 7 3.1.2 接果板總長(zhǎng)初定 7 3.1.3 擺架機(jī)構(gòu)尺寸初定 7 3.2框架的材料選擇及重量計(jì)算 7 3.3傳輸帶鏈輪的設(shè)計(jì) 8 3.3.1 初選鏈輪齒數(shù) 8 3.3.2 確定計(jì)算功率 8 3.3.4 計(jì)算單排鏈所能傳遞的功率及鏈節(jié)距 8 3.3.5 確定鏈實(shí)際長(zhǎng)度及中心距 8 3.3.6 計(jì)算鏈速 9 3.3.7 計(jì)算作用在軸上的壓軸力 9 3.3.8 按靜強(qiáng)度校核鏈條 9

8、 3.3.9 潤(rùn)滑方式的選擇 10 3.3.10 鏈輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10 3.4 擺架的設(shè)計(jì) 10 3.5 軸的設(shè)計(jì)及計(jì)算 10 3.5.1 選定車輪軸徑 12 3.5.2 車輪軸的校核 14 3.5.3 液壓支柱支撐軸校核 16 3.6 軸承壽命計(jì)算 16 第4章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 4.1液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 18 4.2液壓系統(tǒng)的基本回路 18 4.3確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù) 20 4.3.1 初選工作壓力 20 4.3.2 計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 21 4.3.3 液壓缸工作流量的確定 22 4.3.4 確定液壓

9、缸的安裝方式 22 4.3.5 繪制液壓系統(tǒng)的工作原理圖 22 第5章 漿果采摘機(jī)的安裝與維護(hù) 25 5.1 安裝注意事項(xiàng) 25 5.2 維護(hù)中的注意事項(xiàng) 25 結(jié) 論 26 致 謝 27 參考文獻(xiàn) 28 CONTENTS Abstract I Chapter 1 Introduction ……………………………………………………………1 1.1 Significance of topics …………………………………………………………11.2 Picking machine overview…………………………………………………1 1.2.1

10、 The development status at home and abroad ……………………………1 1.2.2 Picking machine introduction ……………………………………………2 1.2.3 Picking machine mainly uses and Applications …………………………3 Chapter 2 Scheme design ……………………………………………………… 52.1 Scheme ……………………………………………………………………… 52.2 Comparison of the trin …………………

11、……………………………………72.3 The design features t …………………………………………………… 8 Chapter 3 Calculation of two-way conveyor belt design ………………………93.1 The primary parameters ………………………………………………………93.2 driven form… ………………………………………………………………… 93.3 Calculation of transmission capacity ………………………………………10 3.4 The choice

12、of conveyor belt …………………………………………………10 3.4.1 Checking with the intensity …………………………………………… 11 3.4.2 with the resistance calculation ………………………………………… 12 3.4.3 Belt tension calculation …………………………………………………133.5 Calculation of traction and motor power ……………………………………16 Chapter 4 Design of the

13、main components ……………………………………174.1 The choice of motor and reducer ……………………………………………17 4.1.1 Motor Selection ………………………………………………………17 4.1.2 Selection reducer ………………………………………………………174.2 Selection and calculation of roller ……………………………………………18 4.2.1 choice of roll diameter …………………………………………………18 4.2

14、.2 roller spacing ……………………………………………………………19 4.2.3 Calculation and check of roller …………………………………………194.3 The choice of drum ………………………………………………………… 19 4.3.1 Checking the diameter of roll ……………………………………………20 4.3.2 Selection drum auxiliary board …………………………………………21 4.4 Design of roller shaft ………

15、………………………………………………21 4.5 tensioning device ……………………………………………………………22 4.6 cleaning device ………………………………………………………………22 4.7 Brake ………………………………………………………………………22 4.8 installed, uninstall the device structure design ………………………………22 4.9 Selection of Protectors ………………………………………………………24 4.9.1

16、 speed protection device …………………………………………………24 4.9.2 Deviation protection ……………………………………………………24 Chapter 5 Installation and maintenance of transport …………………………25 Conclusion …………………………………………………………………… 26 Thanks ………………………………………………………………………… 27 References ……………………………………………………………………… 28 第1章 緒

17、論 1.1 選題的意義 藍(lán)莓具有“世界水果之王”和“黃金水果”的美譽(yù),由于其保健作用和經(jīng)濟(jì)、藥用價(jià)值,藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)鏈必然成為我國(guó)林業(yè)經(jīng)濟(jì)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。本研究欲引進(jìn)美國(guó)藍(lán)莓自動(dòng)采摘技術(shù),填補(bǔ)我國(guó)在小漿果采摘機(jī)械方面的空白,促進(jìn)林業(yè)科技進(jìn)步,同時(shí)也為高附加值的林特產(chǎn)品的種植和推廣提供設(shè)備支持,解決由于人工采摘效率低造成的阻礙藍(lán)莓種植面積擴(kuò)大的問(wèn)題,也解決了人工野蠻采摘對(duì)母枝破壞影響來(lái)年產(chǎn)量的問(wèn)題,促進(jìn)林業(yè)生態(tài)建設(shè)和產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,促進(jìn)林業(yè)從業(yè)者收入提高及人民生活品質(zhì)的提高。 目前國(guó)內(nèi)藍(lán)莓采摘完全是人力手工方式采摘,采摘速度慢,一個(gè)熟練的采摘工人一天采摘數(shù)量不超過(guò)20斤。部分地區(qū)使用鐵絲

18、彎成叉形的簡(jiǎn)單工具,損失率大果實(shí)掉落和損壞,采摘費(fèi)用占藍(lán)莓制品總成本的比例約為33%~70%。人工采摘還有一個(gè)不容忽視的問(wèn)題是野蠻采摘,追求采摘效率的結(jié)果經(jīng)常是造成果樹的破壞,影響來(lái)年的產(chǎn)量。 藍(lán)莓采摘作業(yè)的季節(jié)性強(qiáng),成熟期只有50余天,勞動(dòng)強(qiáng)度大,不及時(shí)采摘成熟果實(shí)就會(huì)掉落,造成損失。因此在藍(lán)莓果實(shí)成熟時(shí)期要投用大量的人力進(jìn)行藍(lán)莓果實(shí)采摘。 因此實(shí)現(xiàn)藍(lán)莓收獲的機(jī)械化變得越來(lái)越迫切。 結(jié)合上述思路設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)出一款采摘機(jī)。采摘機(jī)前部安有采摘機(jī)構(gòu),采摘機(jī)構(gòu)擺動(dòng)后,通過(guò)桿件對(duì)植株的擊打使成熟漿果脫離植株,并通過(guò)摘果板將果實(shí)輸送到摘果板兩側(cè)的漿果傳送帶上,在輸送帶的輸送下,將藍(lán)莓運(yùn)動(dòng)到收集筐里。由于桿

