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開題報(bào)告
題 目
一種新型前置式開溝機(jī)的研究設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名、學(xué)號
專業(yè)
指導(dǎo)教師姓名
職稱
一.課題的學(xué)習(xí)與理解
1.研究目的
概念隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國家對基本建設(shè)力度加大，地下管道、電（光）纜鋪設(shè)工程數(shù)量激增，質(zhì)量要求提高?？咳斯ら_挖，不僅效率低下，溝槽開挖質(zhì)量欠佳，且不能滿足“微創(chuàng)”要求。
上世紀(jì)80年代,國內(nèi)研制出比較有代表性的大型圓盤開溝機(jī)、小型圓盤開溝機(jī)、鏈條開溝機(jī)、螺旋開溝機(jī)及拋土開溝犁等機(jī)型,并批量生產(chǎn)。其中,生產(chǎn)使用較多的為前置式小型圓盤開溝機(jī)。但是這些開溝機(jī)存在功耗大、拋土不勻,在泥濘田地?zé)o法使用的問題,為此提出一種小型開溝機(jī)刀盤的新設(shè)計(jì)方案,并進(jìn)行理論分析。
2.課題背景、意義
對于現(xiàn)時(shí)代我國的挖溝機(jī)的研究， 我國開溝機(jī)的種類很多，60年代開始從國外引進(jìn)，從七十年代開始正式研制旋轉(zhuǎn)開溝機(jī)，通過自身研究和借鑒國外的經(jīng)驗(yàn)，目前逐步形成了適合我國國情的開溝機(jī)系列，到現(xiàn)在已經(jīng)有幾十種型號。其主要型式有四種：
（1）鏵式犁開溝機(jī)
鏵式犁開溝機(jī)屬于從動(dòng)型工作部件，利用“刨削”原理，沿直線運(yùn)動(dòng)對土壤進(jìn)行刨削。加工過程相對鏵式犁切削速度要大。鏵式犁型開溝機(jī)主要應(yīng)用于蔬菜的栽種和植樹造林等，我國主要有KGTP和京HK-14兩種類型，KGTP工作原理；隨著機(jī)組前進(jìn)，犁尖入土，開軸的土沿著犁體上升。冀板將土推向兩面三刀側(cè)、冀尾板將溝壁壓緊，形成梯形斷面的溝渠，達(dá)到列溝培土的目的。京HK-14開溝機(jī)在工作時(shí)，前面的犁鏵起土，分土板片土扣翻到兩面三刀側(cè)，形成農(nóng)藝要求的一種溝型[12]。該機(jī)型入土阻力小，質(zhì)量輕，工作性能好，可以開出成型溝，但溝型斷面不平整。
（2）鏈齒式開溝機(jī)
1992年，江西省農(nóng)機(jī)研究所和江西農(nóng)業(yè)大學(xué)針對果園開溝，設(shè)計(jì)了與豐收180GV拖拉機(jī)配套的1K-30型鏈齒式開溝機(jī)[13]，開溝機(jī)通過鏈條上的刀齒逆向切削土壤，切削垡片由鏈齒出溝面，再由雙向攪龍輸送到溝兩測，完成開溝作業(yè)。
1K-30型鏈?zhǔn)介_溝機(jī)主要特點(diǎn)；開溝理管時(shí)，溝形一次成型，種植山藥可不開溝只松土，刮土板改變刀齒排列，達(dá)到深松土60～100cm，可節(jié)省大量人力。配套拖拉機(jī)功率17～37kw,開溝深度600mm、1000mm、1500mm，開溝寬度140mm、160mm、200mm、300mm，工作速度200～600m/h。
（3）螺旋式開溝機(jī)
2000年東北農(nóng)業(yè)大學(xué)針對了泥炭（沼澤地的產(chǎn)物）的開采而設(shè)計(jì)了一種1KL-100型立式螺旋式開溝機(jī)[14]，其工作部件采用錐螺旋式攪龍切拋土，可開挖出較大型梯形溝渠。在立式開溝機(jī)的思路上，2001年昆明市農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所又研制出1KS-22型雙軸立式旋轉(zhuǎn)開溝機(jī)。采用雙軸結(jié)構(gòu)，兩套旋轉(zhuǎn)方向相反的刀軸同時(shí)切拋上下溝土，能開出小型矩形溝渠。
（4）圓盤式開溝機(jī)
