0291-农业机械-精密播种机设计【全套7张CAD图+说明书+翻译】
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  • 摘 要
    本设计是根据国内外播种机的发展趋势,通用性和适应性不断提高以及本着结构简单操作灵活的原则,而设计的一种能同时完成播种施肥工作的小型多功能精密播种机。该机结构上优点,使之能适应各种田地的播种。小到1-2分大的田块,大到上百亩的田块,不管是平坝、还是浅丘地区;无论是板结的土质,还是疏松的土质都能适应。还可以根据用户的不同需求,配置合适的播种器。通过调节犁铧和种子储存孔的行距,能够轻松地播种小麦、大麦、高粱、大豆、玉米等旱粮作物。本例着重对播种机排种器、排肥器、开沟器、覆土器以及镇压轮等结构进行设计选择。

    关键词: 精密播种 播种机 播种 施肥

    Abstract

    The design is based on the development trends and seeder, interoperability and adaptability in a constantly improving the structure and operation of flexible simple principles designed to simultaneously accomplish a small planting fertilization work multifunctional sophisticated seeder. This structural advantages so that they can adapt to a variety of fields planting. Applicable to all sizes of land; Whether plains or hills; Whether hard soil or loose soil. We can select the planting machine according to the different needs of users. By regulating platoon of vehicles and plow can easily sow wheat, barley, sorghum, soybean, corn and other crops. This example focuses on the design seeder platoon of vehicles, fertilization devices, trenching vehicles structure.
    Key words:precision planting seeder planting fertilization

    目 录
    摘要………………………………………………………………………………I
    Abstract ………………………………………………………………………II
    第1章 精密播种机发展现状与趋势 …………………………………………1
    1.1 我国精密播种机发展现状 …………………………………………1
    1.2 精密播种机的发展前景 ……………………………………………1
    第2章 播种机概述 ……………………………………………………………5
    2.1 播种机类型 …………………………………………………………5
    2.2 播种机主要结构及功能 ……………………………………………5
    2.3 总体配置 ……………………………………………………………6
    第3章 中耕作物精密播种排种器 ……………………………………………9
    3.1 排种器的技术要求 …………………………………………………9
    3.2 精密播种机的发展前景 ……………………………………………9
    3.3 立式排种器的特点…………………………………………………18
    第4章 排肥器…………………………………………………………………13
    4.1 排肥器的要求………………………………………………………13
    4.2 排肥器的类型、特点和适用范围…………………………………13
    第5章 开沟器及其起落机构…………………………………………………16
    5.1 开沟器的要求………………………………………………………16
    5.2 开沟器的结构类型…………………………………………………16
    5.3 开沟器使用行距与前后列距离……………………………………18
    5.4 芯铧式开沟器………………………………………………………18
    第6章 输种管、覆土器、镇压轮及筑埂器…………………………………21
    6.1 输种管………………………………………………………………21
    6.1.1 输种管的类型…………………………………………………21
    6.1.2 输种管的主要参数……………………………………………21
    6.2 覆土器………………………………………………………………21
    6.3 镇压轮………………………………………………………………22
    6.3.1 镇压轮的结构类型和特点……………………………………23
    6.3.2 镇压轮直径的确定……………………………………………24
    第7章 其他工作部件和机构…………………………………………………25
    7.1 种子、肥箱…………………………………………………………25
    7.1.1 种子、肥料箱容量计算………………………………………25
    7.1.2 种子、肥料箱结构特点………………………………………26
    7.2 仿形机构……………………………………………………………26
    7.2.1 仿形机构类型…………………………………………………26
    7.2.2 仿形机构主要参数……………………………………………27
    第八章 保养与保管 …………………………………………………………29
    第九章 播种机使用及注意事项 ……………………………………………30
    第十章 安全规则 ……………………………………………………………32
    第十一章 常见故障与排除 …………………………………………………33
    第十二章 经济效益分析 ……………………………………………………34
    结论 ……………………………………………………………………………35
    致谢 ……………………………………………………………………………36
    参考文献 ………………………………………………………………………37
    附录1专题轴加工工艺 ………………………………………………………38
    附录2外文(汉) ………………………………………………………………42
    附录3外文(英) ………………………………………………………………47




    第一章 精密播种机发展现状与趋势
    播种机是农业生产中关键作业环节,必须在较短的播种农时内,根据农业技术要求,将种子播到田地里去,使作物获得良好的发育生长条件。播种质量的好坏,将直接影响到作物的出苗、苗全和苗壮,因而对产量的影响很大。由于精密播种可以保证种子在田间最合理分布,播种量精确,株距均匀,播深一致,为种子的生长发育创造最佳条件,可以大量节省种子,减少田间间苗用工,保证作物稳产高产。因此,现代农业对精密播种机械的要求越来越迫切。
    1.1 我国精密播种机发展现状
    我国从80年代末便开始研制精密播种机械。由于种子质量、整地条件、机械制造水平及机器价格等因素制约,我国80年代主要是推广半精量播种。为适应农村生产责任制的要求,大量推广了小型单体播种机。90年代以来,我国逐步推广精密播种机,有10多个企业生产了20多种型号的精密播种机。精密播种机以作物种类分为玉米及大豆精密播种机、谷物(小麦)精密播种机、甜菜精密播种机;以配套动力分为小型(5.8~13.2kw)、中型(16.2~36.8kw)和大型播种机(40.4kw以上)精密播种机;以排种器形式分为机械式和气力式两大类精密播种机;机械式中又可分为垂直圆盘式、垂直窝眼式、锥盘式、纹盘式、水平圆盘式、带夹式等形式精密播种机。
    1.2 精密播种机的发展前景
    1.单粒精密播种机迅速发展
    在国外,中耕作物如甜菜、玉米、棉花和某些蔬菜、豆类的播种都已大量采用精密播种,主要采用机械式和气力式两种精密播种机。由于气力式播种机对种子尺寸要求不严,不需精选分级,容易达到单粒精播,而且通用性较好,又能适合较高速播种,因此使用气力式播种机越来越多。
    为了达到单粒精播,提高株距均匀性,大多采用可精调的刮种器,将多余的种子清除掉;为了降低投种高度,减小种子下抛速度与前进速度之间的相对速差,而设置导种轮或导种管。
    但是,精密播种受高速作业的影响很大。现有的精密播种机试验结果表明,一般作业速度在4~8 km/h时,其株距合格率达80%以上;而作业速度提高到11~12 km/h时,株距合格率下降到60%以下。可见高速精密播种机还有待进一步发展、完善。
    2.播种机的通用性和适应性不断提高
    大多数精密播种机都可以播多种作物,通过更换不同孔径的排种盘(轮)或排种滚筒,使排种器能适应多种作物种子的播种要求。改变型孔大小或增加成穴机构,使之能达到穴播的要求;改变排种器工作转速以达到不同株距的要求。所有这些均提高了播种机的通用性。
    为了适应不同地区、不同土壤、不同整地条件的要求,大多数播种机上配有多种类型的开沟器(双圆盘式、滑刀式等)和镇压轮(橡胶轮、钢板冲压轮、铸铁轮、宽轮、窄轮等),供选用。同一型号的精密播种机又成系列,有多种行距和行数的变型。如美国CYCLO气压式播种机有牵引式和悬挂式,有4、6、8、12、16行等共16种机型,可为多种功率的拖拉机配套。
    3.精密播种机向高速宽幅发展
    为了在最适宦的农业技术条件下、用最短的时间做到适时播种,以及随着拖拉机功率不断增大,为了充分利用其功率,因此要求提高播种机作业的生产率。
    影响提高播种机组生产率的因素很多。除了提高机组的工作可靠性、减少故障、简化操作以减少辅助作业时间、提高纯工作时间的利用率外,提高生产率的最主要途径是增大播种机的工作幅宽和提高作业速度。增大播种机工作幅宽虽能直接有效地提高生产率,但加大工作幅宽使机体庞大,消耗金属多,成本高。同时,庞大的机体将受到田块大小、地头转弯以及道路运输的限制,使用不方便。因此,国外很重视提高作业速度的研究。
    70年代,中耕作物播种机作业速度一般从4~6km/h提高到8~10km/h。如西德AermoatⅡ型气力式播种机、法国Pneumasem气吸式播种机和美国7000型指夹式播种机的作业速度为8~10 km/h,作业质量仍能符合要求。
    但是,播种机高速作业带来一些问题,如排种性能下降,开沟深度变浅,种子在沟里弹跳、滚动加剧,以及驾驶条件恶化等等。因此,目前作业速度不能太高。
    中耕作物播种机的工作幅宽,一般单机都由3~4 m增大到5~6 m有的工作幅宽更大,如美国CYCLO气压式播种机系列中的16行播种机,其幅宽达11.68 m。加大幅宽使播种机结构庞大笨重,使悬挂式播种机组纵向稳定性变坏,还受到地块大小、道路运输的限制。
    4.广泛采用联合作业
    播种同时进行联合作业的方式发展很快,形式也比较多,主要有两种:一是在大多数中耕作物精密播种机上都配置排肥器、施肥开沟器以及施撒农药和除莠剂的装置。如西德、法国和美国的几种精密播种机都可以在播种同时施化肥、撒农药和除莠剂。二是播前整地和播种联合作业,如旋耕播种机、犁播机以及有的在开沟器前方加波形圆盘或锄铲进行灭茬播种或少耕法播种,以减少耕作次数,提高生产率,降低作业成本,还可以减少土壤风蚀和起到保墒的作用。
    5.新技术的应用不断普及
    为了提高播种机作业性能和工作可靠性,简化操作、减轻劳动强度、减少辅助作业时间、提高生产率,播种机上越来越多地采用新技术。如用液压油缸来升降和调节开沟器、划行器、折叠机架;采用液压马达驱动风机或装肥搅龙;采用信号装置、电子监视装置或监控装置来及时报警故障的发生,显示播量或自控凋节排种量大小;开沟器装备一次润滑的滚动轴承;行走轮采用无内胎充气轮;快速挂接装置;宽幅播种机加装横向运输轮等。
    在工艺材料方面,播种机上采用塑料或尼龙的零件更多了,如排种盘、排肥盘、轴套、输种管等;采用铝金压铸排种轮、排种器体壳,提高了零件精度,减轻了重量;播种机机架和各种杆件采用薄钢板冷压成异形断面以代替扁钢、角钢和槽钢,增加了刚度和强度,又减轻了重量。
    第二章 播种机概述
    播种机的功用是以一定的播量或株穴距,将其均匀地播入一定深度的种沟,覆以适量的细湿土,同时也可施种肥并适当镇压,有时还喷洒农药和除草剂,为种子发芽提供良好条件,以达到高产稳产,提高播种作业的劳动生产率,减轻使用者的劳动强度。
    2.1 播种机类型
    播种机的类型很多,有多种分类方法。按播种方法可分为撒播机、条播机、点(穴)播机;按联合作业可分为施肥播种机、播种中耕通用机、旋耕播种机、铺地膜播种机;按牵引动力可分为畜力播种机和机引播种机,而机引播种机中,根据和拖拉机不同的连接方式,可分为牵引式、悬挂式和半悬挂式;安排中原理可分为气力式播种机和离心式播种机。
    2.2 播种机主要结构及功能
    目前国内外播种玉米、大豆、甜菜、棉花等中各作物的播种机多数采用精密播种,即单粒点播和穴播。一般中耕作物精密播种机的结构如图2-1。其组成分为以下几部分:

