自走式温室育苗槽基质蒸汽消毒机的设计_朱加繁
三七温室育苗槽基质蒸汽消毒机的设计
三七温室育苗槽基质蒸汽消毒机的设计朱加繁;赵玉清;杨陆强;高志超;张汝坤【摘要】为了解决三七工厂化育苗中的基质消毒问题,设计了一种适用于温室育苗槽的基质蒸汽消毒机,阐述了该机的基本工作原理、总体结构组成及关键部件设计,并采用有限元分析软件对消毒机的核心工作部件抛土刀片进行了静力学分析和模态分析。
通过静力学分析,发现抛土刀片工作过程中,其应力主要集中在刀柄根部与刀盘接触的部位,应力最大值为118.62MPa,小于材料的屈服强度355MPa；应力较集中的部位也是应力较大的部位,应变最大值为0.59648mm；刀片变形量最大的部位是刀片顶端与基质接触的部分,最大变形量为1.6375 mm；通过模态分析,得到刀片前6阶模态的振频和振型,刀片的干扰频率为5 Hz 远小于前6阶模态的振频,验证了其设计的合理性。
%In order to solve the problem of the matrix disinfection in Panax notoginseng factory nursery,a kind of matrix steam sterilizing machine suitable for greenhouse seedling trough was designed,its basic working principle,overall configu-ration,the structure of main component were elaborated,and the finite element analysis software was used to conduct static analysis and modal analysis of core working part of disinfection machine—soil throwing blade,through static analysising, we found in the working process of blade,the stress mainly concentrated in the contact parts of the roots of handle and cutter,the maximum stress is 118. 62MPa,which is less than the yield strength of material-355Mpa,and the concentra-tion part of stress is also the greater part,the maximum strain is 0. 59648mm,the largest part of the deformation of the blade is the contact part of blade tip and matrix,the maximumdeformation is 1. 6375mm. Through modal analysising,we obtained front six modal frequencies and modes of the blade,the interference frequencyis 50Hz,which is not equal to the frequency of front six modal,and the rationality of the machine was proved.【期刊名称】《农机化研究》【年(卷),期】2017(039)003【总页数】5页(P79-83)【关键词】三七;基质;蒸汽消毒机;分析【作者】朱加繁;赵玉清;杨陆强;高志超;张汝坤【作者单位】云南农业大学机电工程学院，昆明 650201;云南农业大学机电工程学院，昆明 650201;云南农业大学机电工程学院，昆明 650201;云南农业大学机电工程学院，昆明 650201;云南农业大学机电工程学院，昆明 650201【正文语种】中文【中图分类】S625.3三七是云南独具特色的优势生物资源，它的根是著名传统中药材[1]。
