悬挂式水田筑埂机及其关键部件研制与试验

第一篇：悬挂式水田筑埂机及其关键部件研制与试验

悬挂式水田筑埂机及其关键部件研制与试验

0 引 言

水田淹灌是将灌溉田地划为田格，在田格周围修筑田埂，灌水后保持一定厚度的水层自上而下浸润土壤。筑埂是实现水田淹灌的关键，坚实合理的田埂不仅能保证水稻对水分的需求，还可以大大节约水资源，减少水资源的浪费。水田筑埂属于水稻生产过程的整地环节，也是水稻生产机械化的重要环节。

对于水田筑埂技术的研究，日本处于世界领先水平，其筑埂机具主要分为3种形式：第1种筑埂机通过升运叶片将土壤升起，借助机具上面和侧面的抹埂板将泥土贴抹到田埂的上部和侧部；第2种筑埂机通过螺旋犁将稻田泥土横向地输送，用培土板推向田埂，借助于上面和侧面的镇压辊和镇压板来压平和抹平；第3种筑埂机采用横切旋耕器，切削旧田埂倾面的同时粉碎埂面土块，并把成形所需的土运到田埂，最后以旋转圆盘滚动方式使田埂成形，将田埂加工成如抹墙后的表面。中国最早出现的水田筑埂机是1975年东北农学院研制并通过铧式犁取土，用成型板镇压成型[1-2]。目前，中国的一些中小企业也进行了筑埂机的研制，主要通过铧式犁或旋耕机取土，通过镇压辊或旋转圆盘滚动方式成形，筑出的田埂也非常坚硬，但适应性较差。中国和日本的土质不同，而且中国不同省份的土质差别也很大，日本的筑埂机并不适合在中国各地区作业。随着水稻生产机械化的发展和农户的需求，亟需研制出适合中国不同地区作业的水田筑埂机具。本文以中国北方黑龙江省土壤条件为依据，进行筑埂机具主要参数的确定，以期研制出适应北方地区作业的筑埂机具。筑埂的农艺要求 筑埂机所筑田埂高度为250～300mm，埂底宽度为400～600mm，埂顶宽度为250～350mm，坡度系数0.6～0.85，土壤坚实度为80～llOkPa，作业时间为每年4月中旬或9月下旬，取土后沟渠深度小于lOOmm。

2整机结构及其工作原理

悬挂式水田筑埂机是一种专门用于水田筑埂作业的农业机具，主要由旋耕集土装置、推压筑埂装置、传动系统、1800翻转装置、尾轮、罩壳、机架等组成。其中旋耕集土装置、推压筑埂装置为主要的工作部件，结构如图1所示。

机架上从前至后依次安装传动轴1，带传动装置2，1800翻转变速箱

4、通过联轴器与主变速箱8连接，7、9、10分别为筑埂机主要工作部件推压筑埂装置和上、下旋耕集土装置。

工作时，筑埂机动力由拖拉机动力输出轴提供，通过万向联轴器与传动轴相连接，传动轴通过带轮与1800翻转变速箱连接，经过1800翻转变速箱变向后将动力传到主变速箱，由主变速箱带动上、下旋耕集土装置及推压筑埂装置工作。转动取土深度调节装置的调节手柄可以改变下旋耕集土装置的高度，实现取土深度的变化。1800翻转变速箱和翻转锁紧装置配合使用可以完成筑埂机关键工作部件1800翻转，解决了在田埂拐角处由于拖拉机机占用空间而不能修筑的一段田埂。

筑埂机修筑田埂一般要经过2个工序：取土和镇压成埂。根据筑埂工序要求设计取土装置和镇压装置。这2个工作装置必须安装在机架之上，根据工序要求，取土装置在前，镇压装置在后。筑埂机工作时，取土装置将士聚拢到推压筑埂装置，通过推压筑埂装置镇压土壤形成田埂。