    图2-1 播种中耕通用机
    1—种箱 2—后支臂 3—仿形机构 4—主梁 5—肥箱 6—下悬挂点
    7—仿形轮 8—前支臂 9—施肥铲 10—开沟器 11—划沟刀
    12—排种器 13—镇压弹簧 14—覆土板 15—镇压轮
    (1)机架 多数为单梁式。各工作部件都安装其上,并支承整机。
    (2)排种部件 种子相和能达到精密播种的机械式或气力式排种器,包括可调节的刮种器和推种器。
    (3)排肥部件 包括排肥箱、排肥器、输肥管和施肥开沟器。
    (4)土壤工作部件及其仿形机构 包括开沟器、覆土器、仿形轮、镇压轮、压种轮及其连杆机构等。
    有的精密播种机还配备施撒农药和除草剂的装置。
    2.3 总体配置
    目前主要是与12-T5马力小四轮拖拉机配套,播种机自带悬挂提升装置。每台(套)播两垄。垄上播平播均可。
    1.排种器的参数设计
    用机械方法进行精量播种的排种器大多属于孔型孔式排种器。根据种子的型状和尺寸等因素,设计出各种行孔或窝眼,用以播下每穴数量相等的种子。型孔轮用硬塑料和金属制成,其直径常为120-180mm。窝眼形状可设计成圆锥形、圆弧形或圆柱形。本次设计的型孔轮为圆柱形。

    表2-1 型孔参数表
    作物种类 玉米 大豆 高粱
    型孔直径 8-24 9-11 6-9
    型孔深度 6-12 6-8 4-8
    每孔粒数 3±1或4±1 1 5-9
    2.开沟器参数设计
    开沟器要求入土性能好,开沟器能在2-10cm内调节入土深度。
    (3)镇压轮:镇压轮的压强要求0.3-0.5kg/cm2,要求转动灵活,不粘土。镇压轮的宽度应稍大于苗幅宽,直径不可过小,否则转动不灵活,土壤易产生裂纹。常取直径d=300-400mm,本次设计的镇压轮直径为250mm;宽度为125mm。
    (4)镇压弹簧参数设计:
    要求为0.3-0.5kgf/ cm2
    镇压轮与地面的接触面积可初步估计为:
    S=30×170=5100mm2。所需压力N=(0.03-0.05)×5100=153-225N
    受力图如下:










    其中:
    F:弹簧作用力
    N:镇压轮接触地面的压力
    AC:弹簧作用点与支点距离
    AB:支点与镇压轮轴之间的距离
    有AC=82cm AB=185mm 由F×AC=N×AB可得:
    Fmin=N×AB÷AC=153×185÷82=345.2N
    因为镇压轮有自重,所以选用下述(表2-2)弹簧即可满足要求
    表2-2 弹簧主要参数
    材料 材料直径 工作极限载荷Pi
    65Mn 3mm 495(N)
    圈数(n) 弹簧中径D2 Pt作用下单圈刚度变量Pia
    12.5 14mm 1.585
    节距 单圈刚度P/d 最大心轴直径Dmax
    4.77 289.3(N/mm) 9mm



















    第三章 中耕作物精密播种排种器
    中耕作物如玉米、大豆、甜菜、高粱、棉花等采用精密播种,可以节省大量种子和间苗劳力,而且可使幼苗分布均匀,达到苗齐、壮、均,有利于增产稳产。达到精密播种的关键是排种器。
    3.1 排种器的技术要求
    排种器的技术要求大体上有以下几个方面:
    1、排种器排种均匀稳定,排种均匀性不受外界条件变化而产生严重影响。一台播种机的排种量应该保持一致。
    2、不损伤种子。
    3、播种两调节范围要大。
    4、通用性好。
    5、工作可靠,不易堵塞。
    3.2 精密播种排种器的类型、特点与适用范围
    1.水平圆盘式 排种盘上的孔形由种子形状、尺寸和每穴要求粒数确定,并按一定的间距排列。排种的株(穴)距与排种盘转速和孔数有关。播种机上都配有多种槽孔尺寸的排种盘。可根据所播作物、种子尺寸、播量和株(穴)距来选用。该排种器主要用于精密播种玉米、高粱、大豆等种子的播种机上。作业速度一般不大于6km/h,否则排种质量显著恶化。
    2.倾斜圆盘式 特点是排种通过充种、排种二个过程完成,即种子经过充种盘进入排种盘,然后再排入种沟内。该排种器投种高度较低,有利于提高株距均匀性。倾斜配置的排种器提高了充种盘型孔侧向填充能力和自然清种能力,损伤率较低。根据所播作物种子大小,有多种充种盘,排种盘供选用。还可通过传动比的调节来改变株距大小。该排种器主要用于点(穴)播玉米、大豆、甜菜、蔬菜、花生等种子,其使用的作业速度较低。一般不超过6km/h,其排种性能尚好。
    3.窝眼轮式 窝眼轮上的型孔大小可根据所播作物种子形状、大小、每穴要求粒数设计,有单排型孔、双排型孔,也可以设计成组合式排种轮,以满足多种作物的点播、穴播或条播,因此,通用性较好。但是型孔对种子外形尺寸要求较广,种子需清选分级,而且在排种过程中,易损伤种子。待排种器大多用于播种玉米、大豆、高粱、丸粒化甜菜等中耕作物播种机上。组合式排种轮还可条播谷子。
    4.倾斜勺式 特点是不需专门清种装置的机械式排种器。排种勺盘的倾斜角为40°~45°,才能克服种子沿勺盘下滑时产生的摩擦阻力,而使多余种子在自身重力下滑落。通过更换排种勺盘可精播玉米、豆类、甜菜、棉花、花生、向日葵等作物。株距可通过改变传动比调节,从8~25.5cm分为15级。倾斜勺式排种器结构较简单,不易伤种,对种子形状、尺寸要求不高。在作业速度不大于8km/h时,排种性能尚可。
    5.内充型孔轮式 与传统的型孔轮相比,其型孔的种子填充性能大大改善。因内充型孔轮的充种区在下方内部,种子充填入型孔时,除种子自重作用外,排种盘旋转时,使种子产生的离心力与种子进入型孔的方向一致,有助于种子充填入型孔内。因此,内充型孔轮排种器的作业速度可达7km/h,其排种性能良好。型孔尺寸根据种子形状、大小设计。可以单粒播种和穴播玉米、甜菜和豆类等多种作物。
    6.垂直转勺式 更换不同型号的勺匙(其形状为不同直径的圆形、椭圆形、橄榄形)可以播种蔬菜、豆类、甜菜、玉米等。勺匙的容积与种子大小决定了每勺匙内中子数,可单粒点播、穴播和条播。该排种器在运转中不损伤种子,无清种装置。调节传动比可改变株距或每米粒数。作业速度较低,最大速度不能超过4.5km/h。
    7.指夹式 排种过程中分夹种、清种、推种和导种四部分。种子被指夹强制夹住,工作可靠。对形状较规则、尺寸差别不大的玉米种子比较适用。该排种器大部分零件是薄钢板冲压件和塑料件,重量较轻,拆装方便。但结构复杂,排种底座及指夹磨损后排种性能下降,需定期更换,使用成本较高。播种株距由改变排种盘转速来调节。在作业速度8km/h以内排种性能良好。主要用于精密点播玉米,播大豆等其它作物时,需换用内槽轮排种器,通用性差。
    8.带式 排种胶带可根据不同作物的种子大小和穴粒数,用打孔机打出不同的型孔,可以有单排孔、双排空和三排孔,以满足点播、穴播或带播的要求。结构比较简单,损伤种子较少,但型孔对种子形状、尺寸要求较高,种子需筛选分级或球粒化处理。该排种器主要用于播蔬菜、甜菜等小粒种子,更换排种带后可播玉米、大豆,通用性较广。由于它投种高度很低,在作业速度不大于5km/h条件下,排种性能良好。但作业速度超过6km/h时,排种性能显著下降。
    9.气吸式 排种盘吸孔直径根据作物种子尺寸确定。可以单粒点播、穴播和条播。气室吸力可通过风机转速和进、出口风门大小来调节。通过调节排种盘转速或改变孔数来适应不同的株距的要求。该排种器的优点是能适应不同作物种子,对种子尺寸要求不严,损伤率小,能适应较高速的播种作业,但需配置风机,消耗功率多,而且制造和使用要求较高。主要用于玉米、大豆、甜菜、棉花等中耕作物的精密播种机上。
    10.气压式 其特点是采用集中排种,即只有一个排种滚筒,其上有6~8排排种孔,通过不同长度的输种管将种子送到各行,可同时播种6~8行。改变风机转速以调节风压来满足不同种子所需压附力。改变排种滚筒转速来调节株距。更换带有不同型孔大小和孔数的排种滚筒,可以精密点播玉米、大豆、甜菜、高粱和向日葵等作物。在作业速度不大于8km/h时,其排种性能良好。
    11.气吹式 与窝眼轮排种器相比,其特点为:除种子自重充填入型孔外,还有气流辅助力,且型孔较大,因此充填性能很好,对种子形状尺寸要求也不严;利用气嘴射出的气流将多余种子吹掉,达到单粒精播;能在较高作业速度(8km/h)下,排种性能较好,不损伤种子。通过更换不同型孔的排种轮和调节吹气压力,可以精密播种玉米、大豆、脱绒棉籽、球化甜菜和菜籽等,改变排种轮转速可调节株距。
    选用哪种排种器要根据本机的设计要求,综合考虑一能满足农艺要求,二能使结构设计简单,综合以上因素本机选用立式盘播种器。
    3.3 立式排种器的特点
    1、结构简单,使用可靠,它由壳体、排种盘和清种刀三个零件组成。钢刀清种干净利落,寿命长,故障少,大大提高了排种器的可靠性。
    2、排种盘立着用,占空间少,排种器内可装三个播种盘,解决了播种三行位置。
    3、立式盘能完成大豆双行单粒点播任务,在铧犁播种部件上已经是使用了15年,效果交好。只要种子符合尺寸,破碎率不超过2%,而株距合格率平均都在98%以上。
    4、立式盘侧充填,充填区域大,360°除投种区60°外都可充填,充填时间长,充填性能好,可提高作业速度,垂直窝眼排种器的切速度不大于0.2m/s,而立式盘排种器达到0.62m/s,排种仍然很好,切线速度可提高三倍多。
    5、立式盘排种器种子出口处种子运动方向与机器前进方向相反,减少了种子的绝对运动速度(前进速度减去种子的切线速度),再加投种点低(65mm),大大提高了粒距的均匀性。











