水稻钵苗移栽机整排多株夹取式取苗机构的研究与设计

水稻钵苗移栽机整排多株夹取式取苗机构的研究与设计
于省元，王静学，吴显斌
（黑龙江省农垦科学院，哈尔滨１５００３８）众所周知，水稻钵苗移栽与传统插秧相比，具有不伤根、缓苗快、产量高、品质好等特点，现介绍一种水稻钵苗移栽机上的整排多株夹取式取苗机构。

１　主要结构水稻钵苗移栽整排多株夹取式取苗机构属于农业机械领域，该设计为一次取苗１４株；机构的结构新颖、独特、合理，动作连续化程度和取苗效率高，取苗质量和效果好，保护秧盘不受破坏，作业使用成本低。

水稻钵苗移栽机整排多株夹取式取苗机构主要由底座、升降架、升降气缸、翻转气缸、翻转架、夹苗提苗架、夹苗气缸及提苗气缸等组成（见图１
）。

图１　水稻钵苗移栽机整排多株夹取式取苗机构主要部件结构简图１．底座　２．升降架　３．升降气缸　４．翻转气缸　５．翻转架　６．夹苗提苗架　７．夹苗片　８．翻转推拉架　９．夹苗气缸　１０．提苗放苗气缸　１１．夹苗片　１２．右夹苗拉簧　１３、１７．夹苗驱动板　１４．左夹苗拉簧　１５．夹苗片回位扭簧　１６．夹苗驱动联动板
２　
工作原理底座固定在钵盘移栽机机体上，夹苗气缸活塞杆伸出时推动夹苗驱动联动板，夹苗驱动联动板带动夹苗驱动板，再由夹苗驱动板拉动右夹苗拉簧、左夹苗拉簧，利用杠杆原理使夹苗片完成夹苗。

之后提苗放苗气缸的活塞杆伸出，带动夹苗提苗架沿翻转架上的滑道向上运动约３ｃｍ，实现提苗。

夹苗和提苗完成之后，翻转气缸的活塞杆伸出，推动翻转推拉架移动，使得翻转架完成翻转约９０°，之后，升降气缸的活塞杆收回，带动升降架向下移动，升降架上的取苗部分随之向下移动至最低点，夹苗气缸的活塞杆收回，夹苗片在夹苗片回位扭簧的作用下松开夹持的秧苗，达到放苗的目的。

最后，升降气缸的活塞杆伸出，带动升降架向上移动，升降架上的取苗部分随之向上移动至最高点，同时提苗放苗气缸的活塞杆收回，带动夹苗提苗架沿翻转架上的滑道向下运动约３ｃｍ
，回到初始取苗位置。

依次重复工作。

３　关键零部件参数设计３．１　回位扭簧的计算该设计中回位扭簧的类型为扭转弹簧，见图２。

扭簧中径为１０ｍｍ，簧丝直径为２ｍｍ，有效圈数为图２　回位扭簧结构图２．５，扭臂长度为３０ｍｍ，钢材的弹性模量为２０６ＧＰａ。

扭转弹簧刚度公式：犕＝犈犱４／（３６７０犇狀）或犕＝π犈犱４／［３６７０（π犇狀＋２犔／３）］，式中：犈为材料弹性模量，ＭＰａ；犱为材料直径，ｍ；犔为臂长，ｍｍ；狀为有效圈数；犇为弹簧中径，ｍｍ；犕为扭转弹簧的刚度，Ｎ·ｍｍ。

当犔＝３０ｍｍ时，计算得犕＝２８．６Ｎ·ｍｍ，扭簧力臂收稿日期：２０２０ ０６ １６
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冷却液质量对发动机使用寿命的影响
王永和１，曹滨生
２（１．约翰迪尔（中国）投资有限公司，哈尔滨１５００７６；２．哈尔滨东林喷油泵维修中心）为了更快更有效地使发动机散热，冷却液一直是各研究院所以及制造厂家探讨和研究的课题。

因为，冷却液的质量不仅仅影响发动机内部热量传递效率，还直接影响了发动机的使用寿命。

现将发动机冷却液应用时要注意的问题总结如下。

１　使用冷却液的重要性通常内燃发动机油气在燃烧室内被压燃做功后会产生大量的热量，这些高温热量必须及时冷却散发出去；否则会影响下一个循环的做功，发动机也就无法产生应有的动力。