一种温室自行走喷药机的设计
农业技术与装备
AGRICULTURAL TECHNOLOGY & EQUIPMENT
Vol.360 No.12 DEC.2019
123
自行走喷药机的传动装置结构如图 2 所示。传动装置包 括电机 1、减速器 2、离合器 3、离合器手柄 4、链条 5、行走车 轮 6 和墙体车轮 7。自行走喷药机在自动行走模式下电机 1 带动减速器 2 通过联轴器与离合器 3 结合用双向链条 5 驱 动行走车轮行走，同时墙体车轮 7 在温室墙上行走。自行走 喷药机需要人力移动时，拉开离合器手柄 4，挡板垂直落下并 卡住，此时离合器与减速器分离，该喷药机处于手动行走模 式，可在人力推动下行走。
greenhouse, spray, remote control
目前温室喷药主要依靠人力，劳动强度大，特别是人体 近距离接触农药，危害健康，造成人身中毒[1]。温室喷药要全 覆盖不留死角，实现防治彻底，容易引起人身安全问题[2]。设 施温室环境对病虫害的防治以预防为主，对喷药作业的需求 和依赖较大，存在预防性施药作业频繁等诸多问题[3]。
本文设计了一种温室自行走喷药机。操作人员通过遥控 喷药机，不用进入温室作业，避免了呼吸带有农药的空气。该 喷药机能够减轻劳动强度、提高作业环境的舒适度，充分利 用温室现有的空间和条件，实现资源的高效利用[4]。
1 总体方案设计
本文设计的温室自行走喷药机，用于解决现有喷药装置 劳动强度大，影响操作人员健康，喷药效果不佳等问题。该喷 药机主要包括：喷药装置、行走装置和控制装置。喷药装置安 装在行走装置上，行走装置为喷药装置提供电源，两者相对 独立。控制装置分为遥控器和控制箱，遥控器可与控制箱实 时通信，控制箱安装在行走装置中，用于控制行走装置和喷 药装置工作。其中喷药装置包括风扇，电机，吸水盘，雾化盘， 接水盘，风机，储水箱，风扇支架等。
无土栽培基质蒸汽消毒机研究与应用
1 蒸 汽消毒机 消毒原理
无土栽培基质蒸汽消毒机采用蒸汽消毒法， 利用
收稿日期 : 20 11 - 10-12 基金项目 : 北 京市科委重大 科技项目 ( D 0 80 6 050 0 450 80 1) ( E - mail ) 作者简介 : 卓 杰强 ( 1979- ) ， 男， 广西宾 阳人 ， 工程 师 ， 硕 士， z huoj q @ 16 3. com � 通讯作者 : 周 增产 ( 196 6 - ) ， 男， 湖 南 邵阳 人， 教 授 级高 工， 博 士， (E m ail ) z e ngchan@ s �
要: 根 据 我 国 设施 农 业 基 质消 毒 设 备 发展 的 需 要 ， 设 计 开发 了 无 土栽 培 基 质 蒸汽 消 毒 机 ， 主 要 包括 蒸 汽 制 备
输送 系 统 � 基 质 搅 拌系 统 � 蒸 汽 消 毒机 控 制 系 统 3 大 部 分� 该 机 消毒 效 率 高 ， 生 产 率 达 到 2.8m3 /h， 消毒效果好， 通过 灭 菌 检 测达 到 99.9% 以上 ， 不需 要 施 用 化学 药 品 ， 保 证 设施 农 产 品 品 质 ， 符 合 环 保 需 要; 可 改 变 作 物 生 长 的 基本 条 件 � 基 质 板 结和 水 气 不调 的 状 况 ， 提 高 设施 农 产 品 产 量 ; 彻 底 杀 死 幼 虫 � 致 病 细 菌 等� 该 机 采 用 拖 拉 机 牵 引， 可 以进 行 跨 区作 业 服 务 达到 增 加 收 益的 目 的 ， 市 场 前 景广 阔 � 关键 词 : 无 土栽 培 ; 基 质 ; 蒸 汽 ; 消毒 机 中图分类号: S2 33. 74 文献标识码: A 文章编号: 1 003-1 88X ( 2 01 2 ) 09-0095 -04