    第四章 排肥器
    播种和中耕追肥机上的排肥器,主要用于排施粒状和粉状化肥、粒状复合肥以及农场自制颗粒肥料等。化肥的主要技术特性见表4-1

    表4-1 几种化肥的主要技术特性
    肥料名称 外形 含水率(%) 单位容积质量(g/l) 自然休止角
    尿素 颗粒 720 35°
    硫酸铵 粒状 0.93 943 44°
    硝酸铵 结晶 2.13 1010 35°
    碳酸氢铵 粉状 2.87 920 37°
    磷酸铵 晶体 2 840
    过磷酸钙 粉粒状 16 880

    4.1 排肥器的要求
    (1)要有一定的排肥能力,一般施肥量应在5~30㎏/亩范围内可调。排肥量要均匀稳定,不架空、不堵塞、不断条。
    (2)通用性好,能排施多种肥料。
    (3)排肥工作阻力不大,工作可靠,使用调节方便,便于箱内剩余肥料的清理。
    (4)零部件要耐腐蚀和耐磨。
    4.2 排肥器的类型、特点和适用范围
    1.外槽轮式 结构较简单,适于排施流动性好的松散化肥和复合粒肥。对吸湿性强的粉状化肥易粘结槽轮,引起架空、堵塞。多用于谷物条播机和中耕作物播种机上。
    2.滚轮式 结构简单,适于排施流动性好的松散化肥和复合粒肥。对流动性差,吸湿性大的粉状化肥不适用。易发生架空、堵塞。多用于谷物条播机上。
    3.适于排施粉状和粒状化肥,也能排施吸湿性强的粉状化肥。施肥量适应范围较大,结构较简单,但工作阻力大。主要用于中耕作物播种机和中耕追肥机上。
    4.结构较复杂,工作阻力较大。能排施干燥松散的化肥,性能较好,但不适于排吸湿性强的化肥,容易发生架空、断条。主要用于中耕作物播种机和中耕追肥机上。
    5.结构较简单,能排施干燥的粒状和粉状化肥,不适于排施吸湿性强的化肥。多用于中耕作物播种机和播种中耕通用机上。
    6.结构较复杂,工作阻力较大。适用于干燥粒状和粉状化肥的排施,对吸湿性强的化肥已发生架空和堵塞,排肥星轮被化肥粘结。主要用于谷物条播机上。
    7.结构较复杂,其肥量调节凹板上容易粘结肥料,必须及时清除。主要用于中耕作物播种机和播种中耕通用机上。
    根据各种类型的排肥器的特点并结合使用范围综合考虑选用振动式排肥器。振动式排肥器主要由肥箱、肥箱底座、振动板、排肥凸轮、肥量调节板、密封胶布和排肥轴等组成,有的还配有螺旋输送器。











    图4-1 振动式排肥器
    1—排肥凸轮 2—弹簧搅龙 3—排肥轴 4—振动板
    5—密封胶布 6—肥箱 7—插板 8—肥量调节板
    排肥量的调节主要可以动调节板和改变排肥孔大小来达到。排施流动性好的化肥时,为了防止振动板停止振动后仍有肥料自流,而设有孔壮调节板,在调节板上有300个直径为3.8mm的圆孔,移动调节板,改变排肥圆孔的数目,可达到不同的排肥量。
    凸轮决定振动板的振幅和振动频率。凸轮的凸齿高度确定振幅大小。振幅过小,不能形成肥料上下循环的肥料流,也不能克服肥料之间的粘结力,因而易出现架空;振幅过大,动力消耗大和传动阻力大。振幅一般为18~20mm。
    在一定的转速下,凸轮齿数决定振动频率,振动频率过低,排肥均匀性变坏。振动频率太高,则肥料被镇起后尚未落下,第二次振动又使肥料镇起,其结果是实际振幅变小。对于排施易潮解的粉状化肥,其振动频率为250~280min-1较好。振动频率 按下式计算:
    ( )
    式中 ——作业速度(m/min);
    ——传动速比;
    ——凸轮齿数;
    ——地轮直径;
    ——地轮滑移系数。






    第五章 开沟器及其起落机构
    开沟器的功用主要是在播种机工作时,开出种沟,引导种子和肥料进入种沟内,并使湿土覆盖种子和肥料。
    5.1 开沟器的要求
    一个良好的开沟器必须符合下列要求:
    (1)开出的种沟要深浅一致,沟型整齐、平直,开沟深度能在一定范围内调节,以适应不同作物的播深要求。
    (2)开沟时不乱土层,不应将下层湿土翻至地面,也不可使干土落入沟底,应将种子和肥料导至湿土上。
    (3)行内中子分布均匀,种子不飞散而应都落到沟底。
    (4)应有一定的回土作用,使细湿土将种子全部覆盖,以利于种子发芽。
    (5)要有良好的入土性能和切土能力,工作可靠,不易被杂草、残茬和土块堵塞。
    (6)结构简单,工作阻力小,调整、维护方便。
    5.2 开沟器的结构类型
    根据所播作物的播种要求,地区气候和土壤条件的不同,播种机应采用相应的开沟器。开沟器结构类型按其入土角不同,可分为锐角开沟器和钝角开沟器两大类。锐角开沟器的开沟工作面与地面平面的夹角,即入土角α<90°,它通常有锄铲式、翼铲式、船形铲式和芯铧式等多种。钝角开沟器的入土角α>90°,它包括有靴鞋式、滑刀式、单圆盘式和双圆盘式等多种。开沟器的结构类型、工作原理和特点:
    1.锄铲式(锐角锚式) 它依靠自重、附加重量和播种机前进时的牵引力,有自行入土的趋势,直至与土壤阻力相平衡时为止。工作时,将部分土壤升起,使底层土壤翻到上层,对前端及两边土壤有挤压作用,开沟过后便形成土丘和沟痕。由于下层较湿的土壤翻到上层,容易损失水分,不利保墒,并使干湿土相混合,因此,不宜在干旱地区使用。此外,对播前整地要求较严。在土块大,残茬、草根很多的田地上作业时,容易发生缠草、拥土、堵塞现象,工作不稳定。其优点是结构简单、轻便、容易制造和保养,好金属量较少。目前仍用于谷物播种机上。
    2.宽幅翼铲式 有翼铲、筒身和反射板组成。种子经输种管落到反射板上,经反射立即向四处撒开,均匀地撒落在翼铲所开的沟底里,达到宽幅80~120mm。工作时有抛土现象,阻力较大、易粘土,遇残茬根茎易堵塞和拥土,影响作业质量。因此,要求整地质量好。该开沟器限用于要求宽苗幅的通用播种机上。
    3.芯铧式 工作时,它的前棱和两侧对称的曲面使土壤沿曲面上升,并将残差、表层干土块、杂草向两侧抛出翻倒,使下层湿土上翻,不利保墒。开沟阻力较大,不适于高速播种。其优点是结构简单,入土性能较好,对前整地要求不高,而且沟底较平,开出沟宽为120~180mm。主要用于东北垄作地区宽苗幅播种的中耕作物播种中耕通用机上。
    4.船形铲式 船形铲入土角为60°,迎面切角为35°依靠开沟器重量和外加重力的作用,压成沟形。沟形平整,V形沟壁整齐。根据需要可选用单行、双行或三行开沟铲,每个开沟器即可相应开出一条、两条或三条种沟,可以达到窄行密播和带播的要求。这种开沟器工作速度不宜过高,最大为6~7km/h。因其结构简单,适于浅播和窄行播、带播。主要用于蔬菜、甜菜和豆类播种机上。
    5.靴鞋式(钝角锚式) 由于受土壤阻力向上分力的影响,使其不易入土,但在其本身重量其附加重力的作用下,能开出一定深度的种沟。开沟时,将表土向下及向两侧挤压,使种沟紧压,不会使湿土翻出,利于保墒。在土壤湿度过大时,其前胸与侧翼均易粘土,对播前整地要求较高。因其结构简单、轻便、制造容易,适用于浅播,故仍有用于牧草、蔬菜和谷物播种机上。
    6.滑刀式 入土部分为一较长的滑刀,向下压切土壤,较靴鞋式容易入土。开沟时,将表土向两侧推挤的同时,向下挤压而形成种沟。种子从两翼侧板中间落入沟底。开沟宽度取决于后部的双翼侧板相距大小,一般为4~6㎝。双翼侧板尾部呈阶梯形或斜边缺口,可使下层湿土先落入沟内覆盖种子。滑刀有长、短之分。长滑刀开沟器用于播种大粒种子,短滑刀开沟器用于播小粒种子和浅播作物。目前国内外许多中耕作物播种机上采用这种开沟器。
    7.双圆盘式 双圆盘刃口在前下方相交于一点,形成一夹角。工作时,靠自重其附加弹簧压力入土。两圆盘滚动前进,将土切开和推向两侧,形成种沟。种子、肥料通过开沟器体中部的导种筒落入沟底。由于圆盘周边有刃口,滚动时,可以切割土块、草根和残茬。因此,在整地条件较差和土壤湿度较大时,也能正常工作,而且工作较稳定,能适用于较高速作业。开沟过程中,不易粘土、堵塞,上下土层相混现象较少。其结构较复杂,重量较大,所以开沟底不平,不适于浅播作物。目前较广泛用于谷物播种机上,也有用于中耕作物精密播种机上,是一种适应性较好的通用性开沟器。
    8.单圆盘式 为一球面圆盘。工作时,圆盘滚动,将土壤切出椭圆形沟底(沟宽20~30mm),种子由凸面顺圆盘落入种沟内。由于开沟时土壤沿圆盘凹面升起后抛向一侧,部分湿土被掀起,干湿土相混,容易跑墒,不适于干旱地区使用。此外,种子落在椭圆形沟内,使播深不一致。单圆盘开沟器结构较双圆盘开沟器简单,入土性能较好,对整地要求不高。主要用于谷物播种机上。
    5.3 开沟器使用行距与前后列距离
    开沟器工作时,将部分土壤升起、抛翻、推挤或挤压等,使开沟器前方形成前丘和播后地表形成沟痕。特别是在整地条件差、土块大、杂草和残茬多的情况下,前丘突起较大。为了不使相邻两开沟器的前丘连片,它们间必须要有足够的间距。若该间距大于农业技术要求的行距时,常使相邻两开沟器排成前后两列,同时前后列开沟器的距离必须保证后列在稳定的土壤中工作,以保证后列开沟器的开沟质量。
    5.4 芯铧式开沟器
    芯铧式开沟器主要由芯铧、铧柄、翼板、输种管和护种罩等组成。芯铧一般用3~4mm厚的65Mn钢板制成,铧尖及刃部进行热处理,硬度为HRC37~42,以增加其耐磨性。芯铧的主要参数有:

    图5-1 芯铧式开沟器 图5-2 芯铧结构
    1—铧柄 2—芯铧 3—翼板
    4—输种管 5—护种罩
    (1)入土角α 入土角过大,入土性能差,且阻力增加。入土角过小,会使芯铧尖而长,强度减弱。一般芯铧入土角以15°~25°为宜。
    (2)隙角ε 芯铧底部有一隙角ε,它有利于入土,一般为ε5°,过大则使沟底不平,过小使入土性能差。
    (3)斜切角γ 芯铧尖的斜切角不能过大,此角必须保证土粒、残茬、杂草沿刃口向后滑移,而不致缠挂、拥堵。斜切角γ一般为60°~75°。
    (4)铧高H 在不影响种子散落的情况下,铧高不宜过高,过高易发生拥土,且增加阻力。铧高一般为80~140mm。
    (5)幅宽B 芯铧开沟器主要用于垄作宽幅,芯铧幅宽大小取决于播种的苗幅宽度,一般为120~180mm。
    (6)芯铧工作曲面 芯铧工作曲面的形成见图5-3。ad是平面M上一条曲率半径为R的曲线(芯铧脊线),平面N是通过oa(o为曲率中心)而与M垂直的平面,ab,ac是平面N上的线段,二者与M平面的夹角对称。当平面N绕o轴(通过o点与M平面垂直的轴线)旋转时,线段ab,ac即扫描出脊线两侧的工作曲面。













    图5-3 芯铧工作曲面
    (7)脊线曲率半径 为使入土性能好和结构紧凑,脊线曲率半径R取250~350MM为宜。















    第六章 输种管、覆土器、镇压轮及筑埂器
    6.1 输种管
    输种管主要是将排种器排出的种子导入开沟器,使种子能顺利地落到种沟内。它对排种的均匀性有较大影响。因此对输种管的要求是:
    (1)保证种子能自由活动,不致使排种均匀性变坏。管内应有足够的断面积,管壁应光滑畅通无阻。
    (2)要能适应开沟器的升降和调节。输种管铰接于排种器上,要能在各个方向摆动,不致影响种子的通过。
    (3)要有一定的伸缩量、弹性和弯曲度,并需耐腐蚀。
    (4)结构简单,易于制造和维修。
    6.1.1 输种管的类型
    输种管按其制造材料可分为金属管、橡胶管和塑料管三种。
    1.金属管有卷片管、卷丝管、套筒管、漏斗管和蛇皮管等。
    2.橡胶管有硬橡胶管和橡胶折皱管。
    3.塑料管有波形塑料管和直筒塑料管。
    6.1.2 输种管的主要参数
    1.输种管直径 输种管的最小直径应根据作物的最大播量和种子的物理机械特性(种粒形状和尺寸、种粒与管壁的摩擦系数等)确定。输种管的最大直径应与种子在输种管内自由降落时的扩散范围性适应。通过试验,有三分之二的种子集中在半径为20mm范围内,因此,输送管的最小直径dmin一般为26mm,最大直径dmax一般为40mm。
    2.输种管的倾斜角与长度 根据不同类型播种机的结构需要,排种器工作特点以及对种子下落到沟底时的要求,确定输种管倾斜角和长度。对于某些中耕作物精密播种机,为使种子落到种沟时,相对于地面的速度接近于零,以提高株距均匀性,还专门设计了导种管。即要求种子沿导种管向后滑行运动,并具有一定的速度,因而设计成曲线形导种管。
    6.2 覆土器
    种子落入沟底,开沟器将一层较浅的回土覆盖种子,尚需用覆土器进行覆土,使其达到一定的覆盖深度。对覆土器的要求是先覆以细湿土,而且覆土均匀,不影响种子分布均匀性。中耕作物播种机上常用的覆土器又刮板式和铲式。刮板式覆土器覆土能力较强,刮板角度可以调节,常和芯铧式开沟器配合使用。铲式覆土器连接在镇压轮上,根据需要,覆土铲可以上下调节,常和滑刀式开沟器配合使用。

















    图6-1 覆土器(铲式)
    1—拉杆 2—调节板 3—覆土板 4—镇压轮 5—镇压轮架
    6.3 镇压轮
    播种同时镇压可减少土壤中的大孔隙,减少水分蒸发,以使土壤保墒;可加强土壤毛细管作用,使水分沿毛细管上升,起到“调水”和“保墒”的作用;可使种子与土壤紧密接触,有利于种子发芽和生长;春播镇压还可适当提高地温。因此,播种同时镇压对干旱地区的播种是非常必要的。播种同时镇压主要是在苗幅内镇压,而行间土壤仍保持疏松,因而通气性
    好,还可利于接纳雨水。
    镇压轮对土壤的压强主要根据土壤性质、水分、密度和作物的要求而
    定,一般为30~50kPa。镇压轮的压力大小取决于镇压轮本身重量和作用在它上面的附加重量(播种机部分重量的转移和辅助弹簧作用力等)。
    一个良好的镇压轮必须转动灵活,不沾土,不拥土,镇压里可以适当调整,镇压后地表不产生鳞状裂纹。
    6.3.1 镇压轮的结构类型和特点






    (a) (b) (c)
    图6-2 金属镇压轮
    a)圆柱形镇压轮 b)凹面镇压轮 c)圆锥组合镇压轮
    1.圆柱镇压轮 由薄钢板制成。有光面圆柱形和网面圆柱形两种,其镇压轮面较宽,压力分布均匀。适用蔬菜播种和宽苗幅垄播的播种机。
    2.凸面和凹面镇压轮 它是整体形空心柱铁轮,靠本身重量或在其空腔内灌入适量的沙土产生镇压力。凹面轮对种子上层土壤不如两侧的土壤被压得紧实,有利于种子幼芽出土,适于棉花、豆类及其它双子叶作物的播种镇压。
    3.圆锥复合镇压轮 由两个钢板冲制成的锥形轮组合成。可根据需要来改变两锥形轮间距,成为宽窄不同的圆锥复合轮,起镇压力可由附加弹簧调节。
    4.胶圈镇压轮 由于胶圈具有弹性,在镇压轮与土壤压紧压时,胶圈变形;而当它滚动道上方,无外力时,胶圈复原。因此,镇压轮胶圈在滚动过程中变形与复原交替作用,使湿土难以粘结在胶圈表面上,由于湿土于胶圈的附着力较小,稍有振动,粘土很容易脱落。该镇压轮结构较复杂,镇压效果较好,大多用于垄作播种机上。
    5.宽型橡胶镇压轮 镇压轮有多种形式,可根据作物对镇压的要求而选用。由于橡胶内腔时空腔,并通过小孔与外界大气相通,故又称为零压镇压轮。在其滚动镇压土壤时,橡胶轮变形与复原相互交替反复,因此,粘土少,脱土容易,镇压质量好,压后地表产生鳞片状裂纹较少,有的表面花纹可增加镇压轮的附着力。现多用于中耕作物精密播种机上作镇压轮,以及单组播种中间作驱动排种轮或撒施农药的工作部件之用。
    6.窄型橡胶镇压轮 这种镇压轮用于谷物条播机上播后镇压,它有两种连接方式:一是在传统的谷物条播机脚踏板下后方,对着开沟器的部位,安装带弹簧般的窄型橡胶镇压轮。另一是压轮式谷物播种机上作镇压和支撑播种机重量,并驱动排种、排肥部件工作之用。
    6.3.2 镇压轮直径的确定
    要使镇压轮正常转动的条件是:
    (m)
    式中 ——土壤对镇压轮的摩擦系数
    ——轴套中的摩擦力矩(N·m)
    ——镇压轮半径(m)
    ——镇压轮重力及其附加负荷(N)
    如镇压轮又作为排种、排肥部件的工作动力时,必须保证镇压轮正常转动不滑移,其必要条件是
    (m)
    式中 ——带动排肥、排种部件所消耗的传动力矩(N·m)