19、件在擊落果實(shí)的過(guò)程中,勢(shì)必要破壞母枝,因此本研究在最大程度提高效率的基礎(chǔ)上,設(shè)法使藍(lán)莓母枝的破壞降低到最少而不影響到來(lái)年產(chǎn)量,選出一種對(duì)藍(lán)莓果及其母枝破壞小的一種材料。同時(shí)要考慮作業(yè)環(huán)境,設(shè)法簡(jiǎn)化傳動(dòng)結(jié)構(gòu),最大程度上減輕采摘機(jī)重量。 1.2 采摘機(jī)概述 1.2.1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況 根據(jù)大量文獻(xiàn)資料表明,目前在國(guó)內(nèi),有關(guān)藍(lán)莓引種栽培的報(bào)道很多,許多科研院所成功引進(jìn)多種藍(lán)莓進(jìn)行人工栽培獲得成功,并以此建立了眾多的藍(lán)莓種植基地,開始大面積種植藍(lán)莓。然而,針對(duì)藍(lán)莓果實(shí)采摘機(jī)械的科研樣機(jī)尚無(wú)報(bào)道。本課題組我課題組承擔(dān)了2項(xiàng)藍(lán)莓采摘機(jī)器人的研究課題,開展了藍(lán)莓采摘機(jī)器人的研究,在識(shí)別和定位

20、、非接觸采摘等方面做了一些研究工作,在國(guó)內(nèi)外發(fā)表了幾篇學(xué)術(shù)論文,但仍停留在理論層面。機(jī)器人采摘成本高,單個(gè)果實(shí)的方式采摘效率也并不比人工采摘有明顯的優(yōu)勢(shì)。我課題組受黑龍江省林業(yè)廳委托的漿果采摘機(jī)研制,模仿人工采摘的梳摟方式,采摘方式稍顯粗暴,還不能很好用于實(shí)際生產(chǎn)中。總之,國(guó)內(nèi)對(duì)于藍(lán)莓采摘技術(shù)的研究與開發(fā)并沒(méi)有引起足夠的重視[1]。 藍(lán)莓采摘是藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)鏈的瓶頸,藍(lán)莓采摘從人工方式向機(jī)械化方式轉(zhuǎn)變已經(jīng)勢(shì)在必行。美國(guó)是國(guó)際上最早研究開發(fā)藍(lán)莓采摘機(jī)的國(guó)家,近幾十年來(lái),美國(guó)在藍(lán)莓采摘技術(shù)上投入了大量的人力和物力,已經(jīng)基本完成了該項(xiàng)技術(shù)的研究開發(fā)工作,在九十年代就已經(jīng)開始投入使用,目前產(chǎn)品擯棄了

21、前期的種種不足,逐步走向成熟,開始批量生產(chǎn)。而在國(guó)內(nèi)既沒(méi)有這方面的研究,也沒(méi)有這種設(shè)備。 在我國(guó),其他采摘收獲機(jī)械有一定的研究,如東北林業(yè)大學(xué)的陸懷民研制了林木球果采摘機(jī)器人,主要由5自由度機(jī)械手、行走機(jī)構(gòu)、液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。采摘時(shí),機(jī)器人停在距離果樹2~4m處,采摘手爪沿著樹枝生長(zhǎng)方向靠近,然后,采摘手爪的梳齒夾攏果枝,大小臂帶動(dòng)采摘手爪按原路返回,梳下樹枝上果實(shí),完成一次采摘。中國(guó)計(jì)量學(xué)院、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、吉林大學(xué)等單位對(duì)蘋果、草莓等水果采摘機(jī)器人進(jìn)行了研究。但是小漿果的采摘與這些果實(shí)地采摘有很大地差異,這些采摘都是單個(gè)進(jìn)行的,藍(lán)莓采摘由于果實(shí)小而軟,識(shí)別和定位及采摘較其他

22、水果難,且容易破損,采摘原理本質(zhì)不同。 1.2.2 采摘機(jī)的簡(jiǎn)介 采摘機(jī)結(jié)構(gòu)為小車型,工作時(shí)由拖拉機(jī)牽引,“騎著”藍(lán)莓叢縱向行駛。采摘機(jī)前部安采摘機(jī)構(gòu),采摘桿件擺動(dòng)后,會(huì)震動(dòng)藍(lán)莓枝干,進(jìn)而將成熟藍(lán)莓擊落到采摘板上,采摘板兩側(cè)有傳送帶,采摘板會(huì)將藍(lán)莓果刮落到傳送帶上,在輸送帶的輸送下,將藍(lán)莓輸送到收集筐里。為了減少對(duì)藍(lán)莓果的傷害,采摘機(jī)構(gòu)的擺動(dòng)桿件采用橡膠材質(zhì)。采摘機(jī)構(gòu)和輸送帶的動(dòng)力源是由拖拉機(jī)帶動(dòng)的液壓馬達(dá)組成。 1.2.3 采摘機(jī)的主要用途和應(yīng)用領(lǐng)域 該作品生產(chǎn)成本較低且采摘效率高,可以廣泛應(yīng)用于各種復(fù)雜地形的矮叢藍(lán)莓采摘。同時(shí)該采摘機(jī)也可應(yīng)用于其他小漿果的采摘,如黑

23、豆果(黑加侖)、藍(lán)靛果、五味子、樹莓等高附加值珍稀林特水果的采摘,適用性廣,適應(yīng)性強(qiáng)。 在我國(guó),隨著人們對(duì)藍(lán)莓的大量需求,對(duì)于藍(lán)莓的引種栽植、商品化種植、大面積栽培才剛剛開始,在國(guó)內(nèi)市場(chǎng),藍(lán)莓一直處于供不應(yīng)求的狀態(tài)。就我省而言,黑龍江省政府已下發(fā)了《黑龍江省藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,目標(biāo)就是要將黑龍江建設(shè)成全國(guó)乃至世界著名的藍(lán)莓生產(chǎn)和加工基地。 據(jù)統(tǒng)計(jì),我省大小興安嶺地區(qū)蘊(yùn)藏野生藍(lán)莓面積約245萬(wàn)畝,產(chǎn)量達(dá)27萬(wàn)噸,分別占全國(guó)和世界野生藍(lán)莓總儲(chǔ)量的90%、30%。從2009開始,大興安嶺的加格達(dá)奇還組織每年一次的中國(guó)國(guó)際藍(lán)莓節(jié)。這些勢(shì)必帶來(lái)藍(lán)莓更大的市場(chǎng)需求空間,所以擴(kuò)大藍(lán)莓種植面積是一種必然趨勢(shì),

