縱軸流式水稻聯合收割機脫離系統結構設計

縱軸流式水稻聯合收割機脫離系統結構設計,縱軸流式水稻聯合收割機脫離系統結構設計,縱軸,水稻,聯合收割機,脫離,系統,結構設計 開題報告 學生姓名 學 號 年級專業(yè)及班級 指導教師及職稱 教授 學 院 20 年 月 日 （設計）題目 縱軸流式水稻聯合收割機脫離系統結構設計 文獻綜述（選題研究意義、國內外研究現狀、主要參考文獻等，不少于1000字） 一、課題研究的意義 目前國內生產的水稻聯合收割機基本上都采用橫向布置的軸流滾筒脫離裝置，這種布置方式結構緊湊，在喂入量較小時作業(yè)性能也不錯。但由于脫離滾筒橫向布置，受空間位置的限制，脫離滾筒不能太長，因此，這類收割機普遍存在以下問題：一是由于脫離滾筒較短，脫離和分離能力受到限制 ，在喂入量稍大時夾帶損失會增大；二是對潮濕作物和一些較困難的作物適應性較差。 隨著水稻種植面積的不斷擴大，產量的提高，對聯合收效率割機的動力，工作性能，作業(yè)效率，可靠性等要求越來越高。要提高收割機的生產率，收割機的脫離長度與分離面積就要增大，因此，在盡量減少體積增大的前提下，提高聯合收割機的工作效率，可靠性、對作物的適應性和清潔度已經成為收割機行業(yè)的主要課題。 縱軸流式水稻聯合收割機脫粒裝置采用縱向布置，可以在不增大機體的情況下加大脫離滾筒長度和分離面積。與橫向軸流式聯合收割機相比，它的脫粒系統有以下優(yōu)勢：一是可以在不斷增大機體體積的情況下提高生產效率、脫凈率和減少破碎率；二是作物適應性廣，對潮濕作物和難脫粒作物效果也較好。 2、 國內外的聯合收割機脫粒系統研究狀況 滾筒—凹板脫粒原理早在兩個多世紀以前已經出現，至今這一原理幾乎沒有什么變化，遺忘的研究主要集中于脫粒部件的機械參數對脫粒性能的影響方面，目的是使脫粒部件具有最高效率。 kolganov（1956）研究了脫粒過程，據他的研究，對一種谷物，籽粒從穗頭上脫下來的過程與滾筒圓周速度之間存在著一定的關系，Kolganov認為，滾筒圓周速度和穗頭上脫粒所需的功的平方根有關。脫粒速度為17-34米/秒，這個速度必須低于籽粒的破碎臨界速度，以免破碎。 高元恩（1976）研究了單紋桿滾筒脫粒裝置和三種雙滾筒脫粒裝置，得出：秸草中夾帶籽粒損失是限制聯合收割機生產效率提高的關鍵。 王成芝、葛永久等于1980年前后對軸流滾筒進行了實驗研究，研制出一臺大型軸流滾筒試驗臺，目的是探究軸流滾筒的合理結構與參數。該試驗臺滾筒型式有三種紋桿葉片式、釘齒葉片式和釘齒式，凹板選用橫柵式、單柵式、雙柵式和三柵式，上蓋具有不同導向板高度和導程參數，可以組成多組參數進行對比試驗。 萬金保、趙學篤、紀春千（1990）進行了傳統型紋桿滾筒脫粒裝置數學模型的建立及應用研究。為建立數學模型他們將脫粒裝置的工作過程分為兩個階段，第一個階段是籽粒被脫粒，第二階段，被脫粒的籽粒隨莖稈運動，并隨機的從凹板處柵格的某處分離出來。他們認為籽粒在凹板上任何位置處被脫粒或分離是隨機的。 梅田翰雄（1992）對日本聯合收割機的脫粒裝置進行了分析與研究，分析了谷物在脫粒室中的運動，實驗測量了谷物的抗繞剛度、質量和振動特性，結果是，谷物的固有頻率小于脫粒元件的沖擊頻率，也分析了隨脫粒元件的運動枝梗的運動，結論是由于摩擦力作用，脫粒中穗頭沿垂直于脫粒滾筒軸線方向運動。分析討論了谷物和稻谷的撞擊過程后，在將稻谷和脫粒元件假設為兩個球的條件下，分析討論了谷物和脫粒元件的撞擊過程，計算了撞擊力，給出了數學模型，并通過試驗驗證了結論。運用可靠性工程方法，分析了脫粒過程，用兩項分布描述了脫粒概率，用Weibull描述了凹板下谷粒的分布規(guī)律。運用反饋理論描述了脫離機的動力系統。對動力系統進行了仿真，并進行了試驗驗證，使脫粒機動力系統特性的預測成為可能。 張金海、都麗萍1994年也對脫粒部件數學模型進行了研究，在作物在脫粒室內脫粒的機會均等，且脫下的籽粒量與未脫粒量成正比，被脫籽粒在脫粒室內的任何一處，被分離的可能性相等，且被分離的籽粒量與脫粒室的自由籽粒量成正比。 薛方期1998對切流式脫粒分離部件實驗結果進行了綜合分析研究，得出：1.不同直徑的滾筒在線速度、脫粒間隙益陽的情況下對破碎率有影響，但其影響比打擊數、脫粒間隙等因素要?。?.增加凹板包角，改變柵格間距是提高脫粒性能的有效途徑；3.