3关键部件设计 3.1 关键部件工作原理

由于旋耕刀将土壤从后方和侧后方抛出[3-71，根据旋耕刀抛土特性，将旋耕集土装置设计成2个刀轴联合切削土壤的形式。旋耕集土装置由上、下2个旋耕刀轴组成，下旋耕装置分别由不同回转半径的旋耕弯刀组成，上旋耕装置则由相同回转半径的旋耕弯刀组成。旋耕集土装置弯刀均为右弯刀，上、下旋耕装置工作状态如图2a所示。下旋耕装置在旋转过程中取土、抛土并且可以切出阶梯型的田埂，推压筑埂圆盘可以把收集的土壤抹压在阶梯形结构之上，使筑成的田埂坚实且不容易滑落塌陷，如图2b所示。上旋耕装置可以打碎土壤表面的风干土壤和杂草，更加保证了筑出田埂的坚实性。下旋耕装置抛出的土块可以被上旋耕装置上的刀片二次旋切之后并且抛出，进一步增加了碎土率，减轻了整机的功率消耗。

3.2旋耕集土装置设计 3.2.1旋耕装置刀片运动方程

设坐标原点D为旋耕集土装置某一时刻的回转中心，石方向为机器前进方向，旋耕装置刀轴为正转，旋耕刀片回转半径为R，筑埂机作业时旋耕刀上各点运动轨迹为余摆线，如图3所示。

旋耕刀端点运动轨迹可用下列方程表示

3.2.2旋耕集土装置刀辊转速确定

旋耕装置切土节距S为

旋耕装置在切削土壤后，将土收集到后面的推压筑埂装置使其成埂，切土节距的大小影响筑埂机筑埂质量和功率消耗。旋耕机在中等黏度的稻田土，土壤含水率在20%～30%时，切土节距60～90 mm较为合适。由于筑埂机在筑埂时，对土壤破碎程度比旋耕机要高，因此，筑埂机切土节距取30～50mm较为合适。经过切削的土块经过罩壳击打将进一步打碎，进一步提高碎土质量，这样在筑埂时土壤将更加容易压实成埂。

筑埂机在筑埂时，机组前进速度为0.6～0.8 km/h，主要取土区间单位小区刀片数量为1，根据式(6)，确定刀轴转速为300 r/min。这时，切土节距为33—44mm，符合要求。筑埂机上下旋耕装置刀轴设计转速均为300r/min。

3.2.3旋耕装置参数确定

建立如图4所示的田埂截面图，由于田埂在受到浸泡、碾压和风蚀等作用，田埂在收获后变形较大。根据变形的不同，应用筑埂机进行田埂修复需要完整田埂土量的10%～20%。工作时，旋耕刀既将田埂切成阶梯形，又在阶梯侧地面以下取土，从而补充田埂在受到浸泡、碾压和风蚀作用而损失的土壤量。完整田埂的截面面积(A1，mm2)为

根据筑埂的农艺要求，将田埂的高度、埂底宽度和埂顶宽度代入式(7)和式(8)，求出A2m。和A2mi。分别为14250和3250 mmz。为了适应不同田埂高度的要求，下旋耕集土装置的取土深度应可调，为保证取土深度的变化不超过预定的范围，且拖拉机倒行时车轮不在取土后所留的沟内行驶，取土宽度日取150mm。由式(8)得，取土深度日变范围为20～95mm，不超过下旋耕集土装置高度调节范围0～120mm，即筑埂机可以根据田埂的高度和形状调节取土深度，满足筑埂时土壤量需求。设计旋耕刀的取土宽度为50mm，下旋耕集土装置在取土宽度B上应配置3～4把取土旋耕刀，而切成阶梯形截面可配置2～3把旋耕刀，阶梯高度为50～75mm，上旋耕集土装置可配置3～4把旋耕刀。

3.3推压筑埂装置设计

推压筑埂装置在筑埂时主要通过盘片和推压辊压实土壤成埂。推压筑埂装置设计成与所筑成田埂梯形顶面和侧面吻合形式，如图5所示。

推压筑埂装置的受力情况如图6所示。

当推压筑埂装置作匀速运动时，在xoy平面内平衡方程为

式中，md为推压筑埂装置主动力矩，Nmm．丁为机具对推压筑埂装置的作用力，N；晦为轴承的摩擦力矩，Nmm;R1为推压辊与土壤接触面上所产生的摩擦力，N;R2为盘片与土壤接触产生的摩擦力，N;N1为土壤对推压辊的正压力，N；Ⅳ2为土壤对盘片的正压力，N;W1为盘片组合体重力，N；%为推压辊和羽片组合体的重力，N;∥l为推压辊与土壤接触的摩擦系数；f12为盘片与土壤接触的摩擦系数；妫推压辊和盘片的安装角度，rad;P为M到y轴的距离，mm;，为R2到工轴的距离，mm。Rx、RE、e、向、丁均因Md的存在而存在，但也都有一个极限值。在N1和Ⅳ2不变的情况下，R1、R2的大小与摩擦系数∥

