果園履带运输机设计稿说明书毕业设计稿.docx

摘要我国果园多采用单户小面积栽植方式，普通农业机械的果园通过性低，果园管理作业几乎都要靠人工来完成，工作效率非常低，直接影响着果树的生长、果实产量、果品质量及果农经济效益。近几年随着我国果树栽培模式的变革，一些新建果园采用矮砧密植型栽培模式，并对传统的乔砧密植型果园进行间伐提干改型，为果园机械化作业提供了发展条件。本课题针对果园作业机械现状及其需求，通过对国内外多功能果园作业机械发展现状调查分析，结合园艺技术，研究设计了专门用于辅助果树修剪、植保、果实采摘、运输等具有一机多用型的果园作业平台。所做主要工作包括：根据果树栽培模式及园艺要求，确定多功能果园作业平台的总体设计参数，根据机具的作业环境，采用履带式行走机构，在分析履带式行走机构和剪叉式升降台的工作原理的基础上，通过运动学和动力学知识确定总功耗等基本参数。关键词：果园；作业平台；底盘AbstractBecauseofourorchardsaremostlyplantedasmallareaofsingle-familyway,commonagriculturalmachineryhardtocrossorchard,orchardmanagementpracticeshavetorelyonmanualmethods,workefficiencyisveryIOW,directlyaffectstheimpactonfruitgrowth,yield,fruitqualityandeconomicefficiencyoffarmers.AsChinafschangeofapplecultivationmodelinrecentyears,somenewtypeofconventionalorchardsJoeanviltypehighdensitythinningtomentiondryvariant,providesforthedevelopmentofmechanizedorchardconditions,operations,throughthedevelopmentofdomesticandinternationalmulti-orchardoperatingmachinerysurveyanalysis,Combinedwithhorticulturaltechnology,researchanddesignspecificallyforsupportingfruittreespruning,plantprotection,fruitpicking,transportationandothermulti-purposeorchardoperatingplatform.Mainworkdonebythispaperinclude:Accordingtofruitgrowingandgardeningrequirementsmodelparameters,accordingtothemechanicaloperatingenvironment,usingacrawlerrunninggear,intheanalysisofcrawler-typerunninggearandscissorliftworkplatformbasedontheprinciple,kinematicsanddynamicsdeterminedbythetotalpowerconsumptionofthebasicparameters.Keywords:orchard;platform;batholith引言为了减少劳动强度，提高农民劳动热情，增加果园产量，降低果实收获运输成本，实现现代农业的机械化，一种果园运输机械将成为一种迫切的需求。我国南方果树种植大部分在山地地区，由于地形的制约，传统的道路运输（如拖拉机）不能很好的满足运输要求，并且带有一定的危险性。