    第七章 其他工作部件和机构
    7.1 种子、肥箱
    种子、肥箱的要求有以下几个方面:
    1.必须有足够的容量,以减少假种加肥次数,并做到播到地头时才加种加肥。但种、肥箱过大,播种机组结构庞大,且使机组牵引阻力增加。此外,对悬挂式播种机来说,将直接使机组纵向稳定性变坏。
    2.箱底板的倾斜角应大于种子或废料的自然休止角,保证种子或肥料顺利流入排种器或排肥器内。
    3.种子、肥料相应坚固耐用、重量轻,刚度好。箱内外应涂以耐腐油漆。
    4.加种、加肥方便,容易清理和不残留种子或肥料。
    5.箱盖关闭严禁,防止雨水浸入。对于气力式播种机的种箱,盖好后要承受一定气压,并应严密不漏气。
    7.1.1 种子、肥料箱容量计算
    种、肥箱的容量是根据播种工作幅宽、播种量或施肥量、播种行程和种子或肥料单位容积的质量等而定。工作时,不应将箱内种子或肥料全部播完,否则会因箱内种子或肥料太少,而影响排种、排肥性能,应至少留有10%的余量。
    种、肥箱的容量V可用下式确定
    (L)
    式中 V——肥箱容积 种箱容积;
    Qmax——最大播量 斤/亩;
    B——播种机的工作幅宽;
    L——种子装满后能行驶的距离;
    ——种子箱的充满系数;
    ——种子容量 kg/l;
    以大豆为例:
    种箱容积 V=216180×320=0.012升
    肥箱容积 V=220×280×200=0.019升
    大豆容量为0.75吨/米,百粒重20克,则每箱可装0.012×0.75×1000=9公斤,同法可计算出每箱玉米种子可播2129m,每箱化肥可施663m。可见种肥箱基本上满足生产需求。
    7.1.2 种子、肥料箱结构特点
    播种机上的种、肥箱的形状大多是矩形、梯形或圆形的,用薄钢板成,也有用玻璃纤维或塑料制成。现代谷物播种机上种、肥箱的结构特点是:
    (1)增大容积,以减少加种加肥次数。国外谷物播种机种箱容积增大到每米工作幅160~200L;肥箱容积增大到每米工作幅120~180L。
    (2)采用整体箱结构。用大型薄钢板压制成型,并与机架连成框架,以增加其刚度。
    (3)种箱与肥箱容积的相互比例可根究需要调节;通过改变种、肥箱内壁各板安装位置,来改变种、肥箱的容积比。
    7.2 仿形机构
    仿形机构是使播种机的开沟器能随地形变化而始终保持一定的工作深度,并开出深浅一致的种沟,以保持种子播深一致。因此,对仿形机构的要求是:
    (1)能满足所要求的仿形范围,并要有一定的限位机构;
    (2)工作可靠,仿形性能稳定,沟底平整,开沟深浅一致;
    (3)杆件紧凑,有足够的强度和刚度。
    7.2.1 仿形机构类型
    主要由整机仿形和单组仿形两种形式。
    整机仿形即播种机整机随地形起伏,能够上下仿形。其方式有:一是拖拉机液压悬挂机构放在浮动位置,使悬挂式播种机的地轮能随地形起伏而上下运动,达到整机仿形;一是与拖拉机下悬挂杆挂接的播种机下悬挂杆上,有一允许在一定范围内上下运动的长圆孔。整机仿形结构简单,但在整机工作幅内播深不一致。
    单组仿形机构是每一播种单组胶接在机架上,达到单组仿形,而单组上的其他工作部件如覆土器、镇压轮、施肥开沟器等还可以相对于单组进行分别仿形。因此,可根据不同地形各自进行上下仿形。仿形性能好。平行四连杆仿形机构结构原理与同坐特点(见图 ):在平行四连杆机构的后杆部位E点上铰接着连杆O1EF和EO2,O1端装有仿形轮,O2端装有镇压轮。根据不同的开沟深度要求,镇压轮通过调节点F的销轴,可改变其相对于开沟器的高度。当F销轴固定后,O1EF O2变成刚性连杆,成为绕铰接点转动的扁担式仿形机构,其深度变化很小,而且变化缓慢,方形可靠、稳定,开沟深度一致,是一种比较好的仿形机构。



    7.2.2 仿形机构主要参数
    影响平行四连杆仿形机构工作性能的因素很多,主要是四连杆尺寸、强度和刚度,牵引角a,行向宽度b等。












    根据地形和播前整地条件确定仿形量的大小。通常上、下方形量都是8~12cm。为使开沟器工作稳定,牵引角a变化范围越小越好。因此,上下拉杆长一些有利,但拉杆过长,使机构不紧凑,机具重心后移。
    横向宽度b值大些好,否则,工作中易引起横向摆动,使播行直线性差,这给机械中耕带来困难。













    第八章 保养与保管
    1.班保养,每班(6小时)工作后,应进行以下维护:①彻底清除传动机构、排种器、开沟器、机架等部位的泥土、杂草,以便检查各部位的技术状态。②检查排种器固定螺栓、排种轮卡箍、开沟器拉杆固定螺栓等紧固部位紧固情况,必要时拧紧。③检查和润滑所有传动机构和转动部件.必要时进行调整或修理。④检查各调整部位有无松动、滑移现象,测量划印器的尺寸,必要时进行调整。
    2.季保养。每个作业季节完成后,应做以下维护:①清除机具上的泥土、油污及种肥箱内的种子及肥料等杂物。②将开沟器、齿轮、链轮及链条用柴油清洗并涂防锈剂,对圆盘式开沟器应拆开清洗,涂油重新按要求装配。③清洗全部轴承和转动部件。对含油轴承(套),可用机油或锭子油擦洗,不得用轻质油清洗,以免影响其自身润滑性能。④放松开沟器挺杆弹簧和其他压缩弹簧。⑤修复或更换破损、断裂的木制件、铁皮件等。⑥对种箱、肥箱、机架、拉杆等部位掉漆处要涂漆。
    3.机具的入库。①机具完成季保养后方可入库。②最好将机具放置于室内。室外保管时要垫木块并加遮盖物。③圆盘开沟器、链条、输种管、锄铲等卸下来在室内妥善保管,防止变形,挤压和丢失。④播种机上不许承受额外压力,木制零件和铁皮件上不能放置重物。⑤要有专人负责保管,定期检查。








    第九章 播种机使用及注意事项
    一、播种机的播前准备
    1.清除油污脏物, 并将润滑部位注足润滑脂。紧固螺栓及连接部位, 不得有松动、脱出现象, 传动机构要可靠, 链条张紧度要合适, 拖拉机与播种机挂接要正确, 开沟器工作正常。并进行空转试验, 待各运转机构均正常后, 方可开始工作。
    2. 按播种要求调整有关部位, 如播量、行距、播深等。
    3.检查种子和肥料, 不得混有石块、铁钉、绳头等杂物, 肥料不应有结块。
    4.播种前应组织好连片作业, 预先把种子、肥料放在地头适当位置, 以提高作业效率。
    5.检查仿形机构, 地轮转动是否灵活, 排种盘和排肥盘是否适合要求, 覆土器角度是否满足覆土薄厚的要求。如果这些正常, 可先找一块平坦田地试验, 检查种肥的排量, 如不妥, 就应进行调整。
    二、正确操作播种机
    1、上述调整正常后, 方可下地投入正常作业。播第一趟时要选好开播点, 在视线范围内找好标志, 力求一次开直, 以便后期中耕管理。行走路线一般采用棱形法。在刚开始作业时, 离地头大约2~3m 处停下来, 检查开沟的深度(根据墒情而定) , 如过深或过浅应调整。
    2、充分利用土地面积。播种时, 驾驶员应按计划尽量将种子播近边、播到头, 做到不留地头、不留大边, 充分利用耕地面积。
    3、在开沟器入土状态下, 机组不能倒退、不准急转弯。
    注意事项:
    1.随时注意各机构的工作情况,如各传动机构工作是否正常,输种管下端是否保持在开沟器下 种口内,种肥在排出中有否堵塞,肥料在箱内是否 有架空,地轮有否粘土等。
    2.及时添加种肥,箱内种肥不少于 1/ 4容积。
    3.及时清理种箱和肥箱。播完一种作物后 , 要及时清理种箱,严防种子混杂;同时,还应清理肥箱,防止化肥和农药腐蚀金属。
    4.作业中要经常用眼睛观察地轮是否运转自如,有没有捞爬现象。发现故障应及时排除。
    5.地头或田间停车后,为了避免漏播,可将播种机升起后退一定距离, 然后再继续工作。但后退的距离不能过长或过短,过长会浪费时间和种子, 过短会产生漏播。
    6.要及时清除开沟器前方拖带的杂草和残茬,以免造成断条 、拖堆而缺苗。
    7.地里杂草多、茬子多的情况下,应把前支 铲安装上,以便清除残茬,保证播种质量。播种速度应保持在4~7 km/ h左右。
    8.播种完一个小区,要核实播种量,不符合播种要求时,要调整后再播种下一个小区。
    9.播后要在12h内及时镇压,以保持土壤中的水分和坚实程度,有利于种子发芽。
    10.种子和肥料必须经过筛选后方能使用,肥料要选择流动性较好的二铵、尿素等,这样能保证下肥均匀。
    11.使用悬挂式播种机,在提升或降落时,应在播种机行进中缓慢进行,以免造成机件损坏和开沟器堵塞。
    12.播种机转移地块或运输时,种子箱内不应装有种子,工作时再重新加入。








    第十章 安全规则
    1.播种机驾驶员与播种机机手之间要规定联络信号,按信号进行操作。
    2.机组运行中,操作人员应在规定范围内活动,禁止跳上跳下;禁止无关人员站在播种机上;禁止在未停机状态下对播种机进行调整、紧固、润滑。如需清除排种器和开沟器上的泥土、杂草,应用木杆或专用工具,严禁用手直接清除。
    3.机组地头转弯要有足够的转弯半径,转向时应将播种机升起。
    4.播种机作业尽量不安排在夜间进行,必须在夜间作业时,应安装照明和灯光信号设备。
    5.播种机组转移地块时,播种机上严禁站人。

















