离心式撒肥机撒肥部件研究设计

维普资讯 http://www.cqvip.com ２００６年ｌ０月　农机化研究　第ｌ０期　离心式撒肥机撒肥部件研究设计　秦朝民　，刘君辉　（１．新疆农垦科学院农机所，新疆石河子８３２０００；２．新疆天富热电股份公司，新疆石河子８３２０００）　摘　要：通过分析推肥板在撤肥圆盘上的布置对肥料颗粒在撤肥圆盘上运动的影响，得出推肥板在撤肥圆　盘上的布置形式。计算了肥料颗粒的抛撤半径。据此设计了一种离心式撤肥机用的撤肥部件，并简介了撤　肥部件的结构及参数的确定。试验及大面积生产考核证明，该离心式撤肥部件效率高，肥料撤施均匀，能　够满足新疆兵团农场对全耕层施肥的要求。　关键词：农业工程；离心式撤肥机；设计；撤肥部件；性能试验　中图分类号：￥２２４．２２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００３—１８８Ｘ（２００６）１０—０１００—０３　ｏ　前言　在新疆兵团的农业发展中，农作物的种植方式、　栽培技术、灌溉措施等都发生着深刻的变化，其中　之一就是水肥运筹的科技含量增加，即由大水漫灌　变为细流沟灌或小畦灌，再发展到喷灌、滴灌，施　肥方式由多次追肥变为现在的全层深施肥…。目前，　２　撤肥圆盘、推肥板、推肥辅　板及接盘等组成如图１所示。　／　／一ｕ　ｌ　．／／一　２ｃ　全层深施肥已成为新疆兵团各垦区农业生产的必要　作业环节，是实现棉花等作物增产增收的重要手段。　滴灌技术在新疆兵团已经推广应用，滴灌施肥使用　　’的是滴灌专用肥，部分作物需要的有机肥料不易融　于水。随滴灌施肥有困难，因此要求实施膜下滴灌　的地块在秋翻时进行全层施肥　。而在全层施肥时，　外槽轮式和搅龙式　施肥机因作业效率较低和肥料　施撤不均匀等因素，影响了施肥效果。针对上述情　况。设计了２ＳＦ一１０离心式撤肥机，并对该机主要　工作机构一撤肥部件的设计过程进行了介绍。　１．擞肥四盘２．推肥板３．推肥辅板　圈１一心式撒Ｅ舔件　２．２撒肥部件零件参数的确定　据资料介绍Ｈ　，撤肥圆盘直径的取值范围为　５００　６００ｒｍ。撤肥盘距地面高度在８００ｍｍ左右，撤　１　工作过程　操纵肥量控制机构将肥箱下肥口打开，肥料靠　肥盘转速为５４０　７００ｒ／ｍｉｎ。参照国内外同类机型　及经验。设计时取撤肥圆盘直径为５３０ｒｕｎ，离地面　自重下落到撤肥部件上；拖拉机动力输出轴将动力　经万向节与传动轴传递到撤肥部件；撤肥圆盘以一　定速度旋转，肥料颗粒在自身离心力和推肥板推力　的作用下抛落在地表，再经耕整机组耕翻于土层，　完成全层施肥作业。　高度为９３０ｍｍ。　撤肥圆盘转速过大，作业时粉状或小颗粒肥料　易漂移，造成肥料的损失，而且污染环境。本设计　中将撤肥圆盘转速确定在８５０ｒ／ｍｉｎ左右。　２．３推肥板的布置形式　根据推肥板在撤肥圆盘上的４种布置情况，对　肥料颗粒的运动进行分析。　２．３．１　撤肥圆盘上不设推肥板　首先分析肥料颗粒在旋转的撤肥圆盘上的运　动。‘假定肥料颗粒被传送到Ａ点，离撒肥盘旋转中　心的距离为ｒ（如图２（ａ）所示），根据力学原理，只　要　ｇ≥Ｊ，ｌｒ∞：，肥料颗粒将留在撤肥盘表面上。式　１００．　２撒肥部件的设计　较藕日期：２００５—１卜２Ｏ　基金项目：新疆农垦科学院青年科学基金项目（青ｏ０ｌ—ｌ２）　作者筲介：秦朝民（１９６４－）。男．新疆石河子人，副研究员．（Ｅ一　－ａｉ１）１　ｉｕｊｕｎｈｕｉ８９６●ｓｏｈｕ．ＣＯＢｏ　．维普资讯 http://www.cqvip.com ２００６年ｌ０月　农机化研究　第ｌ０期　中　为摩擦系数，用为肥料颗粒质量，　为圆盘角　速度。　经过　。路程后，颗粒的绝对速度　垂直于通　过Ａ。点的切线方向，可分解为与曲线相切的　和　。　／　因为　，所以当一≤　、／等时，颗粒就将　盘的半径为ＯＡ。，颗粒被撒肥盘抛出的初速度用　同撒肥盘一起以ｒ为半径旋转，这时肥料颗粒不会　离开撒肥盘表面。　因此　值很小，撒肥区的宽度也很小。　２．３．２撒肥圆盘上安装径向推肥板　表示相对速度，　表示传送速度。如果撒肥　表示，矢量　和　在曲线上各点具有不同的方向，　当一＞　、了【Ｉ／　ｒ丝时，肥料颗粒将克服摩擦滑动阻　　力在盘面上沿曲线　：移动，颗粒与撒肥盘面之间　也存在着滑动。