育苗穴盘清洗消毒装置的设计
式高压清洗结合消毒液喷雾附着的方法，一次 性完成穴盘的清洗和消毒。该设计有效地提高 了穴盘清洗消毒环节作业效率。
而数量庞大的穴盘多为一次性使用，一方面对 于育苗企业造成了浪费，另一方面废弃穴盘产 生的聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）会造 成 大 量 污 染 。 [5-6] 可 见 穴 盘 实 现 回 收 并 重 复 使
引言
优质种苗是优质蔬菜、花卉生产的基础。
框，推广数量有限。国家农业智能装备工程技术 研究中心也参照立式在线穴盘清洗机，在清洗洁 净率影响因素方面进行了初步试验研究 。 [10]
随着我国优质农产品需求的不断增长，加之农
本文针对育苗穴盘，基于清洗 - 冲洗两段
业劳动力不断流失，育苗生产逐步向工厂化发 展， 穴 盘 育 苗 的 自 动 化 需 求 逐 渐 提 升 [1-2]。 目 前 中 国 商 品 苗 的 年 供 苗 量 约 为 5 0 0 亿 株 ， [3-4]
消毒后的穴盘表面附着消毒液，人工在设备出 口处收取穴盘并码垛堆放，穴盘自然风干，并
中 国 对 于 穴 盘 清 洗 设 备 研 发 尚 处 于 起 步 阶 贮藏待用械制造有限公司等国内企业 放入清洗机进行一次清水清洗，将穴盘表面的
也生产出扣放式清洗设备，但主要针对硬质转运 消毒液冲洗干净，完成二次清洗后进行基质填
育苗穴盘消毒机包括循环消毒液循环水箱、 穴盘支撑辊筒、清洗液喷雾管路。育苗穴盘自 动消毒装置通过喷雾水泵从循环水箱中抽取消
控制箱 穴盘出口
输送电机
循环水箱 穴盘入口 输送机构
风刀 风干风机
图 1 育苗穴盘清洗机结构图
溢流口 主清洗泵
穴盘出口
穴盘入口 输送机构
毒液并加压雾化喷射至隧道内的穴盘表面。循 环水箱起到整体设备的支撑框架作用，穴盘支 撑辊筒支撑穴盘移动，使穴盘连续输送，由后 面的穴盘推动运行，穿过消毒喷雾隧道，完成 消毒过程。 清洗设计
温室智能装备系列之一百一十五3W-200P 新型温室土壤消毒喷雾一体机的开发
本期策划 Special Planning设施蔬菜净土温室智能装备系列之一百一十五３Ｗ－２００Ｐ新型温室土壤消毒喷雾一体机的开发＊ 马 伟，宋 健，王 秀（北京农业智能装备技术研究中心，北京 １０００８３）背景规模化和工厂化集中生产大幅度提高了温室蔬菜的产量，降低了蔬菜产地销售的成本。
随之而来的问题是，单一品种的蔬菜连续种植后，引起土壤有害病菌的积累，这种病菌的积累最终会影响土壤的质量。
另外，还有一个更为严重的问题，土壤质量的持续下降，会引起一些土传病害的集中爆发，给生产带来严重的危害，甚至导致绝产或绝收。
土壤消毒能有效消除土壤病害对农作物带来的不利影响。
传统的土壤消毒方式是将农药由人工直接施到土壤中，并进行翻搅，这种人工作业的方式存在劳动强度高，作业质量受经验影响等缺点。
机械化消毒多采用小型手扶行走机械进行温室内作业，非常适合氯化苦等液体消毒药剂的使用。
半机械化消毒可在抛洒固态粉剂棉隆后，对土壤进行旋耕，提高棉隆和土壤的混合均匀性。
但由于棉隆对土壤水分有较高要求，湿度在70%以上的土壤才有利于棉隆发挥药效。
实际作业中温室内存在的土壤湿度不均、土壤湿度不够等问题，限制了药效。
为了解决土壤湿度不达标限制药效的难题，开发了3W-200P新型温室土壤消毒喷雾一体机，为温室高效生产提供装备支撑。
技术原理新型温室土壤消毒喷雾一体机采用旋耕和喷雾同步作业的方法，通过自走式机构和履带底盘，实现温室内灵活行走和一体化作业。