    第十一章 常见故障与排除
    1.播种不均匀 若因作业速度变化大,应使作业速度保持均匀;若因刮种舌严重磨损,应更换刮种舌;若困外槽轮卡箍松动,使工作长度变化,应调整外槽轮工作长度,固定好卡箍。
    2.排种器不排种 种子箱内种子不足时,应添加种子;传动机构不工作,应检修、调整传动机构;驱动轮不转动,应排除驱动轮故障;排种轮卡箱、键销松脱时,应重新紧固排种轮;输种管或下种口堵塞,应及时排除堵塞物。,
    3.种子破碎率高 作业速度快,使传动速度过高,易使种子破碎率高,应降低作业速度,保持匀速前进;护种装置损坏,应更换护种装置;刮种舌离排种轮太近时,应调整刮种舌与排种轮的间距。
    4.播种深度不够 主要因开沟器拉杆变形,入土角度小,使开沟器弹簧压力不足所致。应矫直开沟器拉杆,增大入土角,并调紧弹簧,增加开沟器压力。
    5.开沟嚣堵塞 播种机落地过猛,开沟器堵土时,应停机清理开沟器的堵土;作业时禁止开沟器入土后倒车。
    6.覆土不严 覆土板角度不当,应调整覆土板角度;弹簧压力不足,应调紧弹簧。












    第十二章 经济效益分析
    一、体积小、重量轻。
    二、结构简单:该机主要以各种型号的拖拉机为动力,主要由牵引提升架、播种箱、播种器及部分链条、插销和销孔连接组成。
    三、操作灵活:该机由一人进行操作,当拖拉机前进时,将犁铧放下,播种箱两端的防滑轮与地表摩擦产生动力,分别带动控制播种箱种子和肥料出口的两根轮轴,主动轴由防滑轮带动用于播种,被动轴由主动轴的链条带动用于拖肥。根据田块的大小,多功能旱粮播种机可随意提升、随意调速,转弯灵活方便,可以有效地避免重耕、重播。
    四、维修方便、容易:该机的联接,使用的是插销和插孔的连接方式,一个人可以方便拆装,维修时只需换上配置的备件即可。
    五、适用性强:该机结构上优点,使之能适应各种田地的播种。小到1-2分大的田块,大到上百亩的田块,不管是平坝、还是浅丘地区;无论是板结的土质,还是疏松的土质都能适应。还可以根据用户的不同需求,配置实用的播种器,通过调节犁铧和种子储存孔的行距,能够轻松地播种小麦、大麦、高粱、大豆、玉米等旱粮作物。总之,凡是种旱粮的区域,只要拖拉机能行走的地方都能适用。
    六、作业成本低:该机能达到开沟、播种、施肥、覆盖一次性完成,小田块每小时可播3-6亩,大田块每小时可播8-12亩。
    七、经济效益高
    1、以小型手扶式拖拉机为例,按每台每天播种50亩计算,日收入可达800-1000元,除去人工油耗、机损维修费用,每台播种机每天可赢利600-800元;
    2、由于该机是集开沟、播种、施肥、盖种一次性完成的理想作业,每亩可为农户节省人工费40元,每亩可比其它播种方法增产15%-30%。


    结论
    通过两个多月的资料收集、整理和设计,我所设计的小型多功能播种机已经完成,在这两个多月的过程中,我通过对资料的收集、检索以及查找,找到了很多对设计有用的资料,从而保证了设计顺利地完成。可以说这次设计是对我以前所学到的知识、收集资料的能力和设计方法等能力的一次综合的锻炼。在这个过程中,我先到黑龙江省农机市场观察并了解小型多功能播种机的主要结构及工作原理,然后熟悉整个设计流程。通过对图书馆借阅的各种手册、说明书等资料的整理,根据设计要求,拿出自己的设计方案。在整个设计过程中,是我的综合能力得到很大的提高,所学知识与以后的工作能够得到更好的衔接。
    我国是一个农业大国,虽然耕地面积广阔,但是农业生产的效率跟一些发达国家相比有着很大的差距。我所设计的小型多功能播种机就是提高农业生产效率,对实现农业生产自动化有重要的作用。由于小型播种机的结构特点,是它具有操作简单适用范围广等特点。采用专用的排种器大大降低了种子的破种率,提高了农作物的成活率。该机固有广泛的社会效益与经济效益。
    通过本次的设计过程,锻炼了我的动手能力,同时也知道了自己以后应该在哪些方面在努力学习,使以后的学习有了更好的针对性。此次设计对我来说是非常重要的一个学习过程,学到了设计的整体思路和方法,是参加工作前的一次很好的锻炼。








    致谢
    近三个月的毕业设计结束了,在这些天里,我完成小型多功能播种机的设计。在设计过程中,在我去东北农业大学查阅资料过程中得到了多位同学的热情帮助,在此表示感谢。我的整个设计得到了杨兰玉老师的大力帮助,在设计过程中的一些固体结构的选择与设计上都给我很好的建议。在此,对杨老师说一声:“老师您辛苦了,谢谢您的指导。”
    由于本人所学知识和能力有限,在设计中难免有一些问题,再次恳请各位老师和同学给与批评指正,以便我在今后的实际工作中可以有更大的进步。


















    参考文献

    [1]镇江农业机械学院,农业机械学,中国农业机械出版社,1980
    [2]中国农业机械化科学研究院,农业机械设计手册,机械工业出版社,1988
    [3]龚光容主编,机械制造技术基础,上海交通大学出版社,2004
    [4]李益民主编,机械制造工艺设计简明手册,机械工业出版社,2004
    [5]鲁建慧 郭滨主编,机械工程基础,黑龙江人民出版社,2000
    [6] 孙桓 陈作模主编,机械原理,高等教育出版社,2001
    [7] 濮良贵 纪名刚主编,机械设计,高等教育出版社,2001
    [8] <机械设计手册>编委会编,机械设计手册,机械工业出版社2005
    [9] 成大先主编,机械设计手册,化学工业出版社,2004
    [10] 郑树森主编.机械零件设计手册.哈尔滨工业大学.1998















    附录1 轴加工工艺

    轴加工工艺
    摘要:轴类零件是机器中的主要零件之一,它通常被用于支撑传动件的传递扭矩。轴是旋转体零件,其长度大于直径。加工表面通常由内外圆柱面、圆锥面、螺纹、花键、横孔、沟槽等。
    关键字:轴,精度,基准
    轴类零件的技术要求:
    以图所示的轴为例

    (1)尺寸精度和形状精度
    轴属于精度较高的零件,其轴颈的尺寸精度达IT5~IT6,支承轴颈的形状精度会直接影响轴的旋转精度,所以要求圆度0.005mm。其余表面的尺寸精度一般为IT6~IT9,形状精度低于支承轴颈,或限制在尺寸公差范
    围内。
    (2)位置精度
    保证配合轴颈相对支承轴颈的同轴度,是轴类零件位置精度的普遍要求。为便于检验,常采用圆跳动公差,它既包含被测要素与基准要素的位置误差,也包含被测要素本身的形状误差。
    (3)表面粗糙度
    支承轴颈和重要工作表面的粗糙度要求最高,达Ra0.8~0.4μm,配合轴颈和其他重要表面一般为Ra1.6~0.8μm。
    轴类零件的材料、毛坯及热处理
    (1)轴类零件的材料
    一般轴类零件常用45钢,并根据不同的工作条件采用不同的热处理,以获得一定的强度、韧性、和耐磨性。45钢的缺点是淬透性较差,淬火后易形成较大的内应力。对于中等精度且转速较高的轴,可选用40Cr等合金结构钢。这类钢淬火时拥有冷却,热处理后的内应力小,并且有良好的韧性。精度较高的轴,可选用轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn等,这类材料经调制和表面处理后,具有较高的耐磨性和疲劳强度;缺点是韧性较差。
    (2)轴类零件的毛坯
    轴类零件最常用的毛坯是圆棒料和锻件。采用圆棒料时,毛坯的准备工作简单,但只适用于截面差异不大及力学性能要求不高的轴。坯料在经过锻压后,金属的组织致密、均匀,并且形成沿表面呈流线型的内部纤维组织,能有效提高零件的多向力学性能。对于中、小批量生产或结构不太复杂的轴,一般都采用自由锻造。大批量生产时,采用模型锻造机和提高生产率,又可大大减少加工余量,以节省材料和减少后续加工。但当工件尺寸和质量较大时,由于模锻设备的局限性而无法采用模锻,所以大型且结构复杂的轴,其毛坯制造存在一些难题。若采用锻造,则强度和韧性不足。
    (3)轴类零件的热处理
    轴类零件的热处理取决于轴的材料、毛坯形式、性能和精度要求等。轴的锻造毛坯在机械加工之前,均需进行正火或退火(高碳钢和高碳合金钢)处理,以使钢的晶粒细化(球化),消除锻造后的内应力。降低毛坯的硬度,改善切削加工性能。
    调制是轴类零件最常用的热处理工艺,调质即可获得良好的综合力学性能,又作为后续将近行的各种表面热处理的预备热处理。调质处理一般安排在粗加工后、精加工之前。一方面为消除粗加工所产生的残余内应力,产生的变形可由后续的半精加工、精加工切除;另一方面经调质后的工件硬度比较适合于半精加工。对于加工余量很小的轴,调质也可安排在粗加工之前。
    局部淬火、表面淬火、及渗碳淬火的热处理一般安排在半精加工之后、精加工之前。淬硬后的工作便面不宜用刀具进行切削,而要由磨削来达到最终要求的尺寸精度和表面粗糙度,并可纠正经淬火后产生的少量变形。对于精度较高的轴,在局部淬火或粗磨后,为了保持加工后尺寸的稳定,需进行低温时效处理,以消除磨削所产生的内应力、淬火内应力和继续产生内应力的残余奥氏体。
    轴的加工工艺分析
    1)主轴的加工工艺过程
    序号 工序名称 工序内容(工序简图或说明) 设备
    1 备料
    2 锻造 自由锻
    3 热处理 退火
    4 锯头 保持总长386±1.5mm
    5 铣钻 同时铣两端面、钻两端中心孔(外圆柱定位) 专用机床
    6 粗车 车各外圆(中心孔定位) 卧式车床
    7 热处理 调质
    8 精车 车各外圆(中心孔定位) 数控车床
    9 铣 铣键槽 外圆定位 立式铣床
    10 磨外圆 磨各外圆柱面至尺寸(中心孔定位) 外圆磨床
    11 检验
    2)工艺过程分析
    (1)加工阶段的划分
    从上表观察轴的整个加工工艺过程,可分为四个阶段:工序1~4为毛坯准备阶段;5~7为粗加工阶段;8~9为半精加工阶段;最后是精加工阶段。
    (2)定位基准的选择与转换
    轴类零件的定位基准,最常用的是两中心孔。因为轴类零件各外圆表面、锥孔、螺纹表面的同轴度,以及端面对回转轴线的垂直度,均与主轴的轴线有关,若以两中心孔定位,就能符合基准统一的原则,能够最大限度地在一次装夹中加工多出表面。因此,只要有可能,总是尽量采用中心孔作为定位基准。
    (3)加工顺序的安排
    在安排轴的加工工序时,总体上,已外圆和锥孔作为主要表面,按各加工价段“先粗后精”,逐步达到零件所要求的精度。
    ①“基准先行”原则。首道机械加工工序是加工中心孔,为粗车工序准备好基准;在以后的工序中,一个工序的加工内容与下一工序的基准一环扣一环,协调安排。
    ②先大端后小端。安排外圆各表面的加工工序时,一般先加工大端外圆,再加工小端外圆,则会在加工一开始就降低工件的刚度。
    ③次要表面加工安排。轴上的键槽、花键、螺纹、横向小孔等虽然都属于次要表面,但这些表面往往与轴外圆有一定的位置公差要求,需要较精确的精基准,所以一般都安排在外圆的精车或粗磨之后加工。这是因为如果在精车前就铣出键槽和钻出横孔,精车时因断续切削而产生振动,既影响加工质量,又容易损坏刀具。另一方面,键槽的深度也难以控制。但是这些加工也不宜放在主要表面精磨之后,以免破坏主要表面已获得的深度。



