1葡萄園小型開溝機的設計學生：陳欽義指導老師：楊文敏（湖南農業大學東方科技學院，長沙410128）摘要：本文介紹了開溝機在我國多個行業生產中的應用及重要意義及一些國內外的發展現狀，并著重講解了葡萄園小型開溝機在葡萄園中應用的意義。因此本文設計葡萄園小型開溝機，它主要由柴油機、行走底盤、傳動系統、工作部件組成。工作部件為立式螺旋刀，其特點是結構簡單部件緊湊、動力消耗少，步行速度快，能很好地適應葡萄園作業環境，提高勞動效率。關鍵詞：開溝機；挖溝機；園藝機械；葡萄園；工程機械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關鍵詞：11前言21.1課題研究的目的和意義21.2國內外研究現狀及發展趨勢21.2.1國外開溝機研究現狀21.2.2國內開溝機一科現狀61.2.3國內外開溝機發展趨勢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柴油機的初步選擇103螺旋刀具的設計113.1開溝機刀具總體結構要求113.2開溝刀具參數設計113.2.1開溝刀具結構幾何參數確定113.2.2開溝刀具運動參數的設計123.3螺旋開溝刀具結構結論204螺旋開溝機結構設計計算值204.1總體方案的設計204.2主要零部件的設計224.2.1鏈輪設計及其參數表10224.2.2鏈輪軸的設計245設計總結26參考文獻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的重要品種，改革開放和農村產業結構的調整促進葡萄產業的發展，特別是近十年，葡萄種植面積和產量一直呈上升趨勢。據農業部資料統計，2002年全國葡萄栽培面積392.4千公頃萬畝，產量448萬噸，種植面積居世界第六位，產量居世界第五位，己在世界葡萄產業中占有一席之地。我國葡萄生產以鮮食為主，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的一個重要產業，年產量14.5萬多噸，世界排名第十名。葡萄產業的快速發展，也帶動了葡萄生產作業機具研究和開發。各類葡萄作業機具近年來相繼研發成功，并逐步推廣應用。我國葡萄生產機具的開發雖具有了一定的基礎，但與葡萄產業化發展需求還有很大差距。開溝機是巖土定形結構施工的專業工程設備，廣泛用于通訊電纜、石油電線、農田水利以及軍事等工程建設的連續開溝作業。隨著社會經濟的飛速發展和生產機械化程度的提高，市場也迫切需要一種取代人力和通用挖掘機的專業開溝機械。多年來，我國對專業開溝設備的研發投入不足，專業開溝設備品種單一，應用范圍狹窄，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挖掘層面。人工或通用挖掘機開溝，不僅施工速度慢、效率低、勞動強度大、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。而進口專業開溝機價格昂貴，極大制約了國內用戶的需求。因此研制出滿足農戶需求、價格低廉的葡萄園專業開溝設備是非常必要的。1.2國內外研究現狀及發展趨勢1.2.1國外開溝機研究現狀國外開溝機的發展已有六十多年的歷史，主要以美國、原蘇聯、法國、英國和意大利等國家發展較快，美國和原蘇聯是最早使用開溝機的國家。最早的開溝機為鏵式犁開溝機，然后是圓盤式開溝機。圓盤式開溝機是用一種與鏵式犁相似的無犁鏵的深溝機，開挖窄而深的溝，以圓盤式拋撒機開梯形溝。目前開溝機的主要開溝機具有兩種，一是鏈式開溝機具，用于開挖窄深溝；二是立式銑削輪機具，用于開挖深寬溝。國外開溝機的種類很多，適應各種不同施工的需要。最小的開溝機功率僅有幾千瓦，最大的功率達到1100kw，質量136t。此外根據用戶的不同需求，可在開溝機上配置諸如推土板、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境。在較先進的挖溝機上，廣泛應用靜壓傳動、電子調平，自動功率控制等高新技4術。國外專用開溝機需求量逐年增大，僅美國就有DitchWitch,Vermeer,Case,Roccaw,TrencorJetco,Tesmec,Cleveland和Carptal等十多家公司生產開溝機，共有一百多種。僅以以下幾家有代表性的公司產品為例說明其發展和研究狀況。美國CASE公司挖溝機。CASE公司目前有7種車型、60個系型的挖溝機，圖1、圖2為目前CASE公司應用比較廣泛的860和960兩種挖溝機機型。表1為CASE公司幾種挖溝機參數。表1CASE公司的幾種挖溝機參數Tab.1CASEstableseveralparametersditcher型號參數560660860功率/kw384564整機質量/kg317546745761挖溝深度/m1.831.832.13圖1CASE公司560型挖溝機圖2CASE公司860型挖溝機Fig.1CASEcompanyditcher860Fig.2CASEcompanyditcher960美國溝神DitchWitch公司開溝機。溝神公司開溝機共有7大類50多種型號，最大開溝寬度可達15m，最大開溝深度可達8m，可在硬巖層、凍土層等各種地層條件下精確、高效的作業，適用于各種大、中、小型管道及線纜的鋪設施工。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施工，具有優異的冷卻、潤滑、排屑、護孔等功能，確保施工順利進行。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中自動進行速度測量，利用裝在挖溝裝置上的傳感器監控溝深，便于在均勻的深度上鋪設管線，實現開溝與測深同步進行，克服了人工測深的困難，提高了工作效率與5測量的準確性。美國VERMEER公司開溝機。VERMEER公司PT系列開溝機是最新研制的系列靜液壓驅動開溝機，被廣泛應用于露天開采等多個行業。其中最新研制的RT450和RT650型開溝機均用靜液壓驅動。VERMEER公司以開發輪斗式開溝機見長，例如V120、V8550、V8100型輪胎式四輪轉向多功能開溝機（如圖3），其性能參數見表2。此類輪胎式四輪轉向多功能開溝機可以滿足各種復雜工況的要求。該類開溝機動力強勁，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要求，該類開溝機可提供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。履帶式開溝機是專門為溝深、管徑大的大型工程項目而設計，特別適于在堅硬和施工難度大的地質條件下開溝作業。美國VERMEER公司系列履帶式開溝機適用性強，其主要產品的技術參數如表3所示。其中V120、V8550A及V8100型履帶式開溝機如圖4，對應參數見表4.圖3VERMEER公司輪胎式四輪轉向多功能開溝機Fig.3VERMEERtire-stylemulti-functionsteeringwheeltrencher表2Vermeer公司輪胎式開溝機幾種