系统主要包括水箱、履带、喷雾装置、旋耕装置和土壤湿度传感器等部分（图1）。
设备的各部分结构紧凑，作业灵活。
其中，水箱的重量有助于提高车辆行进时地面附着力，提高旋耕深度。
履带式结构增加与地面的接触面积，防止车辆在行进过程中打滑。
喷雾装置和旋耕装置的隔离布局可以在保护喷雾系统的同时实现旋耕及土壤混合。
功能特点自走履带式结构温室内空间狭小，为了解决动力问题采用自走履带式结构，实现温室内原地灵活转向，避免作业死角。
自走式温室育苗槽基质蒸汽消毒机的设计_朱加繁
置 等 组 成 ，能 直 接 对 基 质 槽 中 的 育 苗 基 质 进 行 消 毒 ，且 不 用 人 工 把 基 质 搬 运 到 消 毒 机 箱 体 内 ，既 减 轻 了 劳 动 强 度
又缩短了消毒时间。此研究结果可为小型育苗基质消毒机械的设计提供参考。
关键词： 温室； 基质； 蒸汽消毒机
中图分类号： S625． 3
v1
=
w·R
= 2π·n1 ·R1 60
=
2
×
3． 14
× 200 60
× 0． 25
= 5． 23m / s
（ 1）
链传动的机械效率取 0． 96，则抛土刀轴的功率为
p1 = 3 × 0． 96 = 2． 88 kW
（ 2）
抛土刀片所受土壤阻力为
F1
=
P1 v1
=
2880 5． 23
= 550． 67N
2． 1． 1 抛土刀片及刀轴的强度校核
1） 刀片边缘的线速度及所受基质阻力。根据基
质槽中 基 质 的 深 度，可 将 刀 片 的 回 转 半 径 设 计 为
250mm，刀轴的转速为 n = 200r / min，抛土刀轴驱动电
机功率为 3kW。根据公式，可计算得出刀片边缘的线
速度及所受基质阻力，即
行走轮驱动电机图1自走式温室育苗槽基质蒸汽消毒机整体结构示意图12消毒原理及工作过程高温蒸汽消毒原理是将高温蒸汽通入待消毒的土壤中通过热传递使土壤温度迅速升高到一定数值然后保温一段时间从而杀死土壤中的有害病菌和虫卵等达到对土壤消毒的目的89
2017 年 4 月
农机化研究
第4 期
自走式温以致整个育苗过 莲设计制造了一种移动式基质消毒设备，并对该样机
一种螺旋输送式温室育苗基质蒸汽消毒机[实用新型专利]
![一种螺旋输送式温室育苗基质蒸汽消毒机[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/b3f906e752ea551811a687d5.png)
专利名称：一种螺旋输送式温室育苗基质蒸汽消毒机
专利类型：实用新型专利
发明人：张汝坤,朱加繁,赵玉清,周体全,杨文彩,谢兴强,杨陆强,高志超,喻自荣,彭继文
申请号：CN201620029105.4
申请日：20160113
公开号：CN205284501U
公开日：
20160608
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及一种螺旋输送温室育苗基质蒸汽消毒机，属于温室育苗基质消毒技术领域。
本实用新型通过把基质倒入消毒箱内腔后将基质抛起均匀地分散在消毒箱的内腔中，同时通过蒸汽导管往消毒箱内通入高温蒸汽，消毒基质和高温蒸汽快速充分的接触，对基质进行消毒，同时，基质输送刀片会把细化后的基质输送到消毒箱的右端的基质出口排出。
本实用新型提供一种螺旋输送式温室育苗基质蒸汽消毒机，可以连续地对基质进行高效的消毒，对育苗基质进行细化处理，可有效改善基质状态，将育苗基质进行细化处理和高温蒸汽消毒结合起来，并通过消毒箱体内的刀片在对基质进行消毒以后可以自动的把基质排除到消毒箱的外部，提高生产效率。
申请人：云南农业大学
地址：650201 云南省昆明市盘龙区黑龙潭云南农业大学
国籍：CN
代理机构：北京名华博信知识产权代理有限公司
代理人：张玉枢
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温室智能装备系列之十七设施栽培基质消毒装备技术研究