    附录2
    快速原型技术及在模具制造中的应用
    摘要:论述了快速原型技术的工艺原理、加工特点、形成与发展概况以及在模具制造中的应用,指出该项技术可构成一种应用范围十分广泛、新颖的加工体系,市场前景广阔。
    关键词:快速原型技术 模具制造 产品开发
    快速原型技术是一种涉及多学科的新型综合制造技术。80年代后,随着计算机辅助设计的应用,产品造型和设计能力得到极大提高,然而在产品设计完成后,批量生产前,必须制出样品以表达设计构想,快速获取产品设计的反馈信息,并对产品设计的可行性作出评估、论证。在市场竞争日趋激烈的今天,时间就是效益。为了提高产品市场竞争力,从产品开发到批量投产的整个过程都迫切要求降低成本和提高速度。快速原型技术的出现,为这一问题的解决提供了有效途径,倍受国内外重视。
    1 快速原型技术的基本原理
    快速原型技术是用离散分层的原理制作产品原型的总称,其原理为:产品三维CAD模型→分层离散→按离散后的平面几何信息逐层加工堆积原材料→生成实体模型。
    该技术集计算机技术、激光加工技术、新型材料技术于一体,依靠CAD软件,在计算机中建立三维实体模型,并将其切分成一系列平面几何信息,以此控制激光束的扫描方向和速度,采用粘结、熔结、聚合或化学反应等手段逐层有选择地加工原材料,从而快速堆积制作出产品实体模型。
    2 快速原型技术的加工特点
    快速原型技术突破了“毛坯→切削加工→成品”的传统的零件加工模式,开创了不用刀具制作零件的先河,是一种前所未有的薄层迭加的加工方法。与传统的切削加工方法相比,快速原型加工具有以下优点:
    (1)可迅速制造出自由曲面和更为复杂形态的零件,如零件中的凹槽、凸肩和空心部分等,大大降低了新产品的开发成本和开发周期。
    (2)属非接触加工,不需要机床切削加工所必需的刀具和夹具,无刀具磨损和切削力影响。
    (3)无振动、噪声和切削废料。
    (4)可实现夜间完全自动化生产。
    (5)加工效率高,能快速制作出产品实体模型及模具。
    下表为快速原型技术与传统切削方法的比较。
    快速原型技术与传统切削方法比较表
    3 快速原型技术的发展
    快速原型技术概念即RP(Rapid Prototyping Technology)概念的提出可追朔到1979年,日本东京大学生产技术研究所的中川威雄教授发明了叠层模型造型法,1980年小玉秀男又提出了光造型法,该设想提出后,由丸谷洋二于1984年继续研究,并于1987年进行产品试制。
    1988年,美国3D Systems公司率先推出快速原型实用装置—激光立体造型即SLA(Stereo Lightgraphy Apparatus),并以年销售增长率为30%~40%的增幅在世界市场出售。近年来,随着扫描振镜性能的提高,以及材料科学和计算机技术的发展,快速原型技术已日趋成熟,并于1994年正式进入推广普及阶段。 按照所用材料的形态与种类不同,快速原型技术目前有以下四种类型。
    3.1 利用激光固化树脂材料的光造型法
    光造型装置一直以美国3D Systems公司的SLA型产品独占鳌头,并形成垄断市场。其工作原理如图1所示。由激光器发出的紫外光,经光学系统汇集成一支细光束,该光束在计算机控制下,有选择的扫描液激光器扫描镜升降装置容器光敏树脂体光敏树脂表面,利用光敏树脂遇紫外光凝固的机理,一层一层固化光敏树脂,每固化一层后,工作台下降一精确距离,并按新一层表面几何信息使激光扫描器对液面进行扫描,使新一层树脂固化并紧紧粘在前一层已固化的树脂上,如此反复,直至制作生成一零件实体模型。激光立体造型制造精度目前可达±0.1mm,主要用作为产品提供样品和实验模型。此外,日本帝人制机开发的SOLIFORM可直接制作注射成型模具和真空注塑模具

    图1 立体光造型技术原理图
    3.2 纸张叠层造型法
    纸张叠层造型法目前以Helisys公司开发的LOM装置应用最广。该装置采用专用滚筒纸,由加热辊筒使纸张加热联接,然后用激光将纸切断,待加热辊筒自动离开后,再由激光将纸张裁切成层面要求形状,如图2所示。

    图2 纸张叠层造型原理图
    LOM可制作一些光造型法难以制作的大型零件和厚壁样件,且制作成本低廉(约为光造型法的1/2)、速度高(约为木模制作时间的1/5以下),并可简便地分析设计构思和功能。
    3.3 熔融造型法
    熔融造型法以美国Stratasys公司开发的产品FDM(Fused Deposition Modelling)应用最为广泛。工作时,直接由计算机控制喷头挤出热塑材料并按照层面几何信息逐层由下而上制作出实体模型。FDM技术的最大特点是速度快(一般模型仅需几小时即可成型)、无污染,在原型开发和精铸蜡模等方面得到广泛应用。
    3.4 热可塑造型法
    热可塑造型法以DTM公司开发的选择性激光烧结即SLS(Selective Laser Sintering)应用较多。该方法是用CO2激光熔融烧结树脂粉末的方式制作样件。工作时,由CO2激光器发出的光束在计算机控制下,根据几何形体各层横截面的几何信息对材料粉末进行扫描,激光扫描处粉末熔化并凝固在一起。然后,铺上一层新粉末,再用激光扫描烧结,如此反复,直至制成所需样件。如图3所示。