24、隨之而來(lái)的藍(lán)莓采摘機(jī)械將會(huì)更多的被推廣使用,而對(duì)于自行式式藍(lán)莓采摘機(jī)將會(huì)有廣闊的市場(chǎng)空間,帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。 第2章 總體方案設(shè)計(jì) 采摘機(jī)的整體結(jié)構(gòu)主要包括: 1. 動(dòng)力系統(tǒng) 2. 整體框架 3. 采摘機(jī)構(gòu) 4. 漿果傳送機(jī)構(gòu) 動(dòng)力系統(tǒng)選用液壓馬達(dá)和液壓缸作為動(dòng)力源。整體框架選用矩形方鋼焊接構(gòu)成。采摘機(jī)構(gòu)由接果板和搖桿機(jī)構(gòu)組成。漿果傳送機(jī)構(gòu)選用兩個(gè)傳輸帶完成傳遞。 2.1 總體方案確定 采摘機(jī)的主要采摘機(jī)構(gòu)由接果板和擺架組成,接果板作用主要是將掉落的漿果分送到兩側(cè)的傳輸帶上,而擺架是主要采摘部件。設(shè)計(jì)方案主要對(duì)擺架結(jié)構(gòu)進(jìn)行選擇。 2.1.1 旋

25、轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu) 旋轉(zhuǎn)式采摘機(jī)構(gòu)是由馬達(dá)帶動(dòng)兩側(cè)擺桿旋轉(zhuǎn),對(duì)植株進(jìn)行打擊,使?jié){果掉落達(dá)到采摘的效果。旋轉(zhuǎn)式采摘機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2-1所示: 圖2-1 旋轉(zhuǎn)式采摘機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 圖2.1中O處為液壓馬達(dá)帶動(dòng)的圓盤通過(guò)皮帶傳動(dòng)分別帶動(dòng)A?B兩處圓盤轉(zhuǎn)動(dòng),A?B兩處圓盤上分別均勻的分布采摘桿頭。 2.1.2 擺動(dòng)式結(jié)構(gòu) 擺動(dòng)式采摘機(jī)構(gòu)是由液壓馬達(dá)帶動(dòng)兩側(cè)擺桿進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng),對(duì)植株進(jìn)行打擊,使?jié){果掉落達(dá)到采摘效果。擺動(dòng)式采摘機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2-2所示: 圖2-2 擺動(dòng)式采摘機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 此結(jié)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu),O處為液壓馬達(dá)帶動(dòng)的圓盤,OA為曲柄帶動(dòng)DF搖桿做往復(fù)的擺動(dòng)。左右兩搖桿的頂端采

26、用柔韌的橡膠材料。 2.2 總體方案介紹及選擇 2.2.1旋轉(zhuǎn)式采摘介紹 旋轉(zhuǎn)式采摘機(jī)是較新的藍(lán)莓采摘機(jī)產(chǎn)品,具有自走式大幅U形框架,可以跨越一個(gè)藍(lán)莓灌木行,車體行走速度、車身高度和收獲采摘頭都由操作人員來(lái)控制,采摘機(jī)操作人員利用液壓傳動(dòng)裝置使得藍(lán)莓采摘機(jī)有著廣泛的地面行走速度。U形框架車身,其高度可調(diào)節(jié),以適應(yīng)不同高度的藍(lán)莓灌木叢。 旋轉(zhuǎn)式藍(lán)莓采摘機(jī)采用旋轉(zhuǎn)式采摘頭、履帶式果實(shí)傳輸、噴氣式果實(shí)凈化。旋轉(zhuǎn)式采摘頭包含288個(gè)尼龍手指,當(dāng)旋轉(zhuǎn)采摘頭旋轉(zhuǎn)時(shí),采摘手指邊振動(dòng)邊象木梳一樣穿過(guò)藍(lán)莓灌木叢,使得成熟的藍(lán)莓果實(shí)在振動(dòng)的條件下被采摘下來(lái),這種采摘頭具有采摘效果好、采摘速度

27、快,但對(duì)植株損傷大的特點(diǎn)。 2.2.2擺動(dòng)式采摘介紹 除了轉(zhuǎn)動(dòng)式采摘機(jī)構(gòu),藍(lán)莓采摘機(jī)還有采用擺動(dòng)式采摘手臂。這種方式的藍(lán)莓采摘機(jī)適合于采摘藍(lán)莓灌木叢比較稀疏以及搭架架起的植被。擺動(dòng)式采摘手在搖擺手指的過(guò)程中,通過(guò)擠壓及振動(dòng)把成熟的果實(shí)采摘下來(lái)。前后的擺動(dòng)使采摘植被形成波浪一樣的振動(dòng)。針對(duì)不同的藍(lán)莓灌木叢,可以選用不同的擺動(dòng)手指,以取得更好的采摘效果。采摘手的擺動(dòng)速度是完全可調(diào)節(jié)的。這種采摘結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易、經(jīng)濟(jì)性高,且對(duì)植株損傷較小等特點(diǎn)。 2.2.3 采摘方案選擇 在經(jīng)濟(jì)性、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易程度、對(duì)植株傷害大小以及操作控制等多方面考慮,本次設(shè)計(jì)選用擺動(dòng)式采摘機(jī)構(gòu)。采摘機(jī)構(gòu)由往復(fù)運(yùn)

