施肥播种机毕业论文

施肥播种机毕业论文施肥播种机毕业论文摘要:大中型施肥播种机在小块地、山坡地或套种作物行间进行播种时难以适应,而传统人工播种的劳动强度较大,效率低,播种质量差,针对这种情况,应用人机工程学的原理研究设计了一种手持式播种施肥机,该机也可在作物根部进行追肥。主要由控制器、种肥箱、排种肥系统、鸭嘴式开沟器等零部件组成,适用于谷物穴播或追肥,可使传统的人工播种(施肥)操作变为半机械化操作,将开沟、播种施肥、覆土一次完成。它采用了简单可靠的机构和通用的零部件,具有携带方便、使用可靠,耗材少、易加工、成本低等特点。关键词:施肥播种机;开沟器;排种;施肥Abstract:Workingwithlargeormiddletypesofseedershasdifficultiesonasmallacreageplantation,slopingfiledorafieldgrowingtwoormorekindsofcropssynchronously,whereasthetraditionalmanualworkformshavethelimitationsofthestrongworkstress,lowefficiencyandlowseedingquality.Tosettlethoseproblems,ahandyseeder(andfertilizer)wasdesigned,whichcanalsofertilizethecropontheroot.Accordingtotheman2machineengineeringtheory,thismachinewasconstitutedofcontroller,seedingbox,seedarrangementsystemandduck2mouthditcher.Itwasdesignedforsocketseedingandfertilizationafterdeepfurrowing.Usingthismachine,thetraditionalhandyoperationwassubstitutedbyhalf2machineoperation,andtheprocessofditching,seedingandearthupwerecompletedinonestep.Itischaracteristicbybriefandcrediblestructurewithstandardparts,easytomaintenance,andlowcost.Keywords:Seeder;Ditcher;Seedarrangement;Fertilization目录

摘要

Abstract

1引言1.1小型农业施肥播种机的概述1.2小型农业施肥播种机的发展状况1.2.1发展现状1.2.2存在的问题1.2.3施肥播种机的发展趋势2.施肥播种机2.1施肥播种机的分类2.2施肥播种的方法2.3.机械播种的农业技术要求3.小型农业施肥机的结构及重要零件3.1小型农业施肥播种机的实体设计3.2小型农业施肥播种机的构造4传动机构的设计4.1链传动的特点及应用：4.2滚子链的结构4.3.链轮的齿形4.4滚子链的基本参数和型号的选定4.5.3计算链速4.6滚子链链轮的尺寸4.7链轮材料5.施播量的确定5.1料斗的设计5.2播量的确定与调整6.构件的材料选择6.1槽轮的材料选择6.2箱体的材料选择外文翻译7.总结8.致谢词9.参考文献10.英文翻译1、引言1.1小型农业施肥播种机的概述：我国是一个多山的国家,坡地占很大比例,大于15度的坡地占国土面积的60%,干旱、半干旱的耕地占耕地总面积的1/2以上。由于大中型播种机械不适合在山坡地、小块地进行作业,研究设计一种能在山坡地、小块地或套作田间进行播种的小型播种作业机具有重要的现实意义。本文设计的手持式播种施肥机适应山坡地、零星小块地和套作田间的播种条件和播种农艺要求,也可在作物苗期进行根部追肥。它的推广使用将弥补大中型播种机播中作业的不足,可以减轻传统人工播种的劳动强度,提高人工播种的作业质量，在作物苗期时采用它进行根部追肥,既可减少人工追肥时培土覆盖的工序,减轻劳动强度,又可提高化肥的利用率。耕作制度随着科学技术的发展不断得到改进和完善。其发展历史表明，每次耕作制度的改进都是围绕着如何提高和恢复土地肥力这一中心而进行的。土壤耕作运用合理与否主要根据耕作后对土壤肥力、作物生长发育、作物产量的影响以及由此所获得经济效的益高低来衡量。试验研究表明：以残茬覆盖为主要内容的免耕机械化保护性耕作技术，是实现保土、保水、保肥和保护生态环境的重要措施，是旱作农业可持续发展的重要途径。免耕播种施肥机是机械化保护性耕作技术的关键设备，研制性能可靠、功能完善的机具是推广工作的保障。小型农业施肥播种机结合西部半旱作区的特点及农艺技术要求，较好地解决了机具的结构与性能、成本与功能之间的矛盾。该机一次作业可完成开沟、施肥、播种、镇压及覆土等多道工序。合理地利用化肥及研究施肥技术对我国农业发展有着非常积极的意义。实施按需变量施肥,可以大大提高肥料利用率,减少肥料的浪费以及多余肥料对环境的不良影响,其经济、社会和生态效益显著。目前,国外用于变量施肥的控制方式主要有两种,即实时控制施肥和处方信息控制施肥。这些机构控制难度大,价格高,直接引进很难在国内应用。因此,急需研制适应我国发展需要的变量施肥机。1.2小型农业施肥播种机的发展状况1.2.1发展现状农业比较发达的国家已经实现作物的自动施肥,为作物生长提供适宜的营养。而在我国这种技术发展还不成熟,还处于研发阶段,自动化程度比较低,应用的智能型控制器很少川。我国普遍应用的传统的施肥方式除肥料底施外,田间追肥多以地面撤施为主,劳动强度大且量上不能得到很好的控制,肥料的实际利用率仅有左右,肥料的渗漏、挥发严重,既造成了生产资料的极大浪费,又污染了水源、空气和土壤。国外的自动施肥系统大多施肥和灌溉一体化进行,借鉴这一先进技术,并考虑中国灌溉系统相对成熟现状,可将施肥机设计成通过管路将肥液与水混成适合浓度借路灌溉管道和滴箭、滴灌等设备施给植物,它能够执行比较精确的施肥过程,按照用户设置的施肥程序和适合作物生长的营养配比,通过机器上的一套肥料泵准确适时地把一起适时适量地施给作物使施肥和灌溉一体化进行,这样能大大提高了水肥藕合效应和水肥利用效率。1.2.2存在的问题（1）效率低。①工作速度低。目前国外谷物施肥播种机的工作速度已达到15km/h，个别机型甚至达到20km/h，由于受整地质量、土壤各方面条件的限制，工作速度大多采用8--12km/h。目前我国的谷物播种施肥机的速度大约为4--7km/h②工作幅宽小。目前西欧谷物施肥播种机的工作幅宽一般为5--6m，而美国、加拿大、前苏联等国家，不少机型可达10--15m，现在我国生产和使用的谷物施肥播种机工作幅宽较大的达到③施肥排种效率低。因为传统的施肥排种器都是“一器一行”，即一个施肥排种器播一行种子。（2）外槽轮施肥、排种器工作效果不理想。目前国内谷物施肥播种机大多是以外槽轮式排种器为核心工作的部件，型号虽然很多，但由于外槽轮排肥排种器的结构所限，排肥脉动性和种子沟内分布不均匀性，是播种施肥机难以实现的主要因素。