1、p2有关，即与推压筑埂装置的表面状态和土壤性质有关。摩擦力越大，推压筑埂装置所产生的拉力或推力也越大。为了获得较大的风和R2，将推压筑埂装置设计成盘片和羽片组合体的形式来加强推压筑埂装置与土壤的法向接触面，使土壤产生较大的切向反作用力，盘片和羽片在推压筑埂装置上的分布如图5所示。选取圆盘厚度为(s，mm)，推压辊和盘片的重力矾和WE为

在zoy平面内，Fe=N2cosO，Fe是尾轮作用在推压筑埂装置上的轴向力，N；主要用于抵消土壤对盘片的侧向力。

推压辊、盘片与土壤接触面上所产生的摩擦力和土壤对推压筑埂装置的压力需要通过试验获得[15-221，根据试验数据优化推压筑埂装置，但通过推压筑埂装置的理论分析可以确定驱动力矩，完成推压筑埂装置的设计，也为推压筑埂装置的优化和后续试验提供了合理的参数。

3.41800翻转装置设计

1800翻转装置由2个锥齿轮变速箱组合而成，结构如图7所示。变速箱1与变速箱3通过轴承2铰接于一体，在不影响传递动力的条件下，变速箱3可以绕变速箱1转任意角度。2个锥齿轮箱的传动比均为1。

筑埂机在田间作业行走方式如图8所示。

由于筑埂机悬挂在拖拉机上，当拖拉机行驶到田埂拐角处，拖拉机前端到推压圆盘之间的一段距离筑埂机不能筑埂，如图8a所示。将筑埂机翻转1800后，通过拖拉机倒行的方式可以实现田埂拐角处的筑埂作业，如图8b所示。

4试验结果与分析

悬挂式水田筑埂机的工作质量主要与旋耕集土装置、推压筑埂装置和土壤状况有关。只有通过试验研究，才能确保作业效果达到设计的技术要求[23-25]。2012年7月，黑龙江农垦农业机械试验鉴定站在东北农业大学园艺学院试验田对研制的悬挂式水田筑埂机进行了田间作业性能检测，如图9所示。检测地土壤绝对含水率为2313%；土壤坚实度0.31MPa;环境温度为18℃；环境湿度为49%；配套动力为福田雷沃704(51.5kW)；操作人员操作熟练，机器状况良好。检测结果如表1所示。

1)在作业过程中，拖拉机采用低速I档，油门控制在80%左右，筑埂机作业不超过0.8km/h，否则田筑的侧面会出现较宽的抹压痕迹。

2)筑埂机的筑埂高度通过调节尾轮与机架的相对位置来调整，适用于在平坦的地块上作业。当地表不平时，筑埂高度变化较大，上坡变小，下坡变大，坡度过大时尾轮会离开地面，降低了筑埂土壤的坚实度。

5结论

针对人工筑埂劳动强度大的主要问题，设计了一种悬挂式水田筑埂机，并对其关键部件的工作机理进行分析，得出结论如下：

1)设计了筑埂机旋耕集土装置，通过对旋耕刀片的运动分析，确定了旋耕刀轴的转速为300 r/min。通过对田埂取土截面的分析，得出取土宽度为150 mm，取土深度为20～95 mm，为旋耕刀的配置和排列提供依据。