因此，任何一种发动机都必须重视冷却液的使用和质量，用来保证该发动机的功率和它的使用寿命。

实践证明，许多发动机早期失效与缸套出现问题有关，超过４０％的发动机故障是由冷却系出现问题而引起的，冷却系统沉积的水垢和零件锈蚀是两大常见问题。

发动机的冷却液主要是由水加上添加剂溶液组成，通常是蒸馏水去离子或优质软化水加上乙二醇／丙醇的添加剂混合溶液。

其中去离子水是防止硬水结垢，乙二醇的作用是防冻防沸。

另外，冷却液的热传导和抗氧化稳定性好，有助于发动机更有效地使用冷却废气进行再循环。

发动机的使用寿命会受到气蚀和冷却系统零件被腐蚀因素的影响，ＡＭＴＭ重型车辆的冷却液标准是在轻型车辆冷却液标准要求的基础上增加了缸套气蚀保护要求，所以用户不要在重型柴油机上使用轻型车冷却液，但是重型柴油机冷却液却能兼容轻型车的冷却液。

缸套气蚀问题的产生是由于发动机活塞做功时产生的高频震动，引起缸套附近出现周期性低收稿日期：２０２０ ０８ ０４櫁櫁櫁櫁櫁櫁櫁櫁櫁櫁櫁櫁櫁櫁櫁櫁櫁櫁櫁櫁櫁櫁櫁櫁櫁櫁櫁櫁櫁櫁櫁櫁櫁櫁櫁櫁櫁櫁櫁櫁櫁櫁櫁櫁櫁櫁櫁櫁櫁３０ｍｍ处的力犉０＝犕／３０＝０．９５Ｎ；扭簧力臂摆角４７°，此时扭簧力臂３０ｍｍ处的力犉０＝１．４９Ｎ。

３．２　夹苗拉簧的簧丝直径计算夹苗拉簧的类型为拉伸弹簧，见图３。

已知：夹苗臂长１６１．５ｍｍ，驱动臂长５５ｍｍ，单臂夹苗力１０Ｎ，拉簧与驱动臂的夹角为４５°，弹簧中径为１０ｍｍ。

则可计算出驱动臂的驱动力犉１＝２９．４Ｎ，图３　夹苗拉簧结构图弹簧的拉力犉拉＝犉１／ｃｏｓ４５°＋克服回位扭簧的作用力＝４２．３９Ｎ。

弹簧的刚度公式为犓＝犌犱４／（８犇３狀），式中：犌为材料的切变模量，ＭＰａ；犇为弹簧中径，ｍｍ；犱为簧丝直径，ｍｍ；狀为有效圈数；犓为弹簧刚度，Ｎ／ｍｍ。

根据结构设计已知拉簧的变形量为１１ｍｍ，所产生的拉力为６５．９Ｎ，则计算得拉簧的刚度犓＝３．８５Ｎ／ｍｍ，取犓＝４Ｎ／ｍｍ。

材料采用６５Ｍｎ，则犌＝７．９４×１０４ＭＰａ，弹簧中径为１０ｍｍ，有效圈数狀＝１５．５。

则可计算出簧丝直径犱＝１．５８ｍｍ，取犱＝１．６０ｍｍ，则犓＝４．１９６Ｎ／ｍｍ，符合上述计算条件，所以取苗弹簧的簧丝直径确定为犱＝１．６０ｍｍ。

３．３　夹苗气缸直径计算已知夹持力总和为２０００Ｎ，力臂为２４ｍｍ，气缸的作用力臂为５０ｍｍ。

则气缸的推力犉推＝９６０Ｎ，气缸的工作压力犘＝６０Ｎ／ｃｍ２，气缸行程为犔气＝２０．５ｍｍ，因犉推＝犛犘，式中犛为气缸的面积，则可计算出犛＝１６ｃｍ２，气缸的直径为４５．１ｍｍ，则气缸的直径取４６．０ｍｍ。

水稻钵苗移栽整排多株夹取式取苗机构的研究设计，在农业机械领域是一个创新。

该设计为一次取苗１４株；具有结构新颖、独特、合理，动作连续化程度和取苗效率高，取苗质量和效果好，保护秧盘不受破坏，可增加重复使用的次数，作业成本较低。

（００８）·２６·　现代化农业 ２０２０年第１１期（总第４９６期）　。