为了克服传统的外槽轮排种器的缺点，采用新的排肥器，其种类很多，有水平圆盘式排种器、离心式排种器、摆杆式排种器、锥盘式排种器、气力式排种器和气压式精密排种器等。1.2.3施肥播种机的发展趋势（1）发展联合作业的直接播种施肥。播种施肥联合作业是指在播种的同时，完成耕整地、、喷施肥洒液等作业，其优点是一次可以完成多项作业，作业效率高，保证及时播种，提高产量，可以充分利用配套动力，节省能源，降低作业成本，与传统播种方法相比，联合播种的劳动消耗的作业费用约降低30%。同时，可以减少机组进地次数，使土壤免受机具的过度压实。直接播种是指将作物种子直接播在留茬地里，用于直接播种的机具称为免耕法或少耕法播种机。直接播种机与一般播种机相比，其结构特点主要是在开沟装置上，通常在播种机组前面加装一个种床式开沟器，用以切断地表的残茬和硬秆或耕出窄带作为种床，然后再由装在后面的种沟开沟器在其上开出种沟。（2）进一步推广精密播种。目前在欧美国家，播种已基本实现了精密化。我国自20世纪70年代初开始研究精密播种，目前全国精播的面积还很少，迄今精密播种的作物基本局限于中耕作物。谷物精播的难度较大，至今国内尚无成熟的机型。气力式播种机由于对种子尺寸要求不严，不需精选分级，伤种少，易达到单粒点播，通用性较好，同时它也具备高速作业的性能，满足了对大功率拖拉机的配套和宽幅作业的要求，作业速度可达10--12km/h，工作幅宽也可加大到8--（4）广泛采用联合作业。施肥播种的同时进行联合作业的方式发展很快，形式也比较多，主要有两种：一是在大多数中耕作物播种机上都配置排肥器、施肥开沟器以及施撒农药和除莠剂的装置。如西德、法国和美国的几种精密播种机都可以在播种同时施化肥、撒农药和除莠剂。二是播前整地和施肥播种联合作业，如旋耕播种机、犁播机以及有的在开沟器前方加波形圆盘或锄铲进行灭茬播种或少耕法播种，以减少耕作次数，提高生产率，降低作业成本，还可以减少土壤风蚀和起到保墒的作用。（5）广泛采用新原理新技术。目前国外正在发展一些新的播种技术，如日本提出适合蔬菜的静电施肥播种，英国提出适合于蔬菜的液体施肥播种、适合于牧草的超音速施肥播种，还有目前广泛应用的种子带施肥播种等。例如液压等新技术在国外施肥播种机的应用也日益广泛。美国塞科尔5000型气压式播种机用液压马达驱动风机；东德A—697型精密施肥播种机装有供驱动排种锥体的液压马达，当地轮滑动时，液压马达启动，以保证排种锥体的转速与机器前进速度相协调，现时也用以操作开沟器的升降，在大宽幅的播种机上还用液压折叠机架，以便安全运输。2.施肥播种机2.1施肥播种机的分类施肥播种机的种类很多。按施肥播种的方法可分为条施肥播种机、点施肥播种机、精良施肥播种机等；按所播作物可分为谷物施肥播种机、中耕施肥播种机、棉花施肥播种机、蔬菜施肥播种机等；按综合利用程度课分为专业施肥播种机、通用施肥播种机和通用机架施肥播种机等；按传动方式可分为单体传动和整体传动施肥播种机；按排肥排种原理可分为强制式、气流式和离心式等；按动力链接形式，可分为人力、畜力和机引施肥播种机，而机引施肥播种机因挂接形式的不同，又有牵引式、悬挂式和半悬挂式三种类型。2.2施肥播种的方法播种施肥是合理地分布种子、化肥，为作物生长创造良好条件的重要因素。应根据作物品种和各地的农业技术要求，采用不同的施肥播种方法。随着科学的发展，播种的方法在不断的改进。基本的方法有条施肥播种、点施肥播种和精良施肥播种三种。2.3.机械播种的农业技术要求1施肥播种要适时。2播量要合乎要求，并可以调整。施肥排种要均匀。3施肥播种深度应符合要求，并深浅一致种子、肥料应播在湿土上，覆土要均匀，在干旱地区应能同时镇压。4垄要直，行距要保持一致。5不损伤种子。6不得有漏播和重播的现象。7能满足间、套、复种的要求。8每块地应播到头、播到边。图3-13.1小型农业施肥播种机的实体设计如图3-1为小型农业施肥机的实体设计，它能很好的完成施肥、播种作业。它以为玉米、高粱、谷子及大豆等作物施肥或播种，并适用于山地、干旱地区。3.2小型农业施肥播种机的构造图3-2该机如图3-2，它主要由：1、料斗、2、料槽、3、机架、4、地轮、5、导管、6、开沟器、7、排肥器、8、覆土器、传动机构及尾轮装置等组成。3.2.1排肥器排肥（播种）器是施肥播种机的重要工作部件，如图3-3，其作用是将肥料或种子均匀连续、完好无损地按照规定的量进行施播。它是由槽轮、排种轴、挡板、阻塞轮、箱体、毛刷、链轮、调节螺母等组成。图3-3排种轴为圆轴整体式，轴与外槽轮用销固定。排种轮装在箱体内，其左部与箱体左侧壁上的排种轮挡圈相吻合，可随之回转，并能挡住肥料或种子泄露。排种轮的右端与阻塞轮相接邻，工作时，槽轮转动阻塞轮不转，以阻塞种子或肥料不使从箱体右壁面漏出去。排种量的大小，可改变排种槽轮的转速或工作长度（外槽轮在箱体内的有效长度）来调整。（图3-4）图3-4为了增大排种范围和避免损伤种子，在箱体下部铰装有毛刷，毛刷的位置课调，以适应排大小粒的种子或肥料的需要。在排种轮上装固定销的地方，制成长槽，使排种轮沿排种轴能有少量轴向移动，以便通过加减垫圈的方法或调节螺母的方法单独调节槽轮的工作长度，并使排料均匀一致。3.2.2输料管图3-5输料管的作用是把排种器排出的种子和肥料分别送到开沟器里去。管子有长短之分，长的配前列开沟器，短的配后列开沟器。（图3-5）3.2.3开沟器图3-6为适应不同播种状态的需要，备有带限深板的滑刀式和锄铲式两种开沟器。滑刀式开沟器用于玉米、棉花、豆类、高粱等需要中耕的作用。锄铲式播种器用于播种小麦、谷子等作物。开沟器的柄焊在导管上，开沟器铲与导管用沉头铆钉连接。开沟器铲内焊有反射板，能使种子或肥料均匀散布。（图3-6）3.2.4覆土器图3-7覆土器使专于滑刀式开沟器配用的构件，安装在开沟器的后面。主要是后轮，它能疏松土壤，并把土壤覆盖在种子或肥料上，然后压实，以提高肥料或种子的利用率。（图3-7）3.2.5箱体图3-84传动机构的设计4.1链传动的特点及应用：链传动是依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力。（图4-1）图4-14.2滚子链的结构：由内链板，外链板，销轴，套筒和滚子组成。滚子链可做成多排，排数越多，传动能力越大。（图4-2）图4-24.3.链轮的齿形：（图4-3）图4-3三圆弧一直线的齿形4.4滚子链的基本参数和型号的选定：4.4.1其基本参数有：节距P滚子链的主要参数，节距越大，传递的功率越大。图4-4链长用链节数表示，链条节数尽可能取偶数。链的接头偶数链节：用弹簧卡片或钢丝锁销固定。奇数链节：用过渡链节。排距pt齿数z链的规格（GB1243.1-83）08A—180GB1243.1-83链号—排数x链节数标准号4.4.2型号的选定：滚子链规格和主要参数表4-1其选择的型号为：08A—1×90GB1243.1—1997，其主要参数如表4-1，其中P=12.7mm4.5链传动的参数确定4.5.1选择链轮齿数取小链轮齿数，大链轮的齿数为。4.5.2计算链节数和中心距初选中心距，因为。取。相应的链长节数为：取链长节数4.5.3计算链速因为小型农业施肥播种机为人推作业，故机器的速度与人的行走速度密切相关。故取工作者的行走速度为，又因为地轮与飞轮连接，故地轮的转速与飞轮的住宿是一致的。由地轮的外径D=500mm，得到地轮的转速为。由此可得到链轮的链速为：4.6滚子链链轮的尺寸：（图5-5）滚子链链轮的主要尺寸图4-5图4-64.6.1小链轮尺寸的计算：1.齿顶圆直径：mm4.6.2大连轮尺寸的计算：取4.7链轮材料

