断根施肥机断根铲刃使用寿命试验研究-论文.pdf

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1、2014年6月农机化研究第6期断根施肥机断根铲刃使用寿命试验研究王立新，刘俊峰，李建平(河北农业大学机电工程学院，河北保定071000)摘要：为了解果树苗断根施肥机断根铲刃使用寿命短的问题，结合实际生产与表面工程技术，通过对断根铲刃的稳定性和耐摩擦磨损性的试验研究，得出了断根铲刃的合理入土角度和提高断根铲刃表面耐摩擦磨损性能的方法，进而提高了断根铲刃的使用寿命。关键词：断根铲刃；使用寿命；稳定性；耐磨损性中图分类号：S224．2文献标识码：A文章编号：1003—188X(2014)06一O16O—O30引言

2、在果园机械中，苹果苗断根施肥机是在园艺要求的合理深度部位切断基苗主根，保证切口整齐，不产生土垡移动和翻转现象，同时施加底肥，促进侧根发育，培育壮苗。实践表明：苹果苗断根施肥机的断根作业能够促进苹果苗根系的发育，提高矮化中间砧成品苗的等级率，为培育优质成品苗做好了准备J。由于作业环境的复杂多样，断根施肥机的断根铲刃的使用寿命有待进一步提高。影响断根铲刃的使用寿命因素主要有两个方面：一是断根铲刃所承受负载时的稳定性能，二是断根铲刃的耐摩擦磨损性能。为此，通过受力振动分析以及结合表面工程技1．断根铲刃2．铲底板3

3、．铲柄4．排肥管图1断根施肥铲结构示意图术，分别对断根铲刃所承受负载时稳定性情况和断根Fig．1Thestrcutureoftherootpruningandfertilizingshovel铲刃的耐摩擦磨损性能进行了试验分析研究，以延长断根铲刃的使用寿命，进而增强断根施肥机的整机工2断根铲刃的稳定性试验研究作性能。通过对用户使用断根施肥机的调查发现：随着断1基本结构根铲刃入土角度0f的不同，断根施肥机工作时的振动大小也跟着变化；而断根施肥机在工作时的振动越断根施肥机的断根施肥铲由断根铲刃、铲底板、大，作业

4、的质量越差，同时也容易使断根铲刃破损或铲柄、排肥管组成，如图l所示。铲柄通过螺栓固定者断裂，增加了维修成本，降低了劳动生产率。在机架安装板上。铲柄的中下部开有刃口，入土时减2．1断根铲刃工作时的负载小阻力；铲柄后部装有排肥管，将肥料导人土壤中；铲柄的下部装有铲底板，断根铲刃通过沉头螺钉连接在果园断根施肥机基本参数：配套动力为22．1kW，铲底板上。切割深度为200mm，作业速度为1．2m／s，断根铲刃的材料为65Mn，铲刃的长度就是切割宽度为收稿日期：2013—05—31450mm，铲刃的宽度B为50mm，

5、铲刃的厚度h为基金项目：国家苹果产业技术体系建设项目(CARS一28)8ram，铲刃工作时的人土角度为。作者简介：王立新(1979一)，男，河北保定人，硕士研究生，(E—mail)56255122O@qq．com。土壤参数：弹性模量E为1143MPa，泊松比为通讯作者：刘俊峰(1956一)，男，河北保定人，教授，博士生导师，(E—0．4，土壤内聚力c为8．6kPa，苹果苗根含水率为mail)liujf@hebau．edu．cn。90％20l4年6月农机化研究第6期断根铲刃阻力计算公式为F=／tu8(bcKj

6、+z)(1+0．2561gVL)式中，I一坚实度冲击值，取，=5—10；一铲刃厚度；6一铲刃宽度；K一负载的困难程度系数，取Kj=21×10一32×10Pa：z一铲刃的形状系数，取Z=2；K一切削土壤比例系数，取Ks=11．2x10～15．1xl0N／m；一．前进速度；K一切削角影响系数，取Ky=1。图2振动量随角度变化不恿图经计算，得出断根铲刃阻力F=886．8N。Fig．2Diagramofthevibrationvablefichangeswithvariousofangles2．2试验设备选择3．1

7、试验设备选择选用CK一60BT型试验台进行振动性试验，其具选用MGW一02高速往复摩擦磨损试验机进行断有大负载、大振幅、操作简便等特点，能够通过计算机根铲刃的摩擦与磨损试验。该设备适用于零件表面系统精确检测出被测零件的振动量。的摩擦磨损性能测试，载荷范围比较宽，速度可以调2．3试验过程和结果节，能够通过计算机系统准确的检测材料的摩擦系数试验时，设定负载为886．8N，频率为50Hz，工作和磨痕深度。时间为2h。将铲刃装夹在CK一60BT的工作台上面，3．2试验样品的制备工作台可以旋转不同角度，而工作台旋转的

8、角度就是1)试验样品用一个因磨损而废弃的断根铲刃制铲刃的入土角度仅。旋转工作台角度分别为：1O。，备，在铲刃上割下两块50mm×50mm的方块，分别编15。，20。，25。，30。，35。，40。，45。，50。；试验台分别测出号A和B。在不同角度下的振动量为6．13，4．66，3．96，2．54，2)用砂纸打磨去除两件试样上的铁锈。3．98，4．75，6．18，7．78，9．33mm。3)用稀盐酸去除A和B试验