可调式人力地膜覆盖机.doc

机械设计基础课程设计课程题目：可调式人力地膜覆盖机设计人：张华东 指导教师：李冰梅学校：大连海事大学 专业班级：轮机07-1学号：2220070104 日期：2009.6 可调式人力地膜覆盖机（一）设计背景 农业是具有食品保障、原料供给、就业增收和生态保护等多重功能的基础产业。长期以来，中国政府积极致力于发展现代农业，提高农业劳动生产率。但是，受务农人口众多、农户土地规模较小和农民收入较低等因素的综合影响，我国农业机械化水平一直不高，农业劳动生产率低下。据有关资料，科技对农业增产的贡献份额，世界发达国家已从20世纪初的20%左右上升到目前的60%80%。而我国农业科技成果的转化率目前仅为35%左右。目前，许多的作物都要在地膜的保温作用下才能萌发出苗，覆盖地膜无疑是一道比较麻烦而又十分重要的工序。采用地膜覆盖栽培后可以改善土壤和近地面的温度及水分状况，起到提高土壤温度，保持土壤水分，改善土壤性状，提高土壤养分供应状况和肥料利用率，改善光照条件，减轻杂草和病虫危害等作用。 当前，地膜覆盖的一般模式是(如下图)： 1刨土 2拉膜 3 压土 弊端：1需要三个人一起操作，浪费人力 2三道工序先后进行或多人进行，浪费时间，效率低下 3大风天气下拉膜困难，且覆盖后的地膜松弛，影响质量且造成一定的地膜浪费4较大面积覆盖时，十分耗费体力如今，大批的农民选择外出打工，致使农村劳动力明显减少，使得以上矛盾更加突出，所以必须有一种科学有效的方法来解决这个问题。因此，设计者通过学习相关知识，并结合自己的劳动经历，设计出一款结构简单、操作方便的可调式人力地膜覆盖机。（二）设计思路 目前市面上有各式各样的机械动力播种盖膜复合机，这些产品体型庞大，结构复杂，非专业人员根本无法维修。而直接与农户相关的便是实用性与与经济性。市面上某型号的地膜覆盖机操作要求如下：1.铺膜机组进地后，应与待铺垄（畦）的中心线对正，将地膜用手向后拉出0.51米，并压牢端头与两侧，再将压膜轮压在地面两边，即可进行正式作业。 2.机组作业中要匀速、直线行驶。用畜力牵引的铺膜机，由专人牵好牲畜，以保证铺膜质量。 3.作业中，辅助人员要经常检查开沟、起垄、喷药、铺膜、压膜、覆土、打孔、播种等作业质量，一旦发现问题，立即停机检查。 4.机组在地头转弯时，留足地头的地膜用量，剪断后，再人工补种、补铺，然后压牢。 5.铺后，在膜上每间隔12米压上少量土壤，以防大风刮膜。并且据用户反映，这些机器经常出现横向皱纹、纵向皱纹、斜向皱纹、地膜偏斜、压膜轮压不住地膜、压膜后卷边和膜体破碎的的工作状况。而像这种庞然大物仅仅是在平原地区能够使用，在山区及丘陵、梯田等地形下毫无用武之地。 其次是经济性，这样一台机器的价格从2000-6000元不等，甚至更高，当然还不算燃油等费用。这对于普通农户是一笔巨大的负担，那么大的花费只是为了解决一个貌似很复杂的问题。总的来讲就是性价比低。 所以设计者的设计理念及思路如下：首先，必须是一种面向各种地区的大众化农业工具。这就要求工具具有体积小、机动性好的特点，所以它应该是人力驱动。材料要尽可能少，结构尽可能简单。其次，必须能够保质保量的工作。质，就是要使地膜覆盖平整、匀紧并且避免浪费，因而设计要运用相关领域的知识及方法能够解决目前地膜覆盖机的工作弊端。量，即工作顺畅，效率高，用相同的时间覆盖更多的面积，这就要求随时可用且调整要方便。最后，还要满足经济性的要求。选材在满足强度、硬度、韧性等的基础上尽量选择低成本，容易装配，整体重量既要使人省力又不能太轻，否则会影响工作质量。