链轮材料应保证轮齿有足够的强度和耐磨性，故链轮齿面一般都经过热处理，使之达到一定硬度。常用材料见表4-2。链轮常用的材料及齿面硬度表4-2在此，链轮选择的材料为45#刚，因为45号钢为优质碳素结构用钢、硬度不高易切削加工。为使满足要求，应调质处理后链轮，使其具有良好的综合机械性能，从而减少交变负荷工作锁带来的危害等，但表面硬度较低，不耐磨，所以可用调质＋表面淬火提高零件表面硬度。它价格便宜经过调质（或正火）后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达45～52HRC。5.施播量的确定5.1料斗的设计为了研究施肥播种的排量质量，确定排肥料斗输出量m的控制函数,对施肥机料斗结构参数进行了相关的研究。结果表明,影响输出量m的因素主要有料斗出料口开口大小S、料斗内物料高度H和排肥器转速n。研究通过试验测量了各种因素对m的影响,当H>20cm,S=0.15S0的时候,可以利用该机具进行精量控制输出,从而得出此条件下m的控制函数为:当S等于0.15S0,H>15时,y=0.0064x+0.4228。同时对几种有代表性的物料进行了试验,结果表明,颗粒愈小其流动性愈好、密度大的物料输出量较高。设计精量施肥播种机械应该通过科学的方法找出控制施肥量的途径,这就需要确定控制方法,找出合理控制施肥量的方式,设计工作结构合理的排肥机构及尺寸参数,根据土壤对肥料的需求量实施精量施肥播种。图5-1上图（图5-1）为料斗箱实体设计，其底径为180mm、大经为266mm、高度H=288mm、容积V=25L。它涉及到播种机、施肥机技术领域。总体是上口大下口小的斜壁形导料结构。其新型的特点是：作业时种子或化肥经过底部周围斜面的坡度和自身重力，能顺利滚流入排种器或排肥器的入口，直到最后箱内种子或化肥播完。克服了长斗平底箱体最后剩很多种子或化肥的缺点，解决了多年未解决的难题。同时，本实用新型结构和制造工艺简单，节约材料，降低成本，可提高化肥箱的使用寿命，并且此料斗可随意拆卸，其料斗为一个带底的容器，底部设有排料口及其插板，料斗和座体间具有可拆式结构。与现有固定式料斗相比，能方便地将料斗取下来，使用方便，作业结束后，易于清扫料斗内部。料斗采用玻璃钢，塑料等轻材质，不仅搬放轻便而且防腐蚀性好，不生锈，使用寿命长。5.2播量的确定与调整根据当地农业技术要求的亩播量或每亩株数，计数出每米应播的种子粒数或肥料的量（条播）和每穴粒数或施肥量（穴播）。肥料播量的确定小型施肥机采用立式结构机身,驱动链轮和控制器用来控制排种轴的转动和流量的,带头螺母控制槽轮的工作长度,链轮带动排种轴转动,当链轮做间歇式运动时,槽轮也作间歇转动,并且槽轮只能单向转动，排种器便实现间歇式排种,或施肥，而链轮的转到速度是由操作员推施肥机的速度决定的。当开沟器入土播种施肥时,排种器转动排种,种子、肥料落入种穴肥穴;然后,控制器在回位弹簧的作用下控制流量。当施肥机倒退时，由于飞轮机构的特点，与槽轮相连的槽轮没有翻转，这样不但可以方便移动，而且没有外漏的肥料或种子。当肥料或种子释放完毕后，后轮可将土壤落入种穴回土覆盖,并且压实，一次播种施肥完成。图5-2如图5-2，红色为排肥轮、黄色为阻塞轮，在链轮的驱动下使排肥轮和阻塞轮同时转动，此时，肥料就会随着槽轮的转动将肥料送入锥形漏斗中（图中粉红色部分），最后进入导管。绿色的为毛刷，起作用是防止肥料或种子的外漏，并且还有清理排肥轮凹槽中遗留的肥料或种子，以使排肥器顺利工作，提高效率、降低损耗。蓝色的为隔板，当施播量大时，抽出隔板即可。现以玉米施肥为例，一般每亩玉米地最多可能施肥75kg—100kg，最少为15kg—25kg，而每亩玉米大约有8000株，一共50行，则每行有160株。这样即可算出每行所施肥的量，即每行的施肥量最多为1.8kg、最少为0.4kg，则每株的施肥量最多为12g、最少为3g，然后将其计算好的肥料加入到料斗中，在施肥的过程中调节带头螺母，（调节带头螺母可以改变槽轮的工作长度，以达到所需的施肥量），使所计算好的肥料刚好在本行施完。此时拧紧带头螺母，并锁紧螺母，加入足够的肥料，进行施播。种子播量的确定图5-3播种就是将原来的槽轮换为排种轮，其工作过程、原理与施肥是一样的，不同的就是料槽发生了变化。因为施肥的量一般要比播种的量大，所以料槽发生了变化，从凹槽变为小穴，从而减少施播的量，以达到预期的播种量。6.构件的材料选择6.1槽轮的材料选择因为槽轮始终处于摩擦中，故容易损坏，所以对材料的选择有较高的条件。在此，所选择的材料为PVC。PVC全名为Polyvinylchlorid，主要成份为聚氯乙烯，色泽鲜艳、耐腐蚀、牢固耐用，由于在制造过程中增加了增塑剂、抗老化剂等一些有毒辅助材料来增强其耐热性，韧性，延展性等，故其产品一般不存放食品和药品。它是当今世界上深受喜爱、颇为流行并且也被广泛应用的一种合成材料。它的全球使用量在各种合成材料中高居第二。据统计，仅仅1995年一年,PVC在欧洲的生产量就有五百万吨左右，而其消费量则为五百三十万吨。在德国，PVC的生产量和消费量平均为一百四十万吨。PVC正以4%的增长速度在全世界范围内得到生产和应用。近年来PVC在东南亚的增长数度尤为显著，这要归功于东南亚各国都有进行基础设施建设的迫切需求。在可以生产三维表面膜的材料中，PVC是最适合的材料。PVC(聚氯乙烯)，其单体的结构简式为CH2=CHCl。化学和物理特性：刚性PVC是使用最广泛的塑料材料之一。PVC其实是一种乙烯基的聚合物质，其材料是一种非结晶性材料。PVC材料在实际使用中经常加入稳定剂、润滑剂、辅助加工剂、色料、抗冲击剂及其它添加剂。具有不易燃性、高强度、耐气侯变化性以及优良的几何稳定性。PVC对氧化剂、还原剂和强酸都有很强的抵抗力。然而它能够被浓氧化酸如浓硫酸、浓硝酸所腐蚀并且也不适用与芳香烃、氯化烃接触的场合。PVC的特点及成型特性比重：1.38克/立方厘米，成型收缩率：0.6-1.5%，成型温度：160-190℃。特点：力学性能,电性能优良,耐酸碱力极强,化学稳定性好,但软化点低.适于制作薄板,电线电缆绝缘层,密封件等.成型特性：无定形料,吸湿小,流动性差.为了提高流动性,防止发生气泡,塑料可预先干燥.模具浇注系统宜粗短,浇口截面宜大,不得有死角.模具须冷却,表面镀铬；由于其腐蚀性和流动性特点，最好采用专用设备和模具。所有产品须根据需要加入不同种类和数量的助剂；极易分解,在200度温度下与钢.铜接触更易分解,分解时逸出腐蚀.刺激性气体.成型温度范围小；采用螺杆式注射机喷嘴时,孔径宜大,以防死角滞料.好不带镶件,如有镶件应预热.。6.2箱体的材料选择箱体所需的材料应使材料的综合性能比较好，在此选择PPS。PPS为Polyphenylenesulfide的简称，中文名称:聚苯硫醚,是一种新型高性能热塑性树脂，聚苯硫醚是一种结晶性的聚合物。