    图3 选择性激光烧结原理图
    SLS技术造型速度快(一般制品,仅需1天~2天即可完成)、造型精度高(每层粉末最小厚度约0.07mm,激光动态精度可达±0.09mm,并具有自动激光补偿功能)、原型强度高(聚碳酸脂其弯曲强度可达34.5MPa,尼龙可达55MPa),因此,可用原型进行功能试验和装配模拟,以获取最佳曲面和观察配合状况。
    在快速原型技术的开发应用方面,美国和日本走在前列。近年来,我国快速原型技术的发展已十分迅速。华中理工大学在1994年开发研制成功两种快速成型系统样机HRP和RPS,目前已进入商品市场,广泛应用于汽车、玩具、航空航天、造船、军工等行业。
    4 快速原型技术在模具制造中的应用
    4.1 快速制模铸造
    将需铸零件的CAD模型转换为快速模壳制造,按模壳每层截面的几何形状生成陶瓷模壳然后按快速熔模铸造方法即可快速制造金属零件。此外,可将快速原型技术制作生成的样件作为铸造模具的原模,实现零件的快速铸造,其过程为:零件CAD三维设计→计算流体动力学分析(CFD)→LOM模型制造→熔模铸造金属零件。
    4.2 快速模具制造
    传统的模具制造方法周期长、成本高,一套简单的塑料注塑模具其价值也在10万元以上。设计上的任何失误反映到模具上都会造成不可挽回的损失。快速原型技术可精确制作模具的型心和型腔,也可直接用于注射过程制作塑料样件,以便发现和纠正出现的错误。
    美国爱达荷国家工程与环境试验中心采用快速凝固工艺即RSP技术实现了注塑模具的快速经济制造。该方法采用快速原型技术制作的样件作为母体样板,通过喷涂到母体样板的金属或合金熔滴的沉积制造模具。其工艺过程为:熔融的工具钢或其它合金被压入喷嘴,与高速流动的隋性气体相遇而形成直径约0.05mm的雾状熔滴,喷向并沉积到母体样板上,复制出母样的表面结构形状,借助脱模剂使沉积形成的钢制模具与母样分离,即可制出所需模具。
    母样使用的材料取决于喷涂其上的合金材料。对于喷涂工具钢来说,可选用陶瓷材料,类似材料还有铝氧粉和氧化锆可供选择。该方法制作精度高(喷涂工具钢时最小表面涂层可达0.038mm,制造精度可达±0.025mm~±0.05mm)、时间短(普通模具一周之内即可成型)、造价低(一般为传统模具制造费用的1/2~1/10)。
    4.3 快速铸造模具
    以聚碳酸脂为材料,用SLS快速制出母型,并在母体表面制出陶瓷壳型,焙烧后用铝或工具钢在壳内进行铸造,即得到模具的型心和型腔。该方法制作周期不超过4周,制造的模具可生产250000个塑料制品。
    5 结论
    综上所述,RP是一种正在进一步发展和完善且已获得了广泛应用的高技术。可以预见,随着CAD的广泛应用、市场竞争日趋激烈、快速造型技术本身和快速模具制造成套技术的完善,快速成形技术将发展为一种能被企业普遍采用的技术手段,并将给企业带来巨大的经济效益,这应引起各方面的高度重视。
    附录3
    The Rapid Prototyping Manufacturing and its application in molding manufacturing
    Abstract: By discussing the rapid prototyping technology the craft principle, characteristic of the processes, formation and the general situation of the develop of fast prototype and its application in molding, point out the technique can form a kind of a process system of extensive application and novel, and its foreground is vast.
    Key Words: rapid prototyping technology; molding manufacturing; development of product
    Rapid prototyping technology is a new type of multidisciplinary integrated manufacturing technology. After the 1980s, following the application of computer-aided design, product shape and design capabilities have greatly improved, however, product design has completed, production, a system must be designed to convey the concept of samples, rapid feedback to product design, product design and assess the feasibility, and feasibility studies. The increasingly fierce competition in the market today, the time is effective. To enhance the competitiveness of products, from product development to volume production of the whole process are urgently required to reduce costs and increase speed. Rapid prototype technology appearance provides an effective solution to this problem which much attention at home and abroad.
    1. The basic principle of Rapid Prototyping Technology
    The RP is the generic name of the principle creation product prototype that uses the long-lost layering, its principle is: Produce CAD model&#61664; Stratified separated &#61664;according to the plan geometry information which is dispersed to pile up the original material&#61664; generating entity models.
    This technology integrates of computer technology, laser processing technology, new material technology, relying on CAD software in the creation of 3D computer models entities, and is divided into a series of plane geometry information to control the scanning laser beam direction and speed, using sinter, pooling or chemical reaction means exhaustive selective processing of raw materials, thus rapid accumulation manufacture products entities models.
    2. The characteristics of Rapid Prototyping Technology
    Rapid Prototyping Technology breaks the traditional way to produce spare parts of “roughcast &#61664;slice to pare to process&#61664;finished”, Needless cutlery created the first production of spare parts, is an unprecedented lamina reducing processing methods. Comparing to tradition, the fast prototype processes the following advantage:
    (1) Produce the spare parts of the curved face and more complicated appearance quickly, such as shoulder within spare parts and hollow and parts of etc.s, consumedly lowered the development cost of the new product and development period.
    (2) Is a non-contact processing, machine tool cutting processing is necessary cutlery and jig without cutlery wear and cutting force.
    (3) Without vibration, noise and slice to pare the waste.
    (4) Can carry out the nighttime over full-automatic production.
    (5) Process with high efficiency, produces the article entity model and molding tools quickly.
    The form follows the comparison of the method for the Rapid Prototyping Technology and tradition.
    Comparison the item Processing technology
    The tool machine slices to pare to process RP(Light shape method)process
    The method of process Do away with the surplus material process Fold the layer process
    The object of process Solid Liquid, portrait, powder
    Tool The tool of slice to pare Light beam
    Minimum processing units Dot’s diameter is about 1μms Triangles of 200μms long
    Production of spare parts The least processes come together the body of the unit The least processes come together the body of the unit
    The RP and traditions slice to pare the method comparison sheet
    3. The develop of RP
    Rapid prototyping technology concept that the concept RP (Rapid Prototyping Technology) could be back to 1979. the profess of Zhong Chuan Weixiong in produce and technique institute of Japanese University of Tokyo invent the method of fold the layer model, the Xiao Yu Xiunan put forward the light shape method again in 1980, after the conceive put forward, it was continued to study in 1984 by Wan Gu Yanger, and carried on to produce manufacture on a trial basis in 1987.
    1988, the United States rapidly prototype 3D Systems Corporation was the first to introduce practical devices-laser three-dimensional shapes that SLA (Stereo Lightgraphy Apparatus), and annual sales growth rate 30%~40% increase in the world market. In recent years, with increasing performance scanning-a mirror, and the development of materials science and computer technology, rapid prototyping technology matures, and in 1994 to promote universal access to the formal stage. In accordance with the patterns and materials used in the different types of rapid prototyping technology currently has the following four types.
    3.1 Solidification resin materials using laser light shapes law
    The light shape equipment is excellent with a product of the 3D Systems company of the United States, and the formation of a monopoly. Figure 1 shows the operating principles. Issued by the laser light, the optical system to compile into a small beam, the beam in the computer controlled, selective scanning resin surface, using an ultraviolet resin Frozen mechanisms, a layer of solidification resin, each layer of solidification, precision workstations in a distance with the new layer of surface geometric information to the laser scanner for scanning reading, solidification of the new layer of resin and firmly stick to the previous layer has solidification resin, so repeatedly until the production of spare parts entities generated a model. The laser stereoscopic shape manufacturing accuracy can reach the ±0.1 mms, mainly used to provide the sample and the experiment models for the product. In addition, the SOLIFORM of the Japanese system machine developed can manufacture to inject to model the molding tool and vacuum molding tools directly.

    Figure 1 Stereoscopic light shape technique principle diagram
    3.2The paper folds the layer shape method
    The paper folds the LOM that the layer shape method develops with the Helisys company currently applicant most widely. The devices used for roller paper from the paper heating roller cylinders connectivity, and then using the laser to cut paper, the question heating roller cylinders automatically leave, the paper will be ready by laser level requirements into shape, as shown in figure 2.

    Figure 2 Principle diagram of the paper folds the layer shape
    The LOM can manufacture some large spare parts and the thick wall kind pieces of the hard creation with lights shape method and create cost is cheap (about for the light shape method of 1/2), the speed is high (about manufacture time for the wood mold of below 1/5), and can simply analytic the design conceive outline and function.
    3.3 meltdown shape methods
    The meltdown shape method is most extensive used with the product FDM which is developed in American Stratasys,(the Fused Deposition Modeling), when it is working, the plastics material with hot extrusion sprayed directly by sprinkler head controlled by computer combine to layer to create an entity model from bottom to top according to several information of level. The biggest characteristics in FDM technical is a quick(general the model need several hours and can immediately model) and free from pollution, to get the extensive application in prototype, develop and cast wax mole and so on.
    3.4 hot and fictile shape methods
    The hot and fictile shape method burns the knot with the selectivity laser of the DTM company development namely the SLS (the Selective Laser Sintering) application is the most. That method is a way manufacture kind piece that burns with the CO2 laser machine controls by the calculator, carry on scanning on the material powder according to several information for faces of several pieces with horizontal each layer of the body, the powder is scanning by laser and solidify together. Then, spread up a new powder of layer, then scan to burn the knot with the laser, thus again and again, keep to go to make the kind piece which needed. As figure 3 shows.

    Figure 3 The principle chart of selectivity laser sintering
    The SLS technique shape speed is fast(general ware, need one or two days to complete), the shape accuracy is high(the minimum thickness of each layer powder is about 0.07 mms, the laser dynamic state accuracy can reach the ±0.09 mms, and have the automatic laser repair function), the prototype strength is high(gather its bent strength of the carbonic acid fat and can amount to the 34.5MPa,the nylon can reach 55MPa), therefore, can carry on function’s experiment and assemble the emulation with the prototype, to obtain the best curved face to match with the observation the condition.
    Develop and applied aspect technically in RP, the United States and Japans are the best. In Huazhong University develops two kinds of model system machine HRP and RPSs which is research to manufacture in 1994 successful quickly, have already entered the commodity market currently, be applied in the professions extensively, such as automobile, toy, aviation aerospace, shipbuilding and the soldier work etc.
    4. The application of the RP in molding manufacture
    4.1 Making the mold foundry fast
    Put the spare part CAD model converse to fast method, produce metal spare parts quickly according to each layer shape of face to for ceramic mold and then accord to fast method. In addition, can carry out the original mold that the fast prototype technique manufactures a conduct and actions founder molding tool, spare parts of fast cast, its process is: Design the spare parts CAD 3D &#61664;the calculation hydrodynamics analysis(CFD)&#61664;the LOM model manufacturing&#61664;cast the metals spare parts.
    4.2 fast molding tool manufacturing
    The traditional molding tool manufacturing method period is long, the cost is high, a set of simple plastics molding tool is worth above 100,000 dollars. Any error of design reflects the molding tool make the loss that can’t be retrieved. Fast prototype technique can a heart and bodies of the accurate manufacture molding tool, also can used for injecting process to produce manufacture plastics piece directly, for the purpose of detection and the mistake that rectify to appear.
    The center of national engineering in American Idaho and environments experiment adopt the fast concretion craft namely the technique of RSP carried out the fast and economy of the plastics molding manufacture. That method adopt fast prototype technique produce sample to be sample product sink to accumulate to make the mold. The craft process is steel or tool used for other alloys of the meltdown were pressed to go in to the mouth of spray meet high speed Sui air to form fog of liquid which diameter about 0.05mms, spay to maternal sample and sink to accumulate on it, make duplicate the surface structure shape of maternal sample, with the help of chemical to separate the steel mold which was sink to accumulated and maternal sample, then produce the mold needed.
    The material of maternal sample decided by the alloy material which was spray on it. For the spray stool steel, can chose ceramic materials, still have similar material as Aluminum Oxygen powder and provided as choice. That method manufacture accuracy is high (when spray to draw the tool steel, the minimum layer and can amount to the 0.038mms, manufacture accuracy can reach the ±0.025mms~±0.05mms),time is short (common molding tool can be modeled in a week ) the price is low.(General is 1/2~1/10 of the traditional molding tool manufacture).
    4.3 Fast cast molding
    The carbonic as the material, use the SLS to make a female type quickly, and in the maternal surface produce the shape of ceramics hull, use the aluminum or the tool steels to carry on the foundry in the hull after baking to burn, then get the inner part and the shape of the molding tool. That method manufacture period not over 4 weeks, the molding tool of the manufacturing can produce 250000 plastics wares.
    5 Conclusion
    Based on the above, the RP is a further development and refinement technology which has been extensive and high-tech applications. It can be predicted that along with the wider using of CAD, the increasingly fierce market competition, rapid shaped mould manufacturing technology itself and the rapid improvement of technology packages, will be developed rapidly emerging technology enterprises to be a common technical means, and bring huge economic benefits to the enterprise, which should have aroused great attention.


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