2)通过对推压筑埂装置的受力分析，得出推压筑埂装置的驱动力矩，为筑埂机的动力分配、优化和后续试验奠定了理论基础。

3)设计了1800翻转装置，可实现工作部件的翻转作业，解决了在田埂拐角处由于拖拉机占用空间而不能修筑的一段田埂。

4)由检测结果可知，筑埂质量良好，均达到了各项农艺技术指标的要求。悬挂式筑埂作业是完全可行的，可较好地完成修筑和筑埂的作业。

王金峰，王金武※，孔彦军，张成亮，赵佳乐（东北农业大学工程学院，哈尔滨150030）

第二篇：《电动汽车及关键部件测评与开发技术发展研究报告》简介

《电动汽车及关键部件测评与开发技术发展研究报告》

简介

研究背景

2013年，中国电动汽车产量1.75万辆，同比去年增长了39.7%；电动汽车销售1.76万辆，同比增长37.9%。全年共发布52批《节能与新能源汽车示范推广应用工程推荐车型目录》，车型达到927个，涉及100多家汽车整车和专用车生产企业。2013年9月，四部委（工信部、财政部、科技部和发改委）发布了《关于继续开展新能源汽车推广应用的通知》；2013年11月底，四部委组织专家对各地申报的电动汽车推广应用方案进行了审核评估，公布了《第一批新能源汽车推广应用城市或区域名单》，确定北京、天津、上海、广州等28个城市或城市群为第一批新能源汽车推广应用区域；2014年初，第二批新能源汽车推广应用城市名单出炉。截至目前，国内推广新能源汽车的城市达到86个，计划推广新能源汽车总数超过33万辆。随着相关基础设施的加速建设，新能源汽车行业将迎来快速增长期。

虽然我国在新能源汽车产业的发展有目共睹，但受市场规模和成本所限，一些新能源汽车产品缺乏系统性的研发设计和产品测试，导致产品上市后出现了一些质量问题甚至安全问题，为新能源汽车行业的健康发展蒙上了阴影。随着各地新能源汽车的推广应用，在设计开发和示范运行过程中，如何优化整车及关键部件的测试评价体系，推动产品的工程化应用成为行业和企业关注的焦点。

中国汽车技术研究中心作为国家级汽车行业技术归口单位和第三方权威服务机构，在电动汽车的标准制定、测试评价、政策研究和工程技术服务等领域有着丰富的研究成果和软硬件资源。为了更好地服务于行业，更有效地促进电动汽车产业健康可持续发展，就电动汽车及其关键零部件产品在研发、生产、认证和工程化应用过程中的测试评价技术等发展方向与现状进行深入研究，为电动汽车行业在测试技术领域的共性技术进步奠定基础，促进电动汽车从产品研发走向工程应用。

研究基础

一、2013年5月16～17日，由中国汽车技术研究中心主办，中汽中心试验所、情报所合作承办的“2013国际电动车及关键部件测评研讨会”在天津市东丽开发区成功召开。会议期间，来自国家政府主管部门领导、行业专家、主要整车及零部件企业领导共计400余人齐聚一堂，围绕电动汽车及其关键零部件产品在研发、生产和认证过程中的测试评价技术进行深入探讨，对电动汽车管理规则、电动汽车EMC测评技术、电动汽车高压电安全测评技术、车用动力电池测评技术、车用电机及其控制系统测评技术等行业关注的热点话题进行了全方位的解析，为促进我国电动汽车及其零部件产业规范化运作和健康可持续发展奠定了良好的基础。

二、2014年5月15日～16日，由中国汽车技术研究中心（以下简称中汽中心）主办，中汽中心汽车试验研究所、汽车技术情报研究所、常州新能源汽车研究院合作承办的“2014国际电动汽车及关键部件测评研讨会”在江苏常州成功召开。来自国家相关主管部门领导、中国工程院院士、主要行业研究机构和高校专家、国内外主流电动汽车整车及零部件企业技术专家和研发人员、行业同仁、媒体朋友共计300余名代表参会。中汽中心主任赵航出席会议并致开幕词，中共常州市委书记、市人大常委会主任阎立出席会议并致欢迎词，国标委相关领导发表讲话，中国工程院院士衣宝廉、中汽中心副主任吴志新、国家863总体组电机责任专家贡俊、日本经产省自动车课课长辅佐佐伯岳彦等国内外行业专家做专题报告。

上述两次研讨会，紧紧围绕电动汽车及其关键零部件产品在研发、生产、认证及工程化应用过程中的测试评价技术进行深入探讨，在电动汽车整车开发测评技术领域，围绕电动汽车整车示范运行与测试评价，针对电动汽车EMC、制动能量回收、碰撞安全、NVH等共性技术进行研讨；在动力电池测评技术领域，围绕动力电池在单体一致性、寿命、高压电安全和电池包的集成与测试评价等热点话题进行研讨；在电机电控测评技术领域，围绕电驱动系统在可靠性、振动噪声、EMC测评等企业重点关注问题展开研讨；会议还对电动汽车空调、充电系统兼容性等话题进行了深入讨论。