PPS是一种综合性能优异的特种工程塑料。PPS具有优良的耐高温、耐腐蚀、耐辐射、阻燃、均衡的物理机械性能和极好的尺寸稳定性以及优良的电性能等特点，被广泛用作结构性高分子材料，通过填充、改性后广泛用作特种工程塑料。同时，还可制成各种功能性的薄膜、涂层和复合材料,在电子电器、航空航天、汽车运输等领域获得成功应用。近年来，国内企业积极研发，并初步形成了一定的生产能力，改变了以往完全依赖进口的状况。但是，中国PPS技术还存在产品品种少、高功能产品少、产能急待扩大等问题，这些将是PPS下一步发展的重点。特点:具有机械强度高、耐高温、高阻燃、耐化学药品性能强等优点;具有硬而脆、结晶度高、难燃、热稳定性好、机械强度较高、电性能优良等优点。PPS是工程塑料中耐热性最好的品种之一，热变形温度一般大于260度、抗化学性仅次于聚四氟乙烯，流动性仅次于尼龙。此外，它还具有成型收缩率小（约0.08%），吸水率低（约0.02%），防火性好、耐震动疲乏性好等优点。比重：1.36克/立方厘米成型收缩率：0.7%成型温度：300-330℃PPS塑料的物料性能。电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良,白色硬而脆，跌落于地上有金属响声,透光率仅次于有机玻璃,着色性耐水性,化学稳定性良好。有优良的阻燃性，为不燃塑料；强度一般，刚性很好,但质脆,易产生应力脆裂,不耐苯.汽油等有机溶剂.长期使用温度可达260度，在400度的空气或氮气中保持稳定。通过加玻璃纤维或其它增强材料改性后，可以使冲击强度大为提高，耐热性和其它机械性能也有所提高，密度增加到1.6-1.9，成型收缩率较小到0.15-0.25％适于制作耐热件.绝缘件及化学仪器.光学仪器等零件.PPS塑料的成型性能：无定形料,吸湿小,但宜干燥后成型；流动性介于ABS和PC之间，凝固快，收缩小，易分解，选用较高的注射压力和注射速度。模温取100-150度。主流道锥度应大，流道应短。PPS塑料缺点是脆性大、韧性差，耐冲击强度低，经过改良以后，可以获得十分优异的综合性能，市场出售的产品均为其改良的产品.7、施播量的分析从输料口结构上分析可知,在一定范围内槽轮旋转越快,如下图所示：料斗内物料越松弛,越利于物料的流出,则料斗输出量越大;在一定范围内出料口开得越大,物料流出得越多;因此可以确定影响料斗输出量m的主要因素有出料口开口大小S、排肥拨盘转动的速度、料斗内物料的高度H。图7-17-1工作长度S对施播量m的影响,确定其他条件不变,记出料口全开时截面积是S0。通过调节带头螺母来调整出料口的工作长度S,测量料斗输出量m的大小。设槽轮的转数n=15r/min,料斗内物料高H=25cm图7-2图7-2工作长度S对施播量m的影响分析结果表明,其输出量m和工作长度S呈明显的正比关系,工作长度越大m变化越快,曲线的斜率越大。而S越小,斜率越小,主要原因是出料口变小后物料相互挤压摩擦,堆积在出料口附近,相互阻碍流动。7.2在其他条件不变的条件下,调整物料高度H,使之从10cm增加到20cm,测量输出量m的大小,并得到图2的曲线。图7-3图7-3料斗内物料高度H对输出量m的影响得到的曲线变化规律上可以看出随着出料口S的增大,料斗输出量m是增大的,结果符合理论。同时可以清楚地看出,物料高度H和输出量m呈反比关系,而斜率随着H的增大而减小。当H一定小时，由于物料堆积少,相对比较松弛,相互挤压摩擦力小,比较利于物料的流动,从而m值很大。由于田间施肥作业时机具每走一段行程都要准备足够的肥料,高度要大于20cm。3.3转速对输出量m的影响在确定其他条件不变的情况下,调整地轮的转速,可得到转速变化对料斗输出量m的影响。图7-4从图7-4可以看出,槽轮的转速n与输出量m呈基本的正比关系,随着转速的提高,输出量m增加。3.4不同物料对输出量的影响为了考察不同物料对料斗输出量的影响。在保持其他条件不变的时候,研究机具对不同物料的输出量大小。采用三种样品进行测量,试验结果如图4所示。图7-5图7-5不同物料对输出量m的影响，三条曲线从下到上分别为样品一、样品二和样品三,由于不同物料的比重不同,单位体积重量不同,得到的不同结果会有一定的差异,但总的来说同一种物料输出量m随着转数n的增加而增加。对于不同物料,颗粒小流动性好、密度大物料输出量较高,如在保持其他条件不变时样品二的输出量要大于样品一。8.ansys有限元分析8.1易损件的分析图8.2图8.38.2链轮的分析图8.3图8.45结论（1）课题所设计的小型农业施肥机是采用立式结构机身,它能很好的解决大中型施肥、播种机在小块地、山坡地或套种作物行间进行播种难以适应的情况（2）它采用了简单可靠的机构和通用的零部件,具有携带方便、使用可靠,耗材少、易加工、成本低并能满足广大老百姓。（3）部分易损件能够方便拆卸并且随时更换，进一步说明了它具有非常人性化的设计。（4）总体机构设计采用了通用机架，不但可以给农作物施肥，而且还能播种；一机能很好的完成多项作业，减少机具作业次数，降低劳动强度，提高了机械生产率。通用机架换装其它作业部件可完成多类工作项目，使整机具有广泛的通用性，提高了使用效率。致谢本次毕业设计从选题到完成历经两个多月，首先我要感谢我的指导老师金老师，在设计的整个过程中，我得到了金老师的大力支持和帮助，从设计选题到设计方法、思路都给予我细心的指导，在设计修改方面更是细致入微。从老师身上不尽学到了理论知识，更多的是待人接物与为人处世的道理。其严以律己，宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力，使人倍感温馨。在此真诚的感谢金老师。其次，还要感谢我们设计小组的同学，在设计过程中，我们互相讨论，加快了设计的速度，也从不同的设计题目中得到了知识的补充。最后，虽然本次毕业设计暂时可以告一段落了，但是我在这里还是要感谢在这四年里教导我的所有老师，没有他们传授的知识，就没有我今天的设计成果。感谢老师们的细心指导，感谢同学们的帮助，谢谢！在这里，祝愿你们在今后的生活和工作中身体健康、心想事成！参考文献[1]孙桓，陈作模主编.机械原理.第六版，高等教育出版社，2000.8[2]杨可桢，程光蕴，李仲生主编.第五版，高等教育出版社，2005.10[3]刘鸿文主编．材料力学．第四版，高等教育出版社，2004．9[4]机械工程手册编辑委员会主编．机械工程手册76．北京：机械工业出版社[5]张晋国，高焕文．免耕播种机新型防堵装置的研究FJ]．农业机械学报，2000，31(4)：33~35．[6]2]李海明，文佳，《现代农业机械装备》[M]，北京：中国农业科学技术出版社，2004．11．[7]詹友刚，洪亮，(Pro／ENGINEER中文野火版2．O产品设计通用教程》[M]，北京：清华大学出版社，2005．9．[8]陈立平，张云清，任卫群，《机械系统动力学分析及ADAMS应用教程》[M]，北京：清华大学出版社，2005．1．[9]邱宣怀主编．机械设计【M】．北京：高等教育出版社，1989[10]北京农业工程大学主编．农业机械学聊E京．旅业出版社，1989[11]日本农机学会主编．