根据滑动值的不同，曲线　：可成　假定肥料颗粒被送到撒肥盘表面Ａ点时（如图　２（ｂ）所示），遇到以一定速度旋转的推肥板，结果被　推肥板撞击并推到撒肥盘边缘，然后以　的速度被　为不同的路线。　：为肥料颗粒沿撒肥盘表面移动　的相对轨迹，ＡＢ为肥料颗粒运动的绝对轨迹。　抛出撒肥盘。从图２（ｂ）中可以看出，在克服摩擦阻　力的情况下，撒肥圆盘以同样的角速度　旋转，安　装径向（０。）推肥板时的肥料颗粒抛出速度比不安装　　．推肥板时要大。　２．３．３撒肥盘上安装成斜角的推肥板　撒肥盘安装成斜角的推肥板有两种情况：一种　是呈负角度安装；另一种是呈正角度安装。　Ｄ　ｔ　假定推肥板相对半径呈一个负角度，安装（如　，　图２（ｃ）所示），相对速度可分解为两个分速度　（ａ）撒肥盘上不安装推肥板　ｓｉｎ　和　ＣＯＳ　，而颗粒的绝对速度可用下式表　示。即　－　－　－　＝Ｆ￣ｃｏｓｖ＋　式中　＝　一　ｓｉｎ７　由于　ｃｏｎｓ　＜　（如图２（ｃ）所示），因此颗　粒抛离倾斜安装呈负角度的推肥板的速度就小于推　肥板径向安装时的速度，从而撒肥宽度也较小。如　果推肥板按照图２（ｄ）所示呈一个正角度安装，则　ｏ＝　＋　Ｓｉｎ　所以，合成速度　比推肥板按径向安装时大，　撒肥幅宽也较大。　根据以上计算和分析，本设计中撒肥装置采用　撒肥盘安装推肥板的形式，并且推肥板的布置采用　角度可调节的方式，交错安排在－２０。　４５‘之间。　３肥料颗粒的抛撒半径　影响肥料颗粒运动的主要因素有３个，即肥料　与推肥板之间的摩擦系数、肥料与撒肥圆盘之间的　摩擦系数和肥料颗粒的形状（圆球状、圆柱状等）；　运动形式有滚动、滑动或两者的合运动。　如果忽略肥料颗粒与推肥板及撒肥圆盘的摩擦　作用…，肥料颗粒离开撒肥圆盘的速度为　．　ｖ：√　根据抛体运动方程有　（ｄ）撒肥盘上以，角安装推肥板　：　圈２推肥板在撤肥盘上的布置形式　－１０１－　维普资讯 http://www.cqvip.com ２００６年１Ｏ月　农机化研究　第１Ｏ期　这里，ｙ＝０．９３ｍ，珊＝８９ｒａｄ／ｓ，ｒ＝０．２６ｍ，　少。在理想情况下，扇形半径等于计算半径。为了　保证撒肥的均匀性，每次撒肥时在扇形的边缘应有　一＝Ｒ，Ｒ为肥料颗粒的最大抛撒半径，可以计算出Ｒ　＝１４．２５ｍ。　定的重叠量，因此实际撒肥幅宽小于扇形直径。　试验时。肥料抛撒半径小于理论计算值，而且　抛撒半径与肥料颗粒的质量有关。例如，推肥板在　原始位置。即不增加长度，用尿素试验，尿素颗粒　质量较小。抛撒半径在５—６ｍ；用颗粒复合有机肥　试验，肥料颗粒较大，抛撒半径在７—１０ｍ（如表１　所示）。　裹１　田问试验结果　２００３年秋，在新疆兵团农６师新湖６场作业　１３３．３ｈｍ。，２００４年在该场作业４００ｈｍ。，作业情况均　良好。　５　结论　１）推肥板在撒肥圆盘上的布置形式影响着离　心式撒肥部件的撒肥性能。　２）该撒肥部件实际撒肥半径小于计算值，而且　与肥料颗粒质量相关。　３）生产和试验证明，该撒肥部件工作效率高、　作业成本低，符合新疆兵团农场对全层施肥的要求。　４）本文分析的肥料颗粒在撒肥圆盘上的运动　施撒颗粒质量小的肥料时，可以通过调整推肥　仅涉及到单个肥料颗粒的情况。实际工作时，肥料　相当多，肥料颗粒相互碰撞与摩擦，不会从推肥板　上弹回，运动情况是很复杂的，在这方面还有待进　一辅板、增加推肥板总长度等措施使抛撒半径增大。　４试验及生产考核　田间性能试验进行了两次，一次在新疆农垦科　学院作物所试验站１号棉花茬地，试验用肥料为尿　步地研究和探讨。　参考文献：　［１］　邓福军。金宝福，陈　谦。等．棉花种植方式的优化　选择［Ｊ］．新疆农垦科学，２００２（４）：１－４．　素和磷酸二铵的混合肥。两种肥料混合比例为１：１，　肥料的流动性较好；另一次在新疆农垦科学院作物　所２号棉花茬地。试验用肥料为磷酸二铵（１　１％）、　硫酸钾（１４％）和颗粒复合有机肥（７５％）３种肥料　的混合物。复合有机肥呈长圆柱状。试验表明，各　［２］　囝　宏。孔新军。查新玲，等．棉花膜下滴灌（加压式）　。机械化技术推广［Ｊ］．新疆农机化，２００４（６）：５０－５１．　［３］　李昶杰．化肥深施技术［Ｍ］．北京：北京科学技术出　版社。１９９５．　项技术性能指标达到了设计要求，测量数据见表１　所示。　［４］　Ｈ．伯纳斯基．