圓盤式開溝機(jī)屬旋轉(zhuǎn)式開溝機(jī)，將開溝部件做成圓盤式結(jié)構(gòu)，利用動(dòng)力輸出軸帶動(dòng)刀盤旋轉(zhuǎn)切削土壤，我國從七十年代開始正式研制，通過自身研究和借鑒國外的經(jīng)驗(yàn)，目前逐步形成了適合我國國情的開溝機(jī)系列[15]。定型為東方紅-75拖拉機(jī)配套的1KD-100單圓盤旋轉(zhuǎn)開溝機(jī)和1KD-100雙圓盤旋轉(zhuǎn)開溝機(jī)，為鐵牛-55拖拉機(jī)配套了1K-80雙圓盤旋轉(zhuǎn)開溝機(jī)。結(jié)合我國國情出發(fā)的：即要求重量輕，結(jié)構(gòu)簡單，又要求能耗小，生產(chǎn)率高。到80年代，圓盤式開溝機(jī)又生產(chǎn)出一系列產(chǎn)品：1KSQ-35型（配套8.8千瓦拖拉機(jī)）、1K-0型、1K-35-1A型、1K-35型、1KH-35型等
二.方案論證與主要工作思路
現(xiàn)有機(jī)械化溝槽開挖技術(shù)基本分為三種：
一是用小型挖掘機(jī)開挖；
二是在大型拖拉機(jī)上安裝并拖動(dòng)小鏈條作業(yè)；
三是圓盤式開溝機(jī)。
三種技術(shù)方案的不足
所述現(xiàn)有三種技術(shù)方案均存在不足：用小型挖掘機(jī)開挖下水道、溝壑、水渠等大型工程，效率高質(zhì)量好；但開挖預(yù)埋管道、電（光）纜用窄深溝，則大材小用，高炮射蠅；在大型拖拉機(jī)上安裝并拖動(dòng)小鏈條進(jìn)行挖溝作業(yè)，由于拖拉機(jī)輸出轉(zhuǎn)速較高，與鏈條的低轉(zhuǎn)速高扭矩不匹配，極易造成鏈條斷裂，且效率偏低。圓盤式開溝機(jī)是將發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞到安裝有刀具的直徑較大的圓盤上，通過圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)挖掘。該圓盤裝置結(jié)構(gòu)是由柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)一系列帶、鏈條、鏈輪、渦輪減速機(jī)等減速來實(shí)現(xiàn)低轉(zhuǎn)速、大扭矩，從而帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)開挖，整機(jī)裝配成本高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零部件更壞頻繁，效率低下，僅適合開挖路邊等小量工程為宜。
三.課題意義
采用低速一次成溝和切土、拋土功能分開的銑拋盤結(jié)構(gòu)，具有較高的生產(chǎn)效率。銑拋盤是在一個(gè)截錐體圓盤的錐面和兩側(cè)盤面上裝有幾組切土刀和拋土板。圓盤平面與地面的夾角，即溝壁的斜度為40°～60°。作業(yè)時(shí)，銑拋盤由拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸經(jīng)傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，其外緣線速度約為 7～15米/秒。切土刀銑切下來的土壤由拋土板拋出溝外。
雙圓盤式與單圓盤式區(qū)別
雙圓盤式旋轉(zhuǎn)開溝機(jī)(見圖)有左右兩個(gè)對稱配置的銑拋盤。作業(yè)時(shí)，兩盤同時(shí)銑切和拋置溝渠兩側(cè)的土壤。單圓盤式旋轉(zhuǎn)開溝機(jī)只有一個(gè)銑拋盤，用以銑切溝渠一側(cè)的土壤，另一側(cè)傾斜安裝一把直切土刀，用以切出溝壁；切下的土壤落到銑拋盤上，同被銑拋盤切下的土壤一起拋出溝外，其結(jié)構(gòu)較雙圓盤式簡單，但牽引阻力較大。
工作應(yīng)用