28、動(dòng)的柔韌材料桿件,以及摘果板構(gòu)成。通過(guò)桿件對(duì)植株的擊打使成熟漿果脫離植株,并通過(guò)摘果板將果實(shí)輸送到摘果板兩側(cè)的漿果傳送帶上,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)漿果的采摘。 第3章 采摘機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算 3.1 參數(shù)初定 3.1.1 車體框架尺寸初定: 初定車體長(zhǎng)1500mm;車體寬1300mm;車體高1800mm。 3.1.2 接果板總長(zhǎng)初定: 接果板長(zhǎng)度初定1450mm. 3.1.3 擺架機(jī)構(gòu)尺寸初定: 擺桿長(zhǎng)度1000mm;初定擺桿擺角30° 因?yàn)樵O(shè)計(jì)時(shí)未知量較多,故對(duì)重要參數(shù)進(jìn)行初選,在以后章節(jié)中有校核或選擇說(shuō)明。 3.2 框架的材料選擇及重量計(jì)算 車體框

29、架材料選擇Q235矩形鋼管,如圖3-1: 圖3-1 矩形鋼示意圖 圖中尺寸:100mm;50mm;3mm;7mm; 矩形鋼的理論重量6.69kg/m。 估算車體框架總重量; 車體框架鏈接方式選用焊接方式。 3.3 傳輸帶鏈輪的設(shè)計(jì) 初選傳輸帶鏈輪直徑D80mm,則車輪的轉(zhuǎn)速應(yīng)為 由于電機(jī)轉(zhuǎn)速和車輪轉(zhuǎn)速幾乎相同,故傳動(dòng)比為1。 3.3.1 初選鏈輪齒數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6-6查得,則從動(dòng)鏈輪齒數(shù) 3.3.2確定計(jì)算功率 由于載荷比較平穩(wěn),由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查表6-3得工況系數(shù)1.0,因此0.75kw 初定中心距,確定鏈條鏈節(jié)數(shù)Lp:

30、 初定中心距,則鏈節(jié)數(shù) 取Lp 42 3.3.4 計(jì)算單排鏈所能傳遞的功率及鏈節(jié)距P 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6-5查得小鏈輪齒數(shù)系數(shù)Kz1.0,選擇單排鏈,由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6-4查得多排鏈系數(shù)Kp1.0 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖6.14查得長(zhǎng)度系數(shù)0.98故所需傳遞的功率為 根據(jù)額定功率和轉(zhuǎn)速查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖6.13選擇滾子鏈的型號(hào)為12A,由表6-1查得鏈節(jié)距P19.05mm 鏈標(biāo)記為:12A?62GB/T1243-1997 3.3.5 確定鏈實(shí)際長(zhǎng)度 L及中心距 LLp×P/100042×19.05/10000.8mm

31、3.3.6 計(jì)算鏈速 3.3.7 計(jì)算作用在軸上的壓軸力Q 圓周力F1000/V(1000×0.75)/0.116818N 按平均布置查《機(jī)械設(shè)計(jì)》取壓軸力系數(shù) 有 3.3.8按靜強(qiáng)度校核鏈條 由于鏈條處于低速重載傳動(dòng)中,其靜強(qiáng)度占主要地位。 由參考文獻(xiàn)[5]知,鏈條靜強(qiáng)度計(jì)算式: 3-1 式中 ??靜強(qiáng)度安全系數(shù); ??工況系數(shù),查表12-2-3取; ??鏈條極限拉伸載荷,31.1kN; ??有效圓周力,; ??離心力引起的力,,其中為鏈條質(zhì)量,可由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表12-2-9查得:

32、q1.50kg/m;時(shí),可以忽略。 ??懸垂力,,其中為系數(shù),由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》查圖12-2-3得:,為中心距,,為兩輪中心線對(duì)水平面的傾角,,則 ; ??許用安全系數(shù),。 代入數(shù)據(jù)得: 符合強(qiáng)度要求。 3.3.9 潤(rùn)滑方式的選擇 根據(jù)鏈速v0.11m/s和鏈節(jié)距P19.05mm,按圖6.16查得潤(rùn)滑方式為人工定期潤(rùn)滑。 3.3.10 鏈輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 鏈輪的結(jié)構(gòu)選為整體式,材料為45鋼,熱處理為淬火、回火,齒面硬度40~50HRC。由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表14.2-19查得主要結(jié)構(gòu)尺寸如下圖: 圖3-2 鏈輪結(jié)構(gòu)圖 3.4擺架的設(shè)計(jì)

33、 擺架結(jié)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu),液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)盤為轉(zhuǎn)動(dòng)件,帶動(dòng)擺桿作往復(fù)的擺動(dòng)。 最簡(jiǎn)單的平面連桿機(jī)構(gòu)由四個(gè)構(gòu)件組成,稱為平面四桿機(jī)構(gòu)。它的應(yīng)用十分廣泛,而且是組成多桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ) [2]。 圖3-3 平面四桿機(jī)構(gòu)的分類圖[3] 經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算擺架的結(jié)構(gòu)如圖3-4所示,擺桿長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為1000mm,擺桿通過(guò)軸承座與車體相連接,兩擺桿由長(zhǎng)800mm的桿相連,使三桿之間可以有相對(duì)運(yùn)動(dòng),左邊擺桿通過(guò)長(zhǎng)430mm桿與液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)盤相連。 液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速為,擺桿的擺角°擺桿的擺動(dòng)頻率為。 圖3-4 擺架的平面簡(jiǎn)圖 3.5 軸的設(shè)計(jì)及計(jì)算 3.5.1 選定車輪軸徑 軸的材料選

34、擇45?調(diào)質(zhì),其主要的力學(xué)性能如下: 材料牌號(hào):45 熱處理:調(diào)質(zhì) 毛坯直徑(mm):≤60 硬度(HBS):217~255 抗拉強(qiáng)度/MPa:≥650 屈服點(diǎn)/MPa:≥360 彎曲疲勞極限/MPa:≥270 扭轉(zhuǎn)疲勞極限/MPa:≥155 許用靜應(yīng)力/MPa:260 許用疲勞應(yīng)力/MPa:180~270 備注:應(yīng)用最廣泛 初算軸徑 3-2 式中 ??軸傳遞的功率,; ??軸的轉(zhuǎn)速,; ??與軸的材料及相應(yīng)的值有關(guān)的系數(shù)。查文獻(xiàn)[4]表15-