温室智能装备系列之十七设施栽培基质消毒装备技术研究张睿;王秀;马伟;沈瀚;秦贵【摘要】@@ 基质是设施栽培决定植物生长环境的最主要因素之一,也是病虫害传播的媒介和繁殖场所.随着工厂化农业的成形,无土栽培面积不断扩大,同时工厂化生产需要大量无土基质,消毒基质成为无土栽培的基础(据统计,世界上90%的无土栽培形式为基质栽培).【期刊名称】《农业工程技术·温室园艺》【年(卷),期】2010(000)007【总页数】2页(P28-29)【作者】张睿;王秀;马伟;沈瀚;秦贵【作者单位】北京农业智能装备技术研究中心,100097;北京农业智能装备技术研究中心,100097;北京农业智能装备技术研究中心,100097;北京农业智能装备技术研究中心,100097;北京农业智能装备技术研究中心,100097【正文语种】中文基质是设施栽培决定植物生长环境的最主要因素之一，也是病虫害传播的媒介和繁殖场所。
随着工厂化农业的成形，无土栽培面积不断扩大，同时工厂化生产需要大量无土基质，消毒基质成为无土栽培的基础（据统计，世界上90%的无土栽培形式为基质栽培）。
但是，栽培生产用的基质在经过一段时间的使用后，由于受空气、灌溉水、前茬种植过程滋生的病菌以及基质本身带有的病菌等逐渐增多的影响，易使后茬作物感染病害。
随着农村产业结构、生产方式以及农民传统观念的巨大改变，迫切需要可靠、安全的基质消毒设备。
设施栽培基质的消毒对于设施栽培中基质消毒，目前国内外处理方法主要为物理方法消毒和化学方法消毒。
物理消毒原理主要是利用热源使基质达到一定温度，从而消除病虫害，而化学消毒原理则是利用一些对病原菌和虫卵有杀灭作用的化学药剂对基质进行消毒。
目前，物理消毒法主要有利用太阳能、蒸汽、热水等方法进行消毒。
化学药剂消毒法通常利用甲醛、溴甲烷、氯化苦等对基质进行消毒，这种方式对操作人员有一定的副作用，但由于化学药剂消毒方法较为简便，特别是在大规模生产上使用较方便，因此使用很广泛。
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毒机械规格少，性能不稳定，大多数基质消毒设备还 管 1、橡胶盖板、机架、进气管、罩壳、喷气管 2、抛土刀
处于试制阶段。浙江大学蒋焕煜、王竣设计了一种移 轴驱动电机及行走轮驱动电机组成，如图 1 所示。消
动式基质蒸汽消毒机，其原理主要是采用基质输送带 毒机的行走轮轴通过轴承安装在机架上，行走轮安装
收稿日期： 2016 － 04 － 25 基金项目： 云南农业大学第五批" 百名" 青年学术和技术带头人培养
图 1 自走式温室育苗槽基质蒸汽消毒机整体结构示意图
1． 2 消毒原理及工作过程 高温蒸汽消毒原理是将高温蒸汽通入待消毒的
土壤中，通 过 热 传 递 使 土 壤 温 度 迅 速 升 高 到 一 定 数 值，然后保温 一 段 时 间，从 而 杀 死 土 壤 中 的 有 害 病 菌 和虫卵等，达到对土壤消毒的目的［8 － 9］。
1 总体结构与工作原理
消毒设备，通过对基质灌注 90℃ 以上的热水能够杀灭 60cm 土层内的大部分病原菌［3 － 4］，消毒效果明显。
1． 1 主要结构与各组成部件间的联接关系 自走式温室育苗基质蒸汽消毒机主要由行走轮
国内对基质消毒装备的研究起步较晚，现有的消 轴、限位轮、行走轮、链条、抛土刀轴、抛土刀片、喷气
自走式温室育苗 基 质 蒸 汽 消 毒 机 工 作 工 程 中 ，行 走轮与基质槽的上表面接触，限位轮与基质槽的内侧 面接触，使消毒机能够沿着基质槽表面平稳的前进和 后退； 行走轮驱动电机提供消毒机作业过程中前进与 后退所需动力，抛土刀轴驱动电机通过链传动控制抛 土刀轴的正转与反转； 电机启动后，抛土刀轴带动抛 土刀片高速旋转，抛土刀片旋转的同时能把育苗槽中 的基质向上抛起，与此同时向罩壳顶部与机架底部的 蒸汽管中通入高温高压蒸汽，从而使得基质与高温蒸 汽充分的接触。蒸汽的温度在短时间之内传递给基 质，使得基质温度不断升高。由于罩壳安装在机架的 正上方，与机架前后两端的橡胶盖板形成了一个相对 密闭的空间，有 利 于 基 质 升 温 后 的 保 温，从 而 实 现 了 杀灭基质中有害病菌的目的。自走式温室育苗基质 蒸汽消毒机工作示意图如图 2 所示。