农业机械手册【hI】．北京：机械工业出版社．1991．[12](俄)卡那沃依斯基编，吴春江等译．收获机械【hI】．北京：中国农业机械出版社．1983．[13](日)江崎春雄著，姜颉雄译．割捆机和联合收割机【hI】．北京：机械工业出版社．1980．外文翻译HydorgenstorageinwindturbinetowersInternationalJournalofHydrogenEnergy29(2004)1277–1288RyanKottenstettea,JasonCotrellb;aSummerinternfromSantaClaraUniversity,1235MonroeSt,SantaClara,CA95050,USANationalWindTechnologyCentre,NationalRenewableEnergyLaboratory,1614ColeBlvd,Golden,CO80401,USAReceived18November2003;accepted15December2003Abstract：Modernutility-scalewindturbinetowersaretypicallyconicalsteelhydrogeninwhatwehavetermedahydrogentower.Thispaperexaminespotentialtechnicalbarrierstothistechnologyandidenti4esaminimumcostdesign.Wediscoveredthathydrogentowershavea“crossoverpressure”atwhichthecriticalmodeoffailurecrossesoverfromfatiguetobursting.Thecrossoverpressureformanyturbinetowersisbetween1.0and1:5mPa(approximately10–15atm)Thehydrogentowerdesignresultingintheleastexpensivehydrogenstorageusesalloftheavailablevolumeforstorageandisdesignedatitscrossoveranadditional$83,000beyondthecostoftheconventionaltower)andwouldstore940kgofhydrogenat1:1mPaofpressure.Theresultingincrementalstoragecostof$88/kgisapproximately30%ofthatforconventionalpressurevessels.PublishedbyElsevierLtdonbehalfoftheInternationalAssociationforHydrogenEnergy.Keywords:Windturbine;Tower;Hydrogen;Storage;Pressurevessel1.IntroductionLow-costhydrogenstorageisrecognizedasacornerstoneofarenewables-hydrogeneconomy.Modernutility-scalewindturbinetowersaretypicallyconicalsteelstructuresthat,inadditiontosupportingthenacelle,couldbeusedtostoregaseoushydrogen.Wehavecoinedthephrasehydrogentowertodescribethistechnology.Duringhours,electrolyzerscoulduseenergyfromthewindturbinesorthegridtogeneratehydrogenandstoreitinturbinetowers.Therearemanypotentialusesforthisstoredfuel.Thestoredhydrogencouldlaterbeusedtogenerateelectricityviaafuelcellduringtimesofpeakdemand.Thiscapacityforenergystoragecouldsigni4cantlymitigatethedrawbackstotheAuctuatingnatureofthewindandprovideacostectivemeansofmeetingpeakdemand.Alternatively,thehydrogencouldbeusedforfuelcellvehiclesortransmittedtogaseoushydrogenpipelines.Storinghydrogeninawindturbinetowerappearstohavebeen4rstsuggestedbyLeeJayFingershattheNationalRenewableEnergyLaboratoryAnextensionofthehydrogentowerideaistostorehydrogeninshorewindturbinetowersandposiblyevenfoundations.shorefoundationsareoftenmonopileswhichcouldpotentiallyprovidelargeamountsofstoragewithoutectingthepositioningladder,andpowerelectronics.AsimilarideaforgeneratingandstoringhydrogeninthebaseofaAoatingshorewindturbinewasproposedbyWilliamHeronemusinthe1970sHowever,thisstudyfocusesontheeconomicsanddesignofonshorehydrogentowers.Theobjectivesofthispaperareasfollows:(1)Identifytheparamountconsiderationsassociatedwithusingawindturbinetowerforhydrogenstorage.(2)Proposeandanalyzeacostectivedesignforahydrogentower.03603199/$30.00PublishedbyElsevierLtdonbehalfoftheInternationalAssociationforHydrogenEnergy.