（三）结构及功能 本产品主要包括以下几个组成部分（详见附图）： 1 主体框架，用于装配其他各个部件并且可以调节左右宽度 2 拉杆，拉动覆盖机运动并掌握方向 3 前轮，控制方向、支撑作用、高度调整 4 犁，用来刨出两侧的沟槽，并将土翻向外侧 5 刮板，将外翻的图刮入沟槽压住地膜，即完成压土过程6 地膜托架，用来放置地膜 7 后轮（压膜轮），用于将地膜两侧压入沟槽，并横向拉紧 （四）工作原理 本产品的工作原理就是实现覆盖三过程的同步。前轮、双犁和压膜轮对称安装，作业状态下犁与后轮处于同一平面内，低于前轮的垂直高度。而刮板和前轮下缘处于同一工作面。首先，先人工开约50cm长的沟槽，将地膜拉出一段并于后轮下方通过，用土将拉出部分压实；在牵引力下，犁将土翻向外侧形成沟槽，同时地膜筒滚动连续释放地膜；后轮顺势将其压入沟槽内，而位于后轮后方的刮板立即将外翻的土刮入沟槽内，并产生一定的压紧力。这样，在连续的牵引力作用下，就可以实现连续覆盖。整个过程环环相扣，紧密配合，以最少的部件实现预期的功能。（五）设计亮点 1方向轮：前轮摒弃了传统的固定式结构，采用方向轮，能够实现360度旋转，使方向控制得心应手 2 犁片保护：犁是用铸铁铸成，具有硬度高、脆性大、韧性小的机械特性，所以不能承受刚性冲击。以往的产品都忽略了这个问题，所以本设计创造性的提出作业与非作业两种状态，而该功能的实现就是靠调节前轮的两种高度，作业状态下前轮水平高度比犁的大，非作业状态却比犁的小，整体的与地接触点就变成了前后轮，成了小推车，既保护了犁，又使得搬运极为方便。3 挂钩式双拉杆：采用这种结构可以更好的控制方向，并且可以拆卸，存放时节省空间。 4 无级调距：主体框架的横梁采用嵌套结构，使得横向距离可在一定范围内变动，更人性化的设计便是上面的旋紧螺栓，靠压紧力固定内圈管材，调节方便，实现无级调距，以满足不同规格尺寸地膜的要求。而以往的产品基本是采用螺栓联接定距调节，要求上下空严格对中，装配复杂浪费时间。示意图如下： 5 不受大风影响。针对在大风天气下，拉膜吃力，并且容易产生皱纹和松弛的问题，本机械将整体重心放低，地膜托架使得地膜在一个很矮的高度滚动，托架到压膜轮的距离比较近，更好的解决了这个问题。 （六）应用前景 建设社会主义新农村,是我们党在深刻分析当前国际国内形势,全面把握我国经济社会发展阶段特征的基础上,从党和国家事业发展全局出发确定的一项重大历史任务,具有重大的现实意义和深远的历史意义。坚持以人为本,必须立足于城乡全体居民,特别是弱势群体,从解决农民最关心、要求最迫切、最容易见成效的问题入手,尽快让占人口大多数的农民群众共同参与发展进程,共同享受发展成果。纵观我国农业机械化所走过的道路，既有成功的经验，又有失误的教训。但因我国农业机械化的失误和发展农业机械化的暂时困难而对我国发展农业机械化持否定态度是不足取的，我认为我国发展农业机械化方向是正确的。机械化代替手工工具，提高劳动生产率，是社会生产力发展到一定阶段的必然产物。“工欲善其事，必先利其器”，本地膜覆盖机的将会拥有非常开阔的市场，这对于一个普通的农户来说投资甚小，回报率高，而且耐用。对于广大山区的农户无疑是一个喜讯，再也不用弯腰弓背，再也不用为价格而望而却步。可以预见，它的投入使用将会极大的提高农业生产效率，改善农民工作条件，为社会主义新农村建设贡献自己的力量。（七）主要参数 拉杆：长度150cm 调距范围(地膜宽度)：60cm-110cm横梁间距：100cm （八）使用说明 1 存放时调节前轮高度，将螺栓联接1号孔与主体框架，以达到保护犁片的目的。 2 使用时将前轮放低，即将螺栓联接2号孔与主体框架，进入作业状态。 3 开始覆盖时，先人工开约50cm长的沟槽，将地膜拉出一段并于后轮下方通过，用土将拉出部分压实，然后便可拉动拉杆前进。 4 注意控制好方向，当出现倾斜时及时调节两拉杆的用力便可以迅