较低，设备整体性能有待提高。因此，开发简便易行、 经济适用的育苗基质消毒设备，有利于提高育苗的产
列、荷兰等国在基质消毒方面的研究基本已形成了完 量和品质，对作物工厂化育苗的快速发展具有重要意
整的技术体系，VISSER 型移 动 式 高 温 蒸 汽 介 质 消 毒 义。
机是荷兰较成熟的基质消毒设备。日韩等国也对基 质消毒设备进行了大量的研究，其中日本研发的热水
将基质输送至移动小车，然后再将蒸汽锅炉产生的高 温高压蒸汽通过蒸汽导管通入移动小车内，达到对基
育苗基质是作物育苗的基础，是决定幼苗根系生 质进行高温消毒的目的。浙江工业大学欧长劲等开
长环境的重要因素，也是作物育苗期病虫害传播的媒 发了一种蒸汽—热风混流消毒设备，让基质与蒸汽—
介和繁殖场所。基质中存在许多病菌、虫卵、害虫和 热风混流气体进行充分的热交换，使基质达到高温状
又缩短了消毒时间。此研究结果可为小型育苗基质消毒机械的设计提供参考。
关键词： 温室； 基质； 蒸汽消毒机
中图分类号： S625． 3
文献标识码： A
文章编号： 1003 － 188X（ 2017） 04 － 0078 － 05
DOI:10.13427/ki.njyi.2017.04.015
0 引言
v1
=
w·R
= 2π·n1 ·R1 60
=
2
×
3． 14
× 200 60
× 0． 25
= 5． 23m / s
（ 1）
链传动的机械效率取 0． 96，则抛土刀轴的功率为
p1 = 3 × 0． 96 = 2． 88 kW
（ 2）
抛土刀片所受土壤阻力为
F1
=
P1 v1
=
2880 5． 23
= 550． 67N
计划 项 目 （ 2016 ） ； 云 南 农 业 大 学 科 研 发 展 基 金 项 目 （ K2410015； K2410016） 作者简介： 朱加繁（ 1989 － ） ，男，云南曲靖人，硕士研究生，（ E － mail） 973189583@ qq． com。 通讯作者： 赵 玉 清 （ 1985 － ） ，男，云 南 大 理 人，副 教 授，（ E － mail ） 331863839@ qq． com。
·78·
2017 年 4 月
农机化研究
第4 期
安装在机架的上方； 喷气管 2 直接通过焊接安装在罩 壳的顶部； 抛土刀轴驱动电机和行走轮驱动电机分别 通过螺栓联接安装的机架的前端，其输出轴的顶端分 别装有链轮，一根链条安装在抛土刀轴驱动电机链轮 和抛土刀轴驱动链轮上，另一根链条安装在行走轮驱 动电机链轮与行走轮轴驱动链轮上。
毒处理，从而达到防止病虫害和杀灭基质中杂草种子 基质中的大部分病菌和虫卵，能满足当地设施园艺种
的目的。
植的要求［7］。 然而 ，从 整 体 来 看 ，我 国 育 苗 基 质 消 毒
欧美等发达国家对基质消毒装备的研究 起 步 较 基本上还是人工操作，机械化基质消毒设备发展水平
早。英国在 20 世纪 50 年代就对蒸汽消毒设备进行 了研究并统计了较详细的研究数据［1 － 2］。美国、以色
2 主要工作部件的设计
自走式温室育苗基质蒸汽消毒机主要包括机架、 行走装置、消毒装置、动力机构和传动机构。其中，行 走装置主要由行走轮和限位轮组成，消毒装置主要由 抛土刀片和蒸汽导管组成； 动力机构由行走轮驱动电
1． 抛土刀片 2． 刀盘 3． 刀轴 图 3 抛土刀片结构示意图