研讨会邀请到国内外电动汽车领域的优秀整车企业和零部件供应商，就当前电动汽车技术领域重点关注的热点话题进行研讨，很多成果对于促进我国电动汽车及其零部件产业规范化运作和工程化应用有着较强的指导意义和应用价值，是

一个电动汽车技术领域难得的高水平的交流平台，将为我国电动汽车产品在接下来的规模化市场化推广中起到关键的技术支撑作用。

中汽中心将有效利用行业第三方“权威、客观、公正”的优势地位，依托国内外领先的测试评价软硬件设施，结合多年来在电动汽车领域积累的丰富科研成果，全面推动电动汽车共性关键技术的发展与提升，为我国电动汽车产业更好更快发展贡献力量。

报告简介

研究报告将以权威行业专家、“测评研讨会”参会整零企业技术研发代表、以及国内外电动汽车研究人员为顾问团队，依托上述两届研讨会对于电动汽车及关键部件测评与开发技术的深入探讨成果和行业内该领域聚拢的专家、技术代表、主管工程师资源，全面系统的探讨电动汽车产业发展现状与趋势、产品发展、研发现状和试验测评体系，为电动汽车企业及相关技术研发人员提供专题技术研究参考。《研究报告》将于8月出版为公开出版物，并着力提供企业向行业展示的平台，欢迎各相关企业及研发同行参与编写和提供宝贵意见。

《电动汽车测评与开发技术发展研究报告》提纲如附录所示。

第三篇：红外线桥式切机的润滑与保养

红外线桥式切机的润滑与保养

为了充分保证红外线桥式切机的正常工作，对设备的润滑与保养的工作必不可少。今天由红外线桥式切机厂家莱州恒欣镁业有限公司为大家介绍一下红外线桥式切机的润滑与保养知识，从而让大家尽快掌握并充分发挥红外线桥式切机的优越性能。

对红外线桥式切机的润滑，主要包括主轴、横向走箱、纵向走箱、横向导轨、纵向导轨以及液压控制系统这几大部分。

红外线桥式切机的主轴采用7014-1号高温润滑脂，每星期需要加注一次至主轴油杯处，以后每隔半年，需要更换一次新的润滑脂。

横向走箱、纵向走箱的传动机构中的蜗轮蜗杆油GN460W，第一次使用运转达150-400h后需要重新更换；以后的换油周期应小于或等于400h。对于加油量，应按中心距75mm位置处加600毫升，中心距90mm处加1000毫升为标准。对于横向导轨，纵向导轨，需要采用N32导轨润滑油，加油至齿条面即可，第一次使用一个月后，应更换新的润滑油，以后需要每半年更换一次新的滋润油。横向走箱进刀框导轨采用手压加油器集中加油，每班加一次，采用N32导轨润滑油，应经常检查侧边塞铁，底板塞铁的间隙应保持小于0.15mm。

红外线桥式切机的液压控制系统采用液压油，应加至油标处，第一次使用半个月更换新的液压油，以后每半年更换新的液压油。液压油应采用L-HM32液压油。本文由莱州恒欣镁业有限公司搜集整理，内容来源于化学工业出版社出版的《石材机械与工具实用手册》，他人转载请注明出处。

第四篇：游梁式抽油机曲柄销取出装置的研制与应用

游梁式抽油机曲柄销取出装置的研制与应用

[摘 要]游梁式抽油机现场管理中，调整冲程和更换曲柄销是经常性的工作，然而在现场操作中取出曲柄销费时、费力，安全系数低，耽误抽油机井的开井时率。研制的曲柄销取出装置解决了更换曲柄销时难以砸出的问题，消除了不安全因素，提高了施工时效。本文主要介绍了游梁式抽油机曲柄销取出装置的结构原理及该装置的现场应用效果。

