棉花破殼機(jī)的設(shè)計(jì)
一.本課題研究的意義及可行性分析
是中國產(chǎn)棉大區(qū),多年來棉花種植面積占到全國的三分之一，作為中國最重要的商品棉生產(chǎn)基地和優(yōu)質(zhì)棉花產(chǎn)區(qū)，棉花年產(chǎn)量約占全國六分之一，出口量占到一半，由于光熱資源不穩(wěn)定及棉花個(gè)體生物特性的差異，現(xiàn)種植模式下部分棉桃未能吐絮，且大多放棄不收。據(jù)調(diào)查，棉花收獲完后，平均每株棉花上留棉桃0.8個(gè)，若將其全部收獲，除去不可利用的棉桃，約收105kg/hm2皮棉。據(jù)調(diào)查分析，棉花棉桃破殼機(jī)的推廣應(yīng)用前景十分廣闊。該機(jī)具除可新增工業(yè)產(chǎn)值和農(nóng)民收入外，還可形成棉桃機(jī)械生產(chǎn)的新領(lǐng)域。同時(shí)，棉桃可以解決兵團(tuán)部分地區(qū)畜牧業(yè)養(yǎng)殖的飼料問題，也為響應(yīng)政府部門制定的關(guān)于擴(kuò)大畜牧養(yǎng)殖的方針政策做了鋪墊，牧民養(yǎng)殖戶也可以大大降低飼料的部分成本，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。利用機(jī)器采摘半吐絮或未吐絮的棉桃后、需要破殼機(jī)收獲籽棉，利用人工破殼機(jī)收獲勞動(dòng)量大。為此，研制了一種棉桃破殼機(jī)，可以很大程度上提高棉桃棉籽的收獲效率，農(nóng)業(yè)機(jī)械為棉花的從種植到收獲起到了巨大的作用，機(jī)械化不但可以提高棉田管理水平，滿足適時(shí)精耕細(xì)作要求，而且可大幅度提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，增加規(guī)模效益，已達(dá)到增產(chǎn)增收的目的，我國從20世紀(jì)80年代開始著手破殼機(jī)具的研究和開發(fā)，但由于存在一些技術(shù)難點(diǎn)至今此類機(jī)具沒有得到大范圍的推廣和應(yīng)用。因此，對破殼機(jī)主要技術(shù)問題做深入的研究具有重要的意義。本文主要通過對現(xiàn)在主要的堅(jiān)果類的破殼方法入手，設(shè)計(jì)了棉花破殼機(jī)，提高了棉花的生產(chǎn)效率。
二．現(xiàn)狀及分析
2.1我國棉花機(jī)械的發(fā)展趨勢
目前，我國在消化吸收國外經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，乃至了采棉機(jī)及機(jī)采棉成套加工設(shè)備，但是一些主要部件仍需要進(jìn)口，所以設(shè)備的成本較高。在相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)，僅一些大型農(nóng)場才有經(jīng)濟(jì)實(shí)力實(shí)現(xiàn)部分機(jī)械化采棉。今后我國應(yīng)：（1）加快機(jī)采棉成套加工設(shè)備，完全實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。在主要產(chǎn)棉區(qū)，建立系列棉花加工中心，每座棉花加工中心生產(chǎn)周期為三個(gè)月左右。（2）研制本機(jī)械化，半自動(dòng)化的低成本的棉花采摘機(jī)，輔助人力，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高功效，這類機(jī)械最合適我國國情，應(yīng)用前景廣闊。
2.2國內(nèi)棉桃破殼機(jī)械的發(fā)展?fàn)顩r及存在的問題
我國在傳統(tǒng)脫殼設(shè)備的基礎(chǔ)上,盡管正在積極研制和開發(fā)各種類型脫殼機(jī)械,但其發(fā)展相當(dāng)緩慢,同時(shí)成熟的機(jī)型及進(jìn)行批量生產(chǎn)的不多,遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于農(nóng)產(chǎn)品深加工的需求。在技術(shù)上還存在如下問題:
機(jī)具性能不穩(wěn)定,適應(yīng)性差;
作業(yè)成本偏高:我國脫殼機(jī)械尚未形成規(guī)模和系列,多數(shù)是單機(jī)制造,制造的工藝水平較低,故制造成本偏高。
有些產(chǎn)品僅進(jìn)行了樣機(jī)試制或少量試生產(chǎn),未進(jìn)行大量生產(chǎn)性考核和示范應(yīng)用,作業(yè)性能、可靠性、耐久性及商品性等方面還存在不少問題。
2.3棉桃破殼機(jī)械未來展望