目前市场上没有可采用的果园运输机械国内外学者对如何克服各种不利因素，开发出适应山区果园条件的运输机械，进行了大量的研究与探讨，如铺设单轨道与双轨道山地的果园运输机。这种山地运输机械具有运输量大、效率高的基本特点；但轨道只能铺设在主要干道上，在果树丛中是无法铺设轨道的，运输时也只能将所运物料装卸在临近轨道的路边。如何创新性地开发一种适应于华北山区果园条件,适于中老年人操作的，能在果园树丛间自由穿行，并能对果品、肥料、杂草、枝杈等进行运输作业的省力化车型，是本课题研究的主要落脚点。为此本文设计山区果园运输机械的行走机构设计。用，可以减轻机器的震动，延长机器使用寿命。履带中部厚、两侧渐薄的结构设计使其转向更为灵活。使用橡胶履带能改善农业机械与建筑机械等机械的行驶性能，扩大其使用范围。1.2果园机械发展历史果园农机与农艺孤立，未能有机融合国内外实践表明，农机农艺融合，相互适应，相互促进，是建设现代果业的内在要求和必然选择。目前，我国农机与农艺专家之间缺乏交流，果树种植和栽培管理模式与机械装备不能相互配套问题特别突出。果园标准化主要是从农艺角度开展，缺乏对机械装备和设施的考虑，没有预留机械装备和设施的安装及使用空间；同时果园机械装备的研发缺乏针对性，严重影响果树机械化生产的推广应用，大规模机械化作业实现十分困难。橡胶履带(rubbertrack)是为了适应近代各种机械技术发展，模拟金属履带而研发的跨机械、橡胶专业的新型行走部件。橡胶履带的发展历史是橡胶制品不断配合和满足各种机械发展的历史。在上世纪60年代日本一家农业机械制造公司(ISEKl)的工程师提出设想，委托橡胶企业(BRIDGESToNE)开发了第一条替代金属履带的橡胶履带，并应用在水稻收割机械上。由于橡胶履带比重轻，机器的接地比压较小，收割机可以在泥水的稻田中工作，从而使水稻机械化收割得以推广。经几十年的发展，日本发展成为橡胶履带的主要生产国家，以BRIDGESTONE(BS)>FUKUYAMA(FRC)为代表的橡胶履带制造厂，在产品品质、规格品种、市场知名度及份额上都占有排头的地位在世界上发达国家使用橡胶履带作为行走部件较为普遍，使用橡胶履带多的国家和地区依次是日本、北美、欧洲。我国橡胶履带开发研制工作始于20世纪80年代末期，是利用日本BS和FRC技术发展起来的。BS在中国等国家均有工厂生产橡胶履带。FRC与中国杭州橡胶(集团)公司永固橡胶厂建立技术合作关系，永固厂现己发展成大型橡胶履带生产基地，向全世界供应橡胶履带。我国先后在杭州、镇江、沈阳、开封及上海等地成功开发了多种橡胶履带，用于农业机械、工程机械和输送车辆等，并形成了批量生产能力。目前，估计全国新机械橡胶履带特别是农用橡胶履带的3 .抗振性：消除振源是减轻振动和降低噪声的最好办法。橡胶履带振动与其节距、转轮数及其配置、重心位置、胶料性能和花纹构形有关。设计时要对这些因素进行最佳匹配，且花纹块节距小且高度低的较好。4 .耐久性：表现为橡胶履带耐磨损切割、穿刺、龟裂和碎裂的能力。目前为止，橡胶履带仍属易损件。除传动件和牵引件的品质外，强力保护层与橡胶弹性体的性能也是影响橡胶履带耐久性的重要因素。橡胶胶料不仅要有良好的物理性能、动态疲劳性能、抗应力集中和耐天候老化性能，还需要具有与传动件和保护层间优异的粘合强度。对于某些特殊产品，还要求有耐盐碱、耐油、耐寒、和防火阻燃等特殊功能。提高橡胶履带的耐久性能是一项非常艰巨的任务。2.6 橡胶履带结构配置橡胶履带的结构配置如图2-6,橡胶履带的结构特征见表2,橡胶履带驱动轮配置如图2-7o图2-6橡胶履带结构配置图2.7 国内橡胶履带生产方式我国橡胶履带在生产制造工艺方面，基本可以归结为两种方式：一种为钢丝帘无接头式。此种方式通常采用单根缠绕生产钢丝帘布，平板硫化机一次硫化。