旋轉(zhuǎn)開溝機(jī)所需牽引功率很小，因此可用較小功率的拖拉機(jī)開筑較深和較大斷面的溝渠，且溝形整齊，拋出的土能均勻地撒在溝的兩測，無需修整。但機(jī)器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,同鏵式開溝機(jī)相比生產(chǎn)率較低,單位土方的能耗較大。銑切和拋置1立方米土壤約需0.15～0.45千瓦/小時(shí)。與旋轉(zhuǎn)開溝機(jī)配套的拖拉機(jī)需有超低速檔。
大型拖拉機(jī)懸掛式開溝機(jī)
懸掛式開溝機(jī) 紅升機(jī)械廠根據(jù)客戶需要研發(fā)設(shè)計(jì)而成，最新研究發(fā)明的一種懸背在大四輪拖拉機(jī)上的開溝機(jī)，
四．課題的主要內(nèi)容及要求
根據(jù)以下參數(shù)
配套動(dòng)力：東風(fēng)——12型手扶拖拉機(jī)
外形尺寸/mm：1600×950×1050
刀尖旋轉(zhuǎn)直徑/mm：720
刀盤轉(zhuǎn)速/rpm：444
適用范圍：土壤堅(jiān)實(shí)度15kg/cm2以內(nèi)
土壤含水率≤40%
溝寬/mm：上口 170-200
下口 120-140
溝深/mm：100-300
開溝速度/m/min：Ⅰ檔 12.5
Ⅱ檔 22.5
拋土幅寬/m：兩側(cè)各2.5以上
設(shè)計(jì)一種新型前置式開溝機(jī)，完成總裝圖及零件。編寫設(shè)計(jì)說明書；完成專業(yè)外文資料翻譯1份。
5． 進(jìn)度計(jì)劃
第 1 周（20**年 2月20日----20**年 2 月 26 日）：
下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)書，明確任務(wù)，熟悉課題，收集資料，上交外文翻譯、參考文獻(xiàn)和開題報(bào)告。
第2周——第8周（20**年 2 月 27 日----20**年4 月 15 日）：
制定總體方案，確定運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力參數(shù)，繪制三圖一卡
第 9 周——第14周（20**年4月16 日----20**年 5月 27日）：
多軸箱設(shè)計(jì)，夾具設(shè)計(jì)
第15 周（20**年 5 月28日----20**年 6 月5 日）：
編寫設(shè)計(jì)說明書
第 16 周（20**年 6月 6日----20**年6 月 8 日）：
準(zhǔn)備答辯
參考文獻(xiàn)
[1]龐偉. 一種新型前置式開溝機(jī)刀盤的研究設(shè)計(jì)[J]. 黑龍江. 農(nóng)機(jī)化研究. 2002.4
[2] 濮良貴.機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版）[M]. 北京：北京高等教育出版社， 2001
[3] 候鎮(zhèn)冰.機(jī)械設(shè)計(jì)制圖手冊 [M]. 上海：同濟(jì)大學(xué)出版社,1991
[4] 北京農(nóng)業(yè)機(jī)械化學(xué)院.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)[M].北京：農(nóng)業(yè)出版社，1986
[5]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（第七卷）[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.
學(xué)生簽名： 20**年 月 日
指導(dǎo)教師批閱意見
（指導(dǎo)教師應(yīng)對課題研究的思路、方法、對策、措施和預(yù)期成效等做出評價(jià)，并提出具體的改進(jìn)意見）
指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日
注：理工類學(xué)生偏重于對課題相關(guān)知識的理解和實(shí)施方案的框架結(jié)構(gòu)，文管類學(xué)生偏重于對文獻(xiàn)資料的理解與綜述。表格欄高不夠可自行增加