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2017 年 4 月
在轴的两端，限位轮通过焊接固定的机架上； 抛土刀 轴通过轴承安装在机架上，抛土刀轴驱动链轮通过键 槽配合安装的刀轴的一端； 抛土刀片通过螺栓联接安 装在对应的刀盘上，每个刀盘上安装 3 把刀片，分别 呈 120°角对称安装，刀盘与刀轴采用螺栓联接； 喷气 管 1 与进气管通过焊接安装的机架上，橡胶盖板通过 螺栓联接安装在机架的前后两端，罩壳通过螺栓联接
农机化研究
第4 期
抛土刀轴是抛土 装 置 的 主 要 组 成 部 件 ，消 毒 机 工
作过程中，刀轴需承受来自刀盘的反作用力和电机的
驱动力矩，会产生扭曲、弯曲等组合变形，同时会产生
强烈的冲 击 和 振 动。所 以，刀 轴 的 材 料 应 当 满 足 强
度、刚度、耐 磨 性 和 耐 高 温 等 设 计 要 求。 设 计 刀 轴 时
设刀轴旋转中心为坐标系原点，x 轴正向与消毒
机前进方向一致，y 轴正向垂直向下，开始时刀片端
点位于前方水平位置与 x 轴正向重合，则抛土刀端点
运动方程为
x = Rcoswt + vmt
（ 7）
y = Rsinwt
（ 8）
式中 R —抛土刀片端点回转半径；
w —刀轴旋转角速度；
vm—消毒机前进速度； t —时间。
机和抛土刀轴驱动电机，传动机构采用链传动。为了 实现对基质进行消毒的目的，也为了满足消毒机的设 计要求，必须对消毒机的主要组成部件进行结构分析 和强度校核。
1． 行走轮轴 2． 限位轮 3． 行走轮 4． 链条 5． 抛土刀轴 6． 抛土刀片 7． 喷气管 1 8． 橡胶盖板 9． 机架 10． 进气管 11． 罩壳 12． 喷气管 2 13． 抛土刀轴驱动电机 14． 行走轮驱动电机
刀片端点在 x 轴与 y 轴方向的分速度为
vx
=
dx dt
=
vm
－ Rwsinwt
（ 9）
vy
=
dr dt
=
Rwcoswt
（ 10）
刀片端点绝对速度为
v = 槡vx2 + vy2 = 槡vm2 + R2 w2 － 2vmRwsinwt
=
0． 2d1
n1
3
≤ ［τT］
（ 5）
槡 槡 d1 ≥
3 9550 × 103 · 3 P1
0． 2[ τT ]
ห้องสมุดไป่ตู้
n1
= 30． 60mm
（ 6）
轴的安全系数取 1． 5，所以抛土刀轴的直径设计为
45． 9mm。
刀盘是将刀 片 固 定 在 刀 轴 上 的 零 件，本 文 设 计 的
刀盘是圆形，其半径为 R = 80mm，在刀盘上有 3 条凹槽
杂草种子，如果不及时处理，会使育苗的产量和品质 态，从而实 现 对 栽 培 基 质 的 消 毒［5 － 6］。包 应 时、吴 晓
下降，甚至造成大面积病菌的传播，以致整个育苗过 莲设计制造了一种移动式基质消毒设备，并对该样机
程的失败。因此，作物育苗前必须对育苗基质进行消 进行了试验，结果表明： 该设备可杀死当地设施园艺
（ 3）
2） 抛土刀轴的直径和所受的扭矩。刀片在作业过
程中会受到来自基质的反作用力，该作用力会以扭矩
的形式作用在刀轴上。依据刀片的旋转半径和刀片所
受阻力的大小，可计算其扭矩为
T1 = F1 ·R1 = 550． 67 × 0． 25 = 137． 67N·m （ 4）
9550000 P1
τT
=
T wT
用来固定刀片，尺寸由刀片宽度决定。其中，槽长为 d1 = 60mm，槽宽 d2 = 30mm。 2． 1． 2 抛土刀片运动分析
消毒机工作过程中，抛土刀一面旋转，一 面 随 消
毒机前进。刀片的绝对运动是刀轴旋转和消毒机前
进两种运动的合成，其运动轨迹是摆线，如图 4 所示。
图 4 抛土刀片的运动轨迹图
2． 1． 1 抛土刀片及刀轴的强度校核
1） 刀片边缘的线速度及所受基质阻力。根据基
质槽中 基 质 的 深 度，可 将 刀 片 的 回 转 半 径 设 计 为