35、3得118。 將上述數(shù)據(jù)代入公式3-5得 確定車輪軸的直徑和長(zhǎng)度如圖3-5: 1段: ,; 2段: ,; 3段: ,; 4段: ,; 圖3-5 車輪軸 確定液壓支柱支撐軸的直徑和長(zhǎng)度如圖3-6: 1段: ,; 2段: ,; 3段: ,; 4段: ,; 圖3-6 液壓支柱支撐軸 3.5.2 車輪軸的校核 這種校核計(jì)算的實(shí)質(zhì)在于確定變應(yīng)力情況下軸的安全程度。在已知軸的外形、尺寸及載荷的基礎(chǔ)上,既可通過(guò)分析確定出一個(gè)或幾個(gè)危險(xiǎn)截面(這時(shí)不僅要考慮彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的大小,而且還要考慮應(yīng)力集中和絕對(duì)尺寸等因素影

36、響的程度),按式求出計(jì)算安全系數(shù)并使其稍大于或至少等于設(shè)計(jì)安全系數(shù)S,既 3-3 僅有法向應(yīng)力時(shí),應(yīng)滿足 3-4 僅有扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力時(shí),應(yīng)滿足 3-5 式中 ??按疲勞強(qiáng)度計(jì)算的許用安全系數(shù); ??對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力下的材料彎曲疲勞極限,; ??對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力下的材料扭轉(zhuǎn)疲勞極限,; 、??彎曲和扭轉(zhuǎn)時(shí)的有效應(yīng)力集中系數(shù); 、??材料拉伸和扭轉(zhuǎn)的平均應(yīng)力折算系數(shù); 、??彎曲應(yīng)力的應(yīng)力幅和平均應(yīng)力,; 、??扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的應(yīng)力幅和平均應(yīng)力,; 表3-1 應(yīng)力特性表 循環(huán)特性 應(yīng)力名稱 彎 曲 應(yīng) 力 扭 轉(zhuǎn) 應(yīng) 力 對(duì)稱

37、循環(huán) 應(yīng) 力 幅 平均應(yīng)力 脈沖循環(huán) 應(yīng) 力 幅 平均應(yīng)力 說(shuō) 明 M、T軸危險(xiǎn)截面上的彎矩和扭矩,Nm 、軸危險(xiǎn)截面的抗彎和抗扭截面系數(shù), Nm N N Nm 查表可得 滿足疲勞強(qiáng)度要求。 3.5.3 液壓支柱支撐軸校核 由于液壓支柱支撐軸所受扭矩特別小,所以按只考慮彎矩作用情況計(jì)算。Nm 查表可得 滿足疲勞強(qiáng)度要求。 3.6軸承壽命計(jì)算 輸入端軸承壽命計(jì)算 根據(jù)文獻(xiàn)[3]表13-3,取軸承的預(yù)期工作壽命 軸承所受徑向力 3-

38、6 由于軸承只受徑向力,所以當(dāng)量動(dòng)載荷 基本額定動(dòng)載荷c 3-6 根據(jù)輸入端內(nèi)徑和基本額定動(dòng)載荷選擇軸承類型 軸承的基本額定壽命 若,則軸承滿足要求。 表3-2 軸承參數(shù)表 參數(shù)/型號(hào) NJ2217E NJ2215E NJ2220E 22220C NJ2232E 2321 2611 21348 22177 57662 10/3 10/3 10/3 10/3 10/3 C 16044 15031 25211 23180 43109 第4章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4.1 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 在液壓傳動(dòng)與控制的機(jī)械設(shè)備或裝備

39、中,其液壓系統(tǒng)使用具有連續(xù)流動(dòng)性的液壓油等工作介質(zhì),通過(guò)液壓泵將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能,經(jīng)過(guò)壓力、流量、方向等各種控制閥,送至執(zhí)行器液壓缸、液壓馬達(dá)或擺動(dòng)液壓馬達(dá)中,轉(zhuǎn)換為機(jī)械能去驅(qū)動(dòng)負(fù)載這樣的液壓系統(tǒng)一般都是由動(dòng)力源、控制閥、執(zhí)行器、液壓附件及液壓工作介質(zhì)等部分所組成。 漿果采摘機(jī)采用液壓元件作為動(dòng)力輸出,所以液壓系統(tǒng)是溫室采摘車的一個(gè)重要組成部分,液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要同整機(jī)的總體設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行。著手設(shè)計(jì)時(shí),必須從實(shí)際出發(fā),有機(jī)地結(jié)合傳動(dòng)形式,充分發(fā)揮液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn),力求設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、成本低、效率高、操作簡(jiǎn)單、維修方便的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。 4.2 液壓系統(tǒng)的基本回路

40、 由于液壓傳動(dòng)體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊,能無(wú)級(jí)調(diào)速,操縱簡(jiǎn)便,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)工作可靠等優(yōu)點(diǎn),近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外各種類型的起重機(jī)上已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。雖然本課題所要設(shè)計(jì)的漿果采摘機(jī)與起重機(jī)有些差別,但是根據(jù)現(xiàn)有的起重機(jī)的液壓系統(tǒng)的成熟的經(jīng)驗(yàn),我們可以加以借鑒,以下是關(guān)于液壓系統(tǒng)的基本回路的分析性介紹。 一個(gè)復(fù)雜的液壓系統(tǒng)仍然是由一些基本回路所組成,液壓回路要使用液壓泵、液壓缸或液壓馬達(dá)、液壓閥、管路、油箱等各種液壓元件,顯然,液壓回路的功能和性能將直接取決于液壓元件的安排連接或組合方式。通常將能夠?qū)崿F(xiàn)某種特定功能的液壓元件的組合,成為液壓基本功能回路,簡(jiǎn)稱液壓基本回路。毋庸置疑,了解和掌握現(xiàn)有

41、液壓基本回路的構(gòu)成、特點(diǎn)及工作原理,是液壓系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。 調(diào)壓回路,調(diào)壓回路的作用是限定系統(tǒng)的最高壓力,防止系統(tǒng)的工作超載。如圖4-1所示為起重機(jī)主油路調(diào)壓回路,它是用溢流閥來(lái)調(diào)整壓力的,由于系統(tǒng)壓力在油泵的出口處較高,所以溢流閥設(shè)在油泵出油口側(cè)的旁通郵路上,油泵排出的油液到達(dá)A點(diǎn)后,一路去系統(tǒng),一路去溢流閥,這兩路是并聯(lián)的,當(dāng)系統(tǒng)的負(fù)載增大油壓升高并超過(guò)溢流閥的調(diào)定壓力時(shí),溢流閥開啟回油,知道油壓下降到調(diào)定值為止。該回路對(duì)整個(gè)系統(tǒng)起保護(hù)作用。 卸荷回路,當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)不工作時(shí),應(yīng)是油泵輸出的油液在極低的壓力下流回油箱,減少功率消耗,油泵的這種工況稱為卸荷。卸荷的方法很多,