適當加大凹板入口第2、3格的間距，即可增加凹板的分離率，也不會降低脫粒性能，是提高凹板分離率的一種有效途徑。 尹文慶、何瑞銀、王耀華等1999年設計了一個脫粒裝置，并且用該裝置對小麥脫粒特性的測量和表示進行了研究，認為可用谷粒分離率沿凹板變化規(guī)律的函數來表示小麥的脫粒特性，提出了一個新的小麥脫粒特性的表示方法。 衣淑娟等2005年在縱置釘齒式軸流試驗臺上，進行了脫粒試驗，目的是研究脫出物在滾筒軸向的分布規(guī)律，試驗結果表明脫出物沿軸向分布受籽粒分布影響最大；籽粒沿軸向分布規(guī)律是，在20cm處為最高值，然后逐步下降，降到100cm的位置時，就幾乎沒有籽粒分布了，同時對縱置單軸流滾筒脫粒與分離裝置功耗性能試驗研究，得出結論是它的功耗影響最顯著地因素是滾筒轉速：各個因素及其交互作用對其功耗主要影響為喂入量與導向板導角；各因素水平間的最佳組合工藝是：喂入量為2kg/S,滾筒轉速為700r/min，導向板導角為45°。 李耀明，周金芝，徐立章等2005年采用紋桿、鋸齒性滾筒和柵格沖孔式組合的脫粒分離裝置進行脫粒分離試驗。 脫粒分離裝置有三大主要部件：脫離滾筒凹板和頂蓋它們對脫粒性能的影響主要表現在：1.脫離滾筒的結構形式，脫粒元件及其排列方式，滾筒的轉速以及脫離滾筒和凹板、頂蓋的組合形式；2.凹板的形式，凹板包角；3.頂蓋中的導向板的結構，導向板的排列及其螺旋角。 近年來人們對脫粒分離系統裝置做了大量的實驗和研究，希望用新的脫粒分離裝置來代替原有的脫粒分離裝置。盡管如此，目前常用的脫粒分離裝置仍為紋桿式、釘齒式和弓齒式等，它們可能有不足之處，必須系統地總結和分析前人已經作的工作，在這個基礎上，進一步開發(fā)新的脫粒分離裝置。 三、主要參考文獻 [1]農業(yè)機械設計手冊（上冊）.北京:機械工業(yè)出版社，1988 [2]水稻聯合收割機原理與設計.北京：中國農業(yè)機械化出版社，1981 [3]李耀明，李洪昌，徐立章.短紋桿-板齒與釘齒脫粒滾筒的脫粒對比試驗研究[J].農業(yè)工程學報，2008,24（3）：139-142 [4]衣淑娟，毛欣.兩種軸流式脫粒分離裝置脫出物分布規(guī)律對比實驗研究[J].農業(yè)工程學報，2008,24（6）:154-156 [5]謝方平，羅錫文，盧向陽，等.柔性桿齒滾筒脫粒機理[J].農業(yè)工程學報，2009,25（8）:110-114 [6]王岳，曹揚，夏曉東，等.雙季稻區(qū)收獲農藝及先進適用聯合收割機型譜[J].農業(yè)工學報，2002,18（2）：68-71. [7]謝方平，羅錫文，蘇愛華，等.剛性弓齒與桿齒及柔性齒的脫粒對比試驗[J].湖南農業(yè)大學學報：自然科學版，2005,31（6）：648-651 [8]李耀明，周金芝，徐立章，等.水稻復脫分離系統分離性能的試驗[J].江蘇大學學報：自然科學版，2005,26（1）：1-4. [9]高煥文，李問盈，李洪文.我國農業(yè)機械化的跨機械化展望[J].農業(yè)工程學報，2000,16（2）：9-12. [10]牛盾.我國農業(yè)機械化的新形勢和水稻生產機械化問題[J].農業(yè)工程學報，2000,16（4）：7-10 [11]萬霖，衣淑娟，馬永財.縱置單軸滾筒脫粒與分離裝置功耗性能試驗研究[J].黑龍江八一農墾大學學報，2005,17（2）：56-58 [12]孟昌盛，龐風斌，葉耘.聯合收割機水稻收獲性能對比試驗[J].農業(yè)機械學報，2005,36（5）：141-143 [13]李杰，楊方飛，等.縱向軸流脫粒裝置的理論模型與仿真[J].江蘇大學學報，2006,27（4）：299-302 [14]蔣亦元.水稻聯合收割機性能分析與選擇[J].中國農機化，2000（3）：5-7. [15]李顯旺.我國水稻聯合收割機的發(fā)展現狀及前景[J],中國農機化，2006，（1）：38-40. [16]姬長英，尹文慶.農業(yè)機械化[J].中國農業(yè)出版社，1996，（3）：29-58. [17]中國農機研究院.研究工作簡報，1982（15）：57-60. [18]黎力年.立軸式脫粒機，農牧與食品機械，1988（3）：29-30. [19]藤子豐.5TJ-70B型風扇滾筒脫粒機實驗研究.