此种生产方式的优点是，橡胶履带伸长小、履带节距稳定性佳、芯金与机械齿轮配合好，履带整体的抗拉强度高，工艺简便，设备投资少。缺点是影响履带质量的生产工艺因素比较多，一次硫化部位最佳硫化程度不易控制、偏差大、生产效率低、劳动强度大。另一种为钢丝帘有接头式。此种方式通常采用挤出机（或压延机）生产钢丝帘布，平板硫化机硫化带体，再搭接成环形体接头硫化。此种生产方式的优点是工艺先进、设备的机械化与自动化程度高、生产效率高、劳动强度低。缺点是履带接头搭接部位厚度偏差大、钢丝起锈、钢丝帘线与带体的橡胶之间在接头部位易产生相对滑移。2.8 履带行走机构的附着性能带支撑面下的土壤受到和F大小相等、方向相反的剪力。1）增加履带支撑面积不仅可以增大F值，而且在相同的F值时可以减小滑转率。2）相同的履带支撑面积，采用狭而长的履带比宽而短的履带附着性能要好。但是加长履带支撑长度将使机械转向困难，在现有的转向机构没有根本改变前，履带支撑段不可能做得很长。影响履带行走机构附着性能的因素，除去土壤性质、履带支撑面的长度和宽度外，主要还有机械重量、履刺高度及履带支撑面上比压的分布。增加机械重量可以改善附着性能，尤其是在砂质土壤上。但是采用这种方法不可避免地要增加滚动阻力，而且机械重量不能超过一定限度，否则引起土壤结构的破坏，反而使附着性能变坏。增加履刺高度可以增加土壤受剪切作用的侧面受剪面积，从而改善附着性能。对于纯摩擦性土壤,例如干砂，其粘结系数UO,土壤的侧面受剪面上正压力很小，因此其剪切强度接近零，增加履刺高度就没有效果。反之，在粘性土壤中,履带支撑面上比压的分布对附着性能有较大的影响。一些试验的结果表明,当比压在整个履带支撑区段呈线性分布，而且其合力在履带支撑长度中心后面1/10处时，可得到最大切线牵引力。止履带行走机构零件过载，并能够减小履带振跳。在设计履带行走机构时，履带必须要有合适的张紧度，张紧度过大会增加履带销与销套以及各轴承间的摩擦力，加快磨损；张紧度过小会引起履带振跳，降低行驶稳定性，在转弯或倒退过程中甚至引起履带脱轨，因此液压张紧缓冲机构的设计具有重要的意义。4.1 张紧装置结构组成运输机的履带液压张紧机构在履带行走机构的前端，主要由张紧液压缸、注油阀和蓄能器等组成。液压油是不可压缩液体，必须依靠蓄能器来转换蓄积的压力能。将预充氮气的蓄能器接到张紧液压缸的回路上，当张紧液压缸压力升高时油液被挤入蓄能器，气体被压缩，使张紧液压缸压力上升到新的平衡点而停止；当张紧液压缸压力下降时压缩空气膨胀，进而将油液压回张紧液压缸，压力下降到新的平衡点而停止，达到了减缓压力上升下降的目的。图4-2为一种运输机履带用液压张紧缓冲机构。1.张紧液压缸；2.注油阀；3.蓄能器图4-2液压张紧缓冲机构张紧液压缸为单作用液压缸，蓄能器为隔膜式蓄能器。蓄能器的一端预充有压缩气体，另一端与张紧液压缸相连，在注油阀处可以向张紧缓冲机构内部注入液压油，液压油进入液压缸和蓄能器连通的内部。在履带受到冲击时，引导轮可以向后移动推动张紧液压缸的活塞杆，此时液压油的压力高于隔离气体的压力，油液进入蓄能器，将冲击能量转化为压力势能；当冲击消退时，蓄能器将油液压回张紧液压缸，推动活塞杆使引导轮张紧履带，恢复到正常的张紧力。4.2 运输机前进时液压张紧机构的张紧力运输机在工作过程中履带行驶方向始终在前进的方向上，运输机前进时履带各段的受力情况如图4-3所示。F一履带拉力；T一驱动力；FQ前进时的张紧力图4-3运输机前进时履带各段受力情况履带的上方区段为松边，履带对引导轮的作用力由靠近引导轮端的履带段的下垂量来确定，最大下垂量可认为是在履带段L的中间点，下垂量一般取为：h=(0.0150.03)L式中：h履带的下垂量，mm；L引导轮与托链抡之间的距离，mmo本设计中去L=500mm,则h=(0.0150.03)L=7.5-15,本设计取h=10mm履带对引导轮的作用力F由下垂段的履带板在重力作用下产生的拉力来确定：h式中：F履带对