42、起重機(jī)上多用換向閥卸荷,如圖4-2所示為利用滑閥機(jī)能的卸荷回路,當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)不工作是三位四通換向閥閥芯處于中間位置,這時(shí)進(jìn)油口P與回路扣O相通,油液流回油箱卸荷,圖中M、H、K型滑閥機(jī)都能實(shí)現(xiàn)卸荷。 限速回路,限速回路也稱平衡回路,起重機(jī)的起升馬達(dá)、變幅油缸在下降過(guò)程中,由于卸荷與自重重力的作用,有產(chǎn)生超速的趨勢(shì),運(yùn)用限速回路可可靠的控制其下降速度。如圖4-3所示常見的限速回路。 當(dāng)?shù)蹉^起升時(shí),壓力油經(jīng)右側(cè)平衡閥的單向閥通過(guò),油路通暢,當(dāng)?shù)蹉^下降時(shí),左側(cè)通油,但右側(cè)平衡閥回油通路封閉,馬達(dá)不能轉(zhuǎn)動(dòng),只有當(dāng)左側(cè)進(jìn)油壓力達(dá)到開啟壓力,通過(guò)控制油路打開平衡閥形成回油通路,馬達(dá)才能轉(zhuǎn)動(dòng)使

43、重物下降,如在重力作用下馬達(dá)發(fā)生超速運(yùn)轉(zhuǎn),則造成進(jìn)油路供油不足,油壓降低,使平衡閥芯開口關(guān)小,回油阻力增大,從而限定重物下降的速度。 圖4-1 液壓回路圖4-2 卸荷回路 圖4-3 限速回路 鎖緊回路,又稱位置保持回路,其功能是液壓執(zhí)行器能在不工作時(shí)切斷其進(jìn)出油液通道,確切地保持在既定位置上,而不會(huì)因外力而移動(dòng)。起重機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)經(jīng)常需要在某個(gè)位置保持不動(dòng),如支腿變幅與伸縮油缸等,這樣必須把執(zhí)行元件的進(jìn)口油路可靠地鎖緊,否則便會(huì)發(fā)生“墜臂”或“軟腿”危險(xiǎn)。在起重機(jī)的鎖緊回路中除用平衡閥鎖緊外,還用液控單向閥鎖緊。 漿果采摘機(jī)的液壓系統(tǒng)將根據(jù)具體的功能要求選擇上述液壓

44、基本回路繪制液壓系統(tǒng)原理圖。 4.3確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù) 根據(jù)對(duì)采摘機(jī)升降系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)力學(xué)分析,可以看出液壓執(zhí)行元件在工作過(guò)程中載荷變化情況,為確定系統(tǒng)及各執(zhí)行元件的參數(shù)提供依據(jù)。液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)是壓力和流量,它們是設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng),選擇液壓元件的主要依據(jù)。壓力決定于外載荷,流量決定于液壓執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度和結(jié)構(gòu)尺寸。 4.3.1 初選工作壓力 壓力的選擇要根據(jù)載荷大小和設(shè)備類型而定。還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間、經(jīng)濟(jì)條件及元件供應(yīng)情況等的限制。在載荷一定的情況下,工作壓力低,勢(shì)必要加大執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)尺寸,對(duì)某些設(shè)備來(lái)說(shuō),尺寸要受到限制,從材料消耗角度看也不經(jīng)濟(jì);反之,壓力選得太高

45、,對(duì)泵、缸、閥等元件的材質(zhì)、密封、制造精度也要求很高,必然提高設(shè)備成本。具體選擇見表4-1和表4-2。 表4-1 按卸荷選擇工作壓力載荷/KN <5 5~10 1~20 20~30 30~50 >50 工作壓力/MPa <0.8~1 1.5~2 2.5~3 3~4 4~5 ≥5~7 表4-2 各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力機(jī)械類型 機(jī)床 農(nóng)業(yè)機(jī)械,小型工程機(jī)械,建筑機(jī)械,液壓鑿巖機(jī) 液壓機(jī),重型機(jī)械,起重運(yùn)輸機(jī)械 磨床 組合機(jī)床 龍門刨床拉床 工作壓力/MPa 0.8~23~52~8 8~1010~1820~32 根據(jù)力學(xué)分析,計(jì)算出油缸在

46、初始起升位置處的所需推力最大,并且為了安全可靠,將推力放大為Tl5KN來(lái)進(jìn)行相關(guān)選型計(jì)算。所以根據(jù)表4-1所示,載荷為15KN時(shí),系統(tǒng)的工作壓力不需要很大,但如果完全按照表4-1來(lái)選取液壓系統(tǒng)的工作壓力,則必然造成執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)尺寸過(guò)大,不適應(yīng)漿果采摘機(jī)的實(shí)際使用空間。另外根據(jù)表4-2可以知道農(nóng)業(yè)機(jī)械,小型工程機(jī)械的工作壓力在10-l8MPa之間所以先初選系統(tǒng)的工作壓力為p 10MPa。 4.3.2 計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 漿果采摘機(jī)的車體升降液壓系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是由油缸完成的,油缸舉升,使其變幅,到達(dá)舉升的目的。根據(jù)客戶的使用要求,為了降低成本,現(xiàn)用升降平臺(tái)上常見的單作用式活塞缸又稱

47、為柱塞缸作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)。單作用式活塞缸只利用液壓力推動(dòng)活塞向著一個(gè)方向運(yùn)動(dòng),而反向運(yùn)動(dòng)則依靠重力或彈簧力等實(shí)現(xiàn)。在本課題的液壓系統(tǒng)中,車體的上升依靠單作用活塞缸的油缸推力,工作平臺(tái)的下降則利用載荷的重力實(shí)現(xiàn)。 根據(jù)上章計(jì)算液壓缸的最大推力,知道了在車體初始起升時(shí),油缸需要的推力最大,此時(shí)的活塞桿所需要承受的外部載荷也是最大。 1. 液壓缸內(nèi)徑D的計(jì)算 設(shè)為液壓缸進(jìn)油口處的工作壓力,為液壓缸進(jìn)油口處受壓面積,且: 4-1 式中??液壓缸內(nèi)徑,也為活塞直徑 設(shè)為液壓缸工作效率,當(dāng)活基桿向外仲出時(shí),液壓缸提供的推力為: 4-2 根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研,實(shí)際工作中液壓缸的工作效率, 因