山東農機，1992（2）：5-7 [20]姜翔.黑龍江省脫粒機生產及發(fā)展現狀.農機化研究，1992（4）：41-45. [21]趙國遠，張振清，黃國華.壓送脫離實驗研究[J].農業(yè)機械學報，1993.24（3）：29-33. [22]周銀才，胡明法.板齒式脫粒裝置的研究與設計[J].農牧與食品機械，1992,2:15-17. [23]中國農業(yè)機械化科學研究所編.農業(yè)機械手冊（上冊）[M].北京：機械工業(yè)出版社，1998. [24]江蘇工學院.農業(yè)機械學（下冊）.北京：機械工業(yè)出版社，1986 [25]胡偉.谷物聯合收割機運用技術.北京：中國農業(yè)大學出版社，1998 [26]南京農業(yè)大學主編.農業(yè)機械學（下冊）.北京：中國農業(yè)出版社，1996 [27]邱白晶.收獲機械的使用維護.南京：東南大學出版社，1997 [28]洪添勝、陳元.國內外谷物收獲技術的進展.廣東農機，1996（3） [29]高連興.農業(yè)機械概論.北京：中國農業(yè)出版社，2000 [30]余友泰.農業(yè)機械化工程.北京：中國展望出版社，1987 [31]國家標準局，農業(yè)機械試驗條件測定方法的一般規(guī)定.BG/T5262-1985 注：此表如不夠填寫，可另加頁。 研究方案（研究目的、內容、方法、預期成果、條件保障等） 一、研究目的 隨著水稻種植面積的不斷擴大，產量的提高，對聯合收效率割機的動力，工作性能，作業(yè)效率，可靠性等要求越來越高。要提高收割機的生產率，收割機的脫離長度與分離面積就要增大，因此，在盡量減少體積增大的前提下，提高聯合收割機的工作效率，可靠性、對作物的適應性和清潔度已經成為收割機行業(yè)的主要課題。 目前國內生產的水稻聯合收割機基本上都采用橫向布置的軸流滾筒脫離裝置，這種布置方式結構緊湊，在喂入量較小時作業(yè)性能也不錯。但由于脫離滾筒橫向布置，受空間位置的限制，脫離滾筒不能太長，因此，這類收割機普遍存在以下問題：一是由于脫離滾筒較短，脫離和分離能力受到限制 ，在喂入量稍大時夾帶損失會增大；二是對潮濕作物和一些較困難的作物適應性較差。所以為了可以在不增大機體的情況下加大脫離滾筒長度和分離面積，我研究了脫離滾筒縱置能達到要求。因此縱置式脫粒滾筒能夠克服橫置式的一些缺點。 二、研究內容 脫粒裝置是水稻聯合收割機的重要工作部件，它的功用是將谷粒與其禾桿分離，并且將脫下來的谷粒部分或全部從脫出物（谷物脫粒后有谷粒、長莖稈、短莖稈、穎殼和混雜唔等組成的混合物）分離出來。谷物的脫粒方式又很多種，依照你的所學所獲設計出縱軸流式水稻聯合收割機的脫粒系統。 3、 研究方法 1. 查閱資料了解研究對象的生物及物理特性 2. 對脫粒方式組合進行對比并選出最優(yōu) 3. 進行試驗與數據采集并同時分析 4. 進行系統設計 4、 預期成果 能夠將谷粒與其禾桿分離，并且將脫下來的谷粒部分或全部從脫出物（谷物脫粒后有谷粒、長莖稈、短莖稈、穎殼和混雜唔等組成的混合物）分離出來，并且盡可能地減小破碎率和脫粒損失 。 進程計劃（各研究環(huán)節(jié)的時間安排、實施進度、完成程度等） 起止日期 主要工作內容 2012.11.12～2013.01.24 選題、了解課題內容及要求 2013.01.25～2013.01.31 資料匯總、查閱參考文獻，完成開題報告 2013.02.01～2013.03.10 初步擬定設計方案，完成草圖設計 2013.03.11～2013.04.10 畫出三維模擬圖、完成裝配圖紙、撰寫計算說明書 2013.04.11～2013.04.15 中期檢查 2013.04.16～2013.04.30 提交畢業(yè)論文初稿 2013.05.01～2013.05.12 2013.05.01～2013.05.12 再次修改畢業(yè)論文初稿、提交正稿 2013.05.13～ 整理文，準備答辯 論證小組意見 組長簽名： 20 年 月 日 專業(yè)委員會意見 專業(yè)委員會主任簽名： 20 年 月 日 注：1.此表可用黑色簽字筆填寫，也可打印，但意見欄必須相應責任人親筆填寫。 2.此表可從教務處網站下載中心下載。