耕作播种与植物保护机械［Ｍ］．北京：　机械工业出版社。１９８５．　肥料经撒肥部件抛撒在地表成同心圆扇形的区　域内，肥料的分布规律是扇形中心处多而边缘处　［５］　２ＳＦ一１０离心式撒肥机鉴定文件［Ｒ］．新疆农垦科学　院农机研究所，２００３．　Ｓｔｕｄｙ　ａｎｄ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｎ　Ｓｐｒｅａｄｉｎｇ　Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　Ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ　Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ　Ｓｐｉｎｎｅｒ　ＱＩＮ　Ｃｈａｏ．ｍｉｎ　．ＬＩＵ　Ｊｕｎ—ｈｕｉ‘　（１．Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｘｉｎｊ　ｉａｎｇ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　ａｎｄ　Ｒｅｃｌａｍａｔｉｏｎ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，　Ｓｈｉｈｅｚｉ　８３２０００，Ｃｈｉｎａ；２．Ｘｉｎｊ　ｉａｎｇ　Ｔｉａｎｆｕ　Ｔｈｅｒｍｏ－ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｓｈｉｈｅｚｉ　８３２０００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｏｎｅ　ｋｉｎｄ　ｏｆ　ｓｐｒｅａｄｉｎｇ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｔｈａｔ　ｉｓ　ｓｅｔ　ｏｎ　ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ　ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ　ｓｐｉｎｎｅｒ，ａｎｄ　ｂｒｉｅｆｌｙ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｔｈｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｐｒｅａｄｉｎｇ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ．Ａｆｔｅｒ　ｈａｖｉｎｇ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｔｈａｔ　ｐｕｓｈｅｒｓ　ｗｅｒｅ　ｓｅｔ　ｅｘｅｒｔｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｍｏｔｉｏｎ　ｏｆ　ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ　ｋｅｒｎｅｌｓ，ｇｏｔ　ｔｈｅ　ｆｏｒｍ　ｏｆ　ｐｕｓｈｅｒｓ　ｗｅｒｅ　ｓｅｔ　ｏｎ　ｓｐｉｎｎｅｒ　ｐｌａｔｅ．Ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ　ｔｈｅ　ｒａｄｉｕｓ　ｏｆ　ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ　ｋｅｒｎｅｌｓ　ｗａｓ　ｓｐｒｅａｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ　ｔｙｐｅ　ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ　ｓｐｒｅａｄｅｒ；ｄｅｓｉｇｎ；ｓｐｒｅａｄｉｎｇ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ；　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｔｅｓｔｓ　．１０２．．