48、為工作條件不算惡劣,所以選擇液壓缸的工作效率。又由之前的計(jì)算得知液壓缸的最大舉升力KN,10MPa,將數(shù)值代入式 4-1、式 4-2, 則得到液壓缸內(nèi)徑50.5mm。 液壓缸直徑D按國(guó)際規(guī)定的液壓缸的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行圓整,如與標(biāo)準(zhǔn)液壓缸參數(shù)接近,最好選用標(biāo)準(zhǔn)液壓缸,免于自行設(shè)計(jì)加工。經(jīng)查表可得,50mm, 為了避免泄漏,柱塞直徑 活塞桿直徑也為50mm。 2. 液壓缸長(zhǎng)度的計(jì)算 由前面對(duì)液壓系統(tǒng)的詳細(xì)分析得知,車體升降機(jī)構(gòu)在最低位置時(shí)油缸處于為未工作狀態(tài),其中車輪支架與水平方向的夾角為8°。當(dāng)車體升降機(jī)構(gòu)在最高位置時(shí)油缸處于為極限工作狀態(tài),其中車輪支架與水平方向的夾角為40。由

49、裝配圖中通過(guò)作圖法可以量得,當(dāng)油缸處于為未工作狀態(tài)時(shí),油缸長(zhǎng)度為: 808mm 當(dāng)油缸處于極限工作狀態(tài)時(shí),油缸長(zhǎng)度為: 953mm 所以,液壓缸的行程是: 145mm 4.3.3 液壓缸工作流量的確定 計(jì)算液壓缸工作需的流量出以下公式計(jì)算可得 4-3 式中??液壓缸行程(dm); ??柱塞直徑(dm); ??柱塞全伸出所規(guī)定的時(shí)間(min); ??額定流量(L/min); 考慮到車體上升的平穩(wěn)性,選取車體上升1米所需要的時(shí)間為15秒,則平臺(tái)上升速度為66.7mm/s,。所以根據(jù)柱塞直徑50mm, 柱塞完全伸出所規(guī)定的時(shí)間為305, 液壓缸行程

50、145mm。將數(shù)據(jù)代入公式 4-3, 求得液壓缸所需的額定工作流量為: 0.57(L/min) 4.3.4確定液壓缸的安裝方式 液壓缸與機(jī)架的安裝方式有支座式、軸銷式、法蘭式、耳環(huán)式、球頭式等。其中支座式、法蘭式適用于缸筒與機(jī)架間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合;軸銷式、耳環(huán)式、球頭式適用于缸筒與機(jī)架間有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的場(chǎng)合。采用法蘭或軸銷安裝定位時(shí),法蘭或軸銷的軸向位置會(huì)影響活塞桿的壓桿穩(wěn)定性。 漿果采摘機(jī)中,缸筒與車體間存在相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),并且油缸耳環(huán)式固定方式比較常見,所以液壓缸的兩端均采用單耳環(huán)式安裝方式,且?guī)бr套,固定安裝距為484mm。查閱相關(guān)規(guī)定,計(jì)算得耳環(huán)孔徑為30mm, 耳環(huán)厚度

51、為35mm。 4.3.5 繪制液壓系統(tǒng)的工作原理圖 1. 基本方案的制定 在液壓系統(tǒng)中,液壓執(zhí)行元件確定之后,其運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)速度的控制是擬訂液壓回路的核心問(wèn)題。在本課題中,液壓缸的運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)速度的控制需要通過(guò)液壓元件來(lái)調(diào)節(jié)液壓油的流量和系統(tǒng)的壓力來(lái)調(diào)節(jié)的;壓力式油箱在工作中要隨時(shí)注意油箱氣壓,其壓力必須保持在隨機(jī)《使用說(shuō)明書》規(guī)定的范圍內(nèi)。壓力過(guò)低,油泵吸油不足易損壞,壓力過(guò)高,會(huì)使液壓系統(tǒng)漏油,容易造成低壓油路爆管。對(duì)維修和換油后的設(shè)備,排盡系統(tǒng)中的空氣后,要按隨機(jī)《使用說(shuō)明書》規(guī)定的檢查油位狀態(tài),將機(jī)器停在平整的地方,發(fā)動(dòng)機(jī)熄火15min后重新檢查油位,必要時(shí)予以補(bǔ)充。

52、另外根據(jù)實(shí)際的要求還需要在適當(dāng)?shù)奈恢弥苿?dòng),滿足工作平臺(tái)可以在任意高度停留。因此在繪制液壓系統(tǒng)圖之前,需要分別確定各個(gè)的基本回路。 1 調(diào)速方案制定 速度控制通過(guò)改變液壓執(zhí)行元件輸入或輸出的流量或者利用密封空間的容積變化來(lái)現(xiàn)。相應(yīng)的調(diào)速方式有節(jié)流調(diào)速、容積調(diào)速以及二者結(jié)合起的容積節(jié)流調(diào)速。在本系統(tǒng)中用到普通節(jié)流閥未限定流量,以控制舉升系統(tǒng)的下降速度。 壓力控制方案制定 液壓執(zhí)行元件工作時(shí),要求系統(tǒng)保持一定的工作壓力和在一定壓力范圍內(nèi)工作。本系統(tǒng)所采用的壓力控制方案,由定量泵供油,用溢流閥調(diào)節(jié)所需要的壓力,并保持恒定。 平臺(tái)制動(dòng)方案制定 車體在升降過(guò)程中

53、,為保證平臺(tái)能夠平穩(wěn)地停靠在高空某個(gè)位置,因此平臺(tái)的制動(dòng)系統(tǒng)非常重要。在液壓系統(tǒng)中,系統(tǒng)是靠在一定的壓力環(huán)境下,高壓油不斷的輸入執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作的。根據(jù)這一點(diǎn)可以切斷高壓油的供給,保持原來(lái)的高壓環(huán)境,進(jìn)而就可以控制執(zhí)行元件。在起重機(jī)的鎖緊回路中除用平衡閥鎖緊外,還用液控單向閥鎖緊。 由于溫室采摘車的低成本要求,本系統(tǒng)根據(jù)自身的特點(diǎn)采用普通單向閥和二通換向閥來(lái)控制液壓油的流向。 2. 液壓系統(tǒng)工作原理圖的繪制 漿果采摘機(jī)的車升降過(guò)程為:當(dāng)需要車上升時(shí),開啟控制閥,拖拉機(jī)馬達(dá)帶動(dòng)油泵泵油,液壓油經(jīng)普通單向閥進(jìn)入油缸,油缸推動(dòng)車體上升。液壓缸舉升動(dòng)作完成后即關(guān)閉控制閥。只要液壓缸和