[关键词]曲柄销 取出装置 安全隐患 工作时效

中图分类号：TE933.103 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）27-0014-01

在采油日常管理工作中，调整游梁式抽油机冲程或更换曲柄销子是采油工人一项经常性的工作。这两项工作：一是为了保证油层供液与抽吸平稳的常规操作；另一种是为了保证抽油机设备正常运转进行的维修工作。而要进行这两项工作，都须要将曲柄销子拔出，通常采用的方法是：将铜棒垫在销子头上用大锤往外砸。此时，如果曲柄销子、键 等因锈蚀等原因影响就会砸不出来，调整游梁式抽油机冲程或更换曲柄销子的工作也就无法进行；同时还存在易砸伤手的安全隐患。

为了消除安全隐患减少劳动强度及设备损坏和材料浪费，经过长时间的摸索，利用机械举升原理设计了一套受力均匀、顶出强度大、结构简单的曲柄销取出装置。在抽油机井上进行了应用，起到了降低员工的劳动强度、提高工作时效的目的，达到了预期的效果。

1、游梁式抽油机曲柄销取出装置的研制1、1 结构与原理

该装置主要包括：支承架、支承座、加强筋、固定螺帽、垫片、机械顶出装置等部分组成。抽油机曲柄销取出装置的具体结构如图1所示。

图中1支承座：机械顶出装置的底座；2支承架：连接支承座，拔出曲柄销时穿过曲柄孔起到支承作用；3固定螺帽及垫片：连接紧固支承架；4机械顶出装置：调节可自由伸缩，主要起顶出曲柄销的作用；5加强筋：加固连接支承座与支承架；6导向槽：固定机械顶出装置，起调节定位作用。

工作原理：利用机械顶出装置将曲柄销从销孔中快速顶出，从而达到简化作业程序，提高工作时效的目的；避免了榔头猛力敲击曲柄销而导致曲柄轴损坏或变形，提供了一种快速将曲柄销从销孔中顶出的装置技术。1、2 操作方法

按操作规程停好游梁式抽油机，卸掉曲柄销盖板及固定螺丝后将取销装置两支承架分别插入曲柄上、下孔内并外露出丝扣，将垫片分别穿入支承架丝扣处，将固定螺帽与支承架相连接，将机械顶出装置调节至合适位置，通过调整机械顶出装置使顶端接头快速伸出，在伸出过程中把曲柄销从销孔内顶出，即可完成全部施工工序。

2、现场试验与应用

抽油机取销装置研制成功后，于2017年2月首先在中原油田采油一厂采油培训基地PX2井上进行了试验。对该井进行更换曲柄销时，使用了抽油机曲柄销取出装置，36分钟即完成了更换，比过去用大锤砸的方法缩短了1个小时多，减轻了采油维修工人的劳动强度，消除了安全隐患；该装置达到了设计效果。

截止到2018年1月，我们已经在8口井上使用了抽油机曲柄销取出装置，全部在40分钟内完成了操作，远远低于以前用大锤砸曲柄销2小时才能完成的工作量，而且没有产生曲柄销损坏现象，确保了更换曲柄销工作安全、高效进行。

3、经济效果

抽油机曲柄销取出装置自2017年2至2018年1月近1年的使用，缩短了操作时间；减少了维修工人的劳动强度，还避免了高空作业造成的人身伤害。产生效益如下：

避免了3副曲柄销总成的损坏，曲柄销总成单价为9000元，共节约9000×3=27000元。

使用抽油机曲柄取出装置，缩短了占产时间，提高了抽油机开井时率；每口井缩短操作时间1.5小时，按影响产量0.5吨计算，每吨原油按2600元计算，共产生效益0.5×8×2600=10400元。

制作一套抽油机曲柄销取出装置的成为仅为650元，共产生经济效益：27000+10400-650=36750元。

4、结语

采用抽油?C曲柄销子取出装置后，解决了调整游梁式抽油机冲程或更换曲柄销子作业过程中曲柄销子难以砸出的问题，达到了简化作业程序，消除了不安全因素，提高工作时效。目前各油田机械采油方式中，以游梁式抽油机为主要采油设备，调冲程和更换曲柄销是经常进行的日常管理工作，该装置应用前景广阔；具有安全、省时（平均单井卸曲柄销子40分钟）、高效的特点。

参考文献

1、万仁溥《采油工程手册》，北京，石油工业出版社，2000

2、王振山《技术制图》，北京，石油工业出版社，1997