機(jī)械化是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要組成部分,是農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展的重要保證,近年來,棉桃破殼機(jī)械裝備總量不斷穩(wěn)步增長,作業(yè)水平進(jìn)一步提高,社會(huì)化服務(wù)規(guī)模不斷擴(kuò)大,雖然目前棉桃破殼機(jī)械化水平較高,但是多應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)與示范推廣區(qū),并且小型機(jī)械多、大型機(jī)械少,低檔機(jī)械多、高性能機(jī)械少。
進(jìn)入21世紀(jì),我國棉桃破殼機(jī)械開始了新的發(fā)展階段,農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整發(fā)生了新的變化,也對棉桃破殼機(jī)械的發(fā)展產(chǎn)生了積極而深遠(yuǎn)的影響,不僅拉動(dòng)了新的有效需求,而且構(gòu)筑了適合棉桃破殼生產(chǎn)機(jī)械化發(fā)展的新舞臺(tái),為棉桃破殼機(jī)械化真正成為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng)器提供了廣闊的市場發(fā)展條件。在一些地區(qū)推進(jìn)棉桃破殼機(jī)械化的過程中,相繼出臺(tái)了鼓勵(lì)和扶持農(nóng)民購棉桃破殼機(jī)械、開展棉桃破殼機(jī)械作業(yè)服務(wù)的優(yōu)惠政策和措施,調(diào)動(dòng)了農(nóng)民購買堅(jiān)果機(jī)械的積極性,形成了新的市場需求。在堅(jiān)果的破殼設(shè)備中，更多的為機(jī)械擠壓設(shè)備，與傳統(tǒng)手工法相比，機(jī)械法省工、省力、高效、環(huán)保，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率
三.機(jī)械結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)要求
3.1破殼機(jī)械主要由進(jìn)料斗 機(jī)架 分離箱 風(fēng)機(jī) 電動(dòng)機(jī) 出料口 支撐座 搓牙 齒輪組成
3.2設(shè)計(jì)要求
為了獲得良好的棉花品質(zhì)，提高生產(chǎn)率 破殼率 棉籽與面殼的分離率，本機(jī)器要求棉籽的破殼率達(dá)到95%以上。棉籽的面殼的分離率達(dá)到95%以上，且造價(jià)在一萬元以下，操作人員一名即可
四.破殼的原理
根據(jù)未吐絮棉桃形狀，利用搓死原理對棉桃進(jìn)行擠壓破殼，固定兩齒輪，一齒輪由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)通過擠壓搓開棉桃，棉桃從進(jìn)料斗進(jìn)入兩齒輪之間，在擠壓力的作用下，棉桃被擠壓破裂，然后進(jìn)入分離箱
五.棉籽越面殼分離的原理
在經(jīng)過破殼以后，棉籽也破碎的面殼一起落進(jìn)分離箱，通過風(fēng)機(jī)的吹送，將棉籽與棉籽與破碎的面殼通過分離箱吹出，由于比重不同，在分離箱出口處進(jìn)行分離
六.工作條件及解決方法
塔里木大學(xué)位于南疆中心位置，校內(nèi)環(huán)境優(yōu)美，占地面積大，具有專門的實(shí)驗(yàn)基地，為項(xiàng)目開展提供了便利的原材料基地。這是本項(xiàng)目順利實(shí)施應(yīng)具備的良好外部科研環(huán)境。塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院擁有先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室和加工設(shè)備，校內(nèi)擁有優(yōu)良的硬件環(huán)境和雄厚的師資力量，這些都為課題的實(shí)施提供了保障。
七.工作方案及進(jìn)度
2012年12月1號-12月20號 查閱相關(guān)文獻(xiàn)，撰寫開題報(bào)告。
2012年12月21號-2013年20號 完成試驗(yàn)臺(tái)草圖的設(shè)計(jì)
2013年4月18號 中期檢查
2013年4月19號-5月9號 完成零件圖裝配圖，制作試驗(yàn)臺(tái)，撰寫完成設(shè)計(jì)說明書。
2013年5月10號，審閱畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)資料
2013年5月11號-5月26號，修改設(shè)計(jì)，準(zhǔn)備答辯
八.主要參考文獻(xiàn)
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