54、管道以及閥無(wú)泄漏,柱塞就不會(huì)下降。此時(shí),車體可以較長(zhǎng)時(shí)間停留在此高度,保證操作人員能夠完成采摘作業(yè)。在需要柱塞下降時(shí),只要使二通閥換向,就可以使液壓缸內(nèi)液壓油經(jīng)二通閥流回油箱,使柱基復(fù)位,即實(shí)現(xiàn)車體借助自身重力下降。整個(gè)系統(tǒng)的壓力控制由溢流閥調(diào)節(jié),平臺(tái)下降速度可由節(jié)流閥調(diào)整。為了使采摘機(jī)械操作方便可靠,二通換向閥采用電磁式。液壓系統(tǒng)工作原理圖4-4所示。 濾網(wǎng) 2.液壓馬達(dá) 3.油泵 4.單向閥 5.溢流閥 6.電磁換向閥 7.節(jié)流閥 8.柱塞缸 圖4-4 液壓系統(tǒng)工作原理圖 第5章 漿果采摘機(jī)的安裝與維護(hù) 5.1 安裝注意事項(xiàng)

55、1.檢查安裝的零部件是否完整,位置是否正確,是否符合安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 2.注意各部位潤(rùn)滑。 3.采摘機(jī)機(jī)安裝中心線在水平方向不得歪斜,初始安裝時(shí)必須擺架軸線與車體的中心線平行,并保證擺架轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。 4.所有液壓裝置必須按照液壓裝置說(shuō)明書的要求進(jìn)行安裝,并檢驗(yàn)其動(dòng)作的準(zhǔn)確性與可靠性。 5.外露非加工表面涂灰色油漆,旋轉(zhuǎn)件外露端面涂紅色油漆,加工表面涂黑色防銹漆。 6.各部件必須按照設(shè)計(jì)要求準(zhǔn)確安裝。 7.所有緊固件(螺栓、螺母、墊圈)均應(yīng)采取防銹氧化處理。 5.2 維護(hù)中的注意事項(xiàng) 1.保證各液壓馬達(dá)散熱條件良好。各個(gè)馬達(dá)部位的垃圾必須及

56、時(shí)清除,確保設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 2.盡量避免在短時(shí)間內(nèi)頻繁啟動(dòng)液壓馬達(dá),在正常情況下馬達(dá)應(yīng)空載啟動(dòng)。 3.不允許發(fā)生傳輸帶皮帶沿滾筒打滑現(xiàn)象,如有發(fā)現(xiàn)應(yīng)立即張緊皮帶。 4.作業(yè)中要防止飛落石塊打擊液壓油缸、活塞桿、液壓油管等部件?；钊麠U上如果有小點(diǎn)擊傷,要及時(shí)用油石將小點(diǎn)周圍棱邊磨去,以防破壞活塞桿的密封裝置,在不漏油的情況下可繼續(xù)使用。連續(xù)停機(jī)在24h以上的設(shè)備,在啟動(dòng)前,要向液壓泵中注油,以防液壓泵干磨而損壞。 5.液壓系統(tǒng)需由專業(yè)人員檢測(cè),進(jìn)行必要的調(diào)整和維修。根據(jù)實(shí)踐,進(jìn)口液壓泵、液壓馬達(dá)工作10000h后必須大修,否則液壓泵、馬達(dá)因失修可能損壞,對(duì)液壓系統(tǒng)是至命

57、性的破壞。 結(jié) 論 該機(jī)械在采摘部分的設(shè)計(jì)選用可調(diào)節(jié)擺動(dòng)速度的擺動(dòng)式采摘機(jī)構(gòu)輔以采摘板進(jìn)行采摘的設(shè)計(jì),用以最大可能減少對(duì)植株的損傷,并且能提供較高的采摘效率。在漿果采摘的運(yùn)送過(guò)程中選用傳輸帶傳送,并在傳送過(guò)程中用風(fēng)機(jī)進(jìn)行簡(jiǎn)單的雜物篩選,以達(dá)到漿果的初步清理工作。 該作品生產(chǎn)成本較低且采摘效率高,可以廣泛應(yīng)用于各種復(fù)雜地形的矮叢藍(lán)莓采摘。同時(shí)該采摘機(jī)也可應(yīng)用于其他小漿果的采摘,如黑豆果(黑加侖)、藍(lán)靛果、五味子、樹莓等高附加值珍稀林特水果的采摘,適用性廣,適應(yīng)性強(qiáng)。 致 謝 在畢業(yè)設(shè)計(jì)制作過(guò)程中遇到了很多困難,無(wú)論是在理論學(xué)習(xí)階段,還是在資料查詢

58、、開題、研究和撰寫的每一個(gè)環(huán)節(jié),無(wú)不得到耿雷導(dǎo)師悉心的指導(dǎo)和幫助,他始終認(rèn)真負(fù)責(zé)地給予我細(xì)致深刻地指導(dǎo),幫助我開拓研究思路,精心點(diǎn)撥、并熱忱鼓勵(lì)我。借此機(jī)會(huì)我向?qū)煴硎局孕牡母兄x!同時(shí),我要感謝黑龍江科技學(xué)院授課的各位老師,正是由于他們的傳道、授業(yè)、解惑,讓我學(xué)到了專業(yè)知識(shí),并從他們身上學(xué)到了如何求知治學(xué)、如何為人處事。 最后,衷心感謝于百忙之中評(píng)閱設(shè)計(jì)的各位老師專家、教授。 謝謝! 參考文獻(xiàn) 1 劉鴻文. 材料力學(xué)上冊(cè)第2版[M].北京:高等教育出版社,1985年1月 2 周士昌. 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖集.機(jī)械工業(yè)出版社,2004年3月 3 中國(guó)農(nóng)業(yè)報(bào).[J]農(nóng)業(yè)雜志社出版,2

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