(3)ComparethecostofstorageinhydrogentowerstothecostofhydrogendtoragestorageinconwentionalpressurevesselsTherearemanycompetitivemethodsofstoringhydrogensuchasliquidhydrogenstorage,undergroundgeologicstorage,andtransmissionpipelinestorage.However,acomparisonwasmadeonlytoonestoragetechnologytolimitthescopeofthisstudy.Conventionalpressurevesseltech-nologywaschosenbecauseitisthemostwidelyavailableofthetechnologiesandthemethodmostlikelytobeusedforthemoderateamountsofhydrogenstorageconsideredinthisstudy.Thisstudyengagestheseobjectiveswithinthewiderwind-hydrogensystem,Variousbalanceofstationcostssuchastransportation,licensing,andpipingarethereforeoutsidethescopeofthisreport.Thispaperoutlinestheassumptionsmadeduringthisstudy,outlinesprimaryconsiderationsassociatedwithahydrogentower,highlightsdesigncharacteristicsofahydro-gentower,presentsseveralconceptualdesigns,andassessesthefeasibilityoftheconceptbasedoncomparisonstocon-ventionaltowersandpressurevessels2.Benchmarksandassumptions2.1.HydrogengenerationThisstudyassumeselectrolyzersgeneratethehydrogentobestoredinthehydrogentowers.Aswilllaterbedemonstrated,themosteconomicalpressuresforstorageinhydrogentowersarebelow1:5mPa.Thisstudyassumesthatprotonexchangemembrane(PME)andhigh-pressurealkalineelectrolyzerscanproducehtdrogenuptothispressurewithouttheuseofanadditionalcompressor2.2.ConventionaltowersWechosetousethe1.5-MWtowermodelspeci4edintheWindPACTAdvancedWindTurbineDesignsStudyasourbaselineconventionaltowerThistowerwasmodeledafteraconventionaltowerbuiltfromfourtapered,tubular,steelsectionswhichareboltedtogether.Conventionaltowersarebuiltbyweldingtogethercylingenerallydecreaseinstepsasthetowertaperstosmallerdiametersathigherelevations.Forsimplicity,theWindPACTtowermodelinsteadassumesthewallthicknesstapersinasmoothlinearfashion.Themodelassumesaconstanttowerdiameter/wallthickness(d=t)ratioof320.Inordertosavematerialcosts,ahighdtratioisdesirable.However,forratiosabove320,towersbecomesubjecttolocalwallbuck-lingproblems.Additionalassumptionsregardingthetowerarethatthediameteratthetopisconstrainedtobeatleast1=2ofthebasediameter;thesteelusedforthetowerwallshasayieldstrengthof350mPa(about50ksi);andthecostofthetoweris$1.50/kg[3].Forthepurposesofthisstudy,othercostswereincluded,suchasapersonnelladder($10/ft),andatoweraccessdoor($20004xedcost).ThemodeledtowerisshowninFig.1withatabulationofcriticalvalueslistedinTable1.2.3.ConventionalpressurevesselsIndustrialpressurevesselsfornoncorrosivegasesareof-tenbuiltofcarbonsteelsimilartothatusedinwindturbinetowerconstruction.Althoughthemosteconomicalpressurevesselgeometryislongandslender,vesselsareoftenlimitedbyshippingconstraintstoapracticallengthofabout25m.Thislengthlimitationmeansthatinordertobetterdistributethehigh4xedcostsassociatedwith4ttingsandmanways,pressurevesselsaredesignedwithrelativelylargediametersandhighpressureratings.Althoughhigherpressuresreducethecostperkgofstoredgas,higherpressuresInthispaper,storagedevicesareoftencomparedbasedonacost/massratio.Thisratioisthecost(indollars)ofastoragedevicedividedbythemassofdeliverablehydrogengasstored.Thecost/massratioisusedbecauseitismoreconvenientthanthecommonpracticeofcitingavolumetriccapacityandapressureratingforeachstoragedevice.Useofthecost/massratiodoes,however,makethegivenvaluesaccurateonlyforhydrogenstorage.Deliverablehydrogenistheamountofhydrogeninthestoragereservoirthatcanbeextractedduringthenormaloperationofthestoragefacility.Inpressurevessels,acertainamountofgasisrequiredtopro-videacushion.Thisisthevolumeofgasthatmustremaininthestoragefacilitytoprovidetherequiredpressurizationtoextracttheremaininggas.Insomescenarios,suchasundergroundstorage,thevolumeofinaccessiblegascanbesigncosttoInthisstudy,theectofthiscushiongasisneglectedwhencomputingthestoregaseoushydrogenbecauseitissmallwhencomparedtootherstorage-relatedcosts.Inaddition,thisstudymodelshydrogenasanidealgas.Thisapproximationissulcientlyaccurateforthelowtemperaturesandpressuresconsideredinthisstudy.3.HydrogentowerconsiderationsHydrogenstoragecreatesanumberofadditionalconsiderationsinwindturbinetowerdesign.Acceleratedat-mosphericcorrosiononthetowerinteriorandhydrogenembrittlementmayadverselyaectthetower’sductility,yieldstrength,andfatiguelife.Additionally,storinghydrogenatpressuresigni4cantlyincreasesthestressesonthetower.Therefore,wallreinforcementwilllikelyberequired.Astructuralanalysisisrequiredtoevaluatehowinternalpressuremaythetower’sdesignlife.3.1.CorrosionBothatmosphericcorrosionandhydrogenembrittlementwillecttheinteriorofahydrogentower.Conventionalwindturbinetowersareprotectedinternallyandexternallyfromatmosphericcorrosionbypaint.Whenatowerisusedtostoreapressurizedgas,however,itbecomessubjecttotheguidelinessetforthintheAmericanSocietyofMechanicalEngineers(ASME)BoilerandPressureVesselCode.Thecodestatesthatpaintisnotanadequateformofprotectionfortheinteriorofpressurevessels.Enoughmaterialmustthereforebeaddedtoanticipateatmosphericcorrosion.Fortunately,theinteriorofahydrogentowerisacontrolledenvironment.HydrogenfromaPEMelectrolyzerdoesnotcontaincontaminantsthatcauseatmosphericcorrosion(ofprimaryconcernaresulfurdioxideandchlorine).Theproducthydrogen(whichwouldbefullysaturatedwithwatervapor)couldbedriedtobelowthecriticalhumiditylevel(lessthan80%relativehumidity)atminimalcost.Undertheseconditions,atmosphericcorrosionwouldpenetratethesteel’ssurfaceatthenegligiblerateoflessthan0.01mperyear3.2.HydrogenattackOneofthetwoprimarymodesofcorrosionfailurewhensteelisexposedtoahydrogenenvironmentishydrogenattackAlthoughsomesourcesdonotdistinguishhydrogenattackfromhydrogenembrittlement(HE),othersourcesdistinguishthembytheirdieringresponsestotemperature.Itisimportantnottoconfusehydrogenattack,aphenomenonthatoccursonlyathightemperatures,withHE,aphenomenonthatprimarilydamagesmaterialsatambienttemperatures.Hydrogenattack,alsoknownashydrogen-inducedcracking,isaprocesswhereinhydrogendiusesthroughthesteel’slatticestructure,coalescingatvoidsandinclusionswherethehydrogenreactswiththecarbonpresentinthesteel.Thisresultsindecarburization,aswellastheformationofmethanegas.Themethanegasexertsaninternalpressure,causing4ssuresorinternalcracking.Hydrogenattackdoesnotoccurbelow200℃;forthisreasonitiscommonlycalledhigh-temperaturehydrogenat-tack.Itisanticipatedthathydrogenstorageinturbinetowerswillbeatornearambienttemperatures(25℃–30℃3.3.HydrogenembrittlementThetermhydrogenembrittlementiscommonlyusedtodescribehydrogenenvironmentembrittlement(HEE)andinternalhydrogenembrittlement.HEEiscausedbysubjectingmetaltoahydrogen-richenvironment.Duringinternalhydrogenembrittlement,hydrogenisproducedinsideametal’sstructure,usuallybyaprocessingtechniqueandisunlikelytoberelevanttohydrogentowers.ThetermhydrogenembrittlementwillrefertoHEEfortheremainderofthispaper.HEEisaprocessinwhichatomichydrogen(HasopposedtoH2)adsorbstoametal’ssurfaceandcausesbrittlefailurebelowtheyieldstrengthofanaectedmaterial.ManyfactorsinAuenceacompo-nent’ssusceptibilitytohydrogenembrittlement.Thosefactorsrelevanttoturbinetowersconsistofenviron-mentalectsincludingtemperature,pressure,andhydrogenpurity,aswellasmaterialpropertiesincludinggrainsize,hardness,andstrength.Thissectionexplorehowhydrogenembrittlementmayectahydrogentower.Evidencesuggeststhat,unlikehydrogenattack,hydrogenenvironmentembrittlementmaybemostsevereatambienttemperaturesLikehydrogenattack,however,HEEbecomesmoreseverewithincreasingpressure.TestdatasuggeststhatthedegreeofembrittlementisproportionaltothesquarerootofhydrogengaspressureThissuggeststhatdesigningturbinetowersforrelativelylow-pressurestoragemayhelppreventhydrogenembrittlement.Itisfortunate,therefore,thatthestoragepressuresunderconsiderationareonlyabout10%ofhydrogenpipelineoperatingpressures.HydrogengaspurityisanothermajorenvironmentalfactorcontrollingHEE.Experimentalevidencehasshownthatcrackpropagationinastressedspecimencouldbecontrolledbytheintroductionofoxygenintothehydrogenenvironment.Investigatorsdemonstratedthatacrackpropagatinginapurehydrogenenvironmentcouldbestoppedwiththeintroductionofaslittleas200ppmoxygenatatmosphericpressureBecausethemethodofH2productionunderconsiderationisviaanelectrolyzer,gaswillbereadilyavailable.Al-thoughaddingtoH2canresultinanexplosivemixture,addingthenecessarylevelsofisexpectedtohavelittleectonsafety.Thisisbecausetherequiredoxygencon-centration(approximately200ppm)isfarabovetheuppercombustiblelimitofhydrogeninoxygen(94%byvolume).Twohundredppmoxygeninhydrogenrepresentsonly0.02%(byvolume)oftheoxygenrequiredtocreateanexplosiveenvironment.SteelcomposedoflargergrainswithprecipitatesheavilyconcentratedalonggrainboundariescanalsoexpediteHEEbecausetheyallowforeasierdiusionofhydrogenthroughthemetal’slatticestructureTheSourcebookforHydrogenApplicationslistspropercontrolofgrainsizeasasuccessfulmeasureofHEEpreventionGrainsizeiscontrolledinthesteelformingandtreatmentprocess.Fortunately,selectionofsteelplatewiththeappropriategrainsizeisnotanticipatedtobediLcult.Increasedmaterialhardnesscanalsomagnifytheectsofhydrogenembrittlement.Typically,hardnessisincreasedbycausingresidualtensilestressesinamaterial’ssurfacethroughtreatmentslikeforging,coldrolling,orwelding.Theoretically,whenhydrogenadsorbstoamaterial’ssurface,itdecreasestheenergyrequiredtoformasurfacecrackThecombinationofthesetw