3324 青玉米秸稈收割切碎機的設計

3324 青玉米秸稈收割切碎機的設計,青玉,秸稈,收割,切碎,設計 塔里木大學畢業(yè)論文（設計）開題報告課題名稱 青玉米秸稈收割切碎機的設計 學生姓名 陳 剛 學 號 8031208112 所屬學院 機械電氣化工程學院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化班 級 農(nóng)機 12-1 指導教師 李宜峰 起止時間 2011.12.1—2012.05.30 機械電氣化工程學院教務辦制開題報告正文青玉米桿收割粉碎機械1.課題研究的意義青玉米秸稈機械收割切碎技術，就是在玉米收獲后，使用秸稈切碎技術直接將留在地里的玉米莖稈就地粉碎并回收。目前玉米面積約 123 萬 h㎡棉稈資源非常豐富。玉米桿稈具有很高的營養(yǎng)價值，其蛋白質(zhì)含量一般為 8%～9%，經(jīng)過微化處理后，其蛋白質(zhì)含量可達 12%，比麥草、稻草的蛋白質(zhì)含量高5～6 倍，可作為很好的牛羊飼料。而據(jù)有關統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，目前玉米秸稈利用率只有 35％左右，經(jīng)處理后的利用率低于 20％。隨著農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展和農(nóng)業(yè)勞動力的減少，越來越多的青玉米稈遺棄田間或燒毀，造成了青玉米稈資源的極大浪費和對空氣的嚴重污染，甚至嚴重影響到交通安全。機械化青玉米桿收割切碎技術是將青玉米稈在田間就地收割切碎并回收，用于喂養(yǎng)牲畜，是一項農(nóng)機化適用技術。研究推廣此技術，無論是從保護環(huán)境、改善土壤結(jié)構，還是從減輕農(nóng)民負擔，都有其不可估量的作用。2.現(xiàn)狀及分析2.1 國內(nèi)外技術現(xiàn)狀、專利等知識產(chǎn)權情況分析和國內(nèi)現(xiàn)有的工作基礎2.1.1 國內(nèi)秸切碎機械的機型按青玉米桿稈粉碎部件軸的位置分，玉米稈收割切碎機可分為臥式收割切碎碎機和立式收割切碎機兩種。臥式秸稈切碎機切碎部件在垂直面內(nèi)做旋轉(zhuǎn)運動，打擊秸稈。大多屬于無支承式打擊切碎。多用于高粱、玉米、棉花等柔韌性差、脆性好的硬秸稈作物。已有機型主要有： 4F－90（70）型秸稈還田切碎機、9Q－1.7 型牽引式莖稈切碎機、9Q－1.5 型懸掛式莖稈切碎機、JQ－2.0 型懸掛式莖稈切碎機、JZH－2 秸稈根茬還田通用機、JH－100、JHF－150、JHF－130 型秸桿收割切碎機等。立式秸稈切碎機切碎部件的軸垂直安置。碎部件在水平內(nèi)作旋轉(zhuǎn)運動，切碎秸稈。一般都有動刀和定刀，屬于有支承切割，多用于小麥、水稻等秸稈柔軟韌性較好、脆性較差的軟秸稈作物，也有用于棉花等硬秸稈作物的。已有機型主要有： 4Q－31 型稻麥秸稈切碎機、2JH－1.6 型秸稈收割切碎機、2JH－1.7 型懸掛式莖稈切碎機、2JH－1.9 型莖稈收割切碎機、2018 型可折翼旋轉(zhuǎn)切割機等。2.1.2 青玉米桿稈切碎機型的特點分析2.1.2.1 1JHYz一系列玉米秸稈切碎機。工作原理及構造：自走式全喂入谷物聯(lián)合收割機自身的輸出動力，經(jīng)鏈條和V帶傳遞系統(tǒng)，通過變速機構，帶動刀爪軸上的錘爪刀高速旋轉(zhuǎn)，將被粉碎的秸稈切斷并送入殼體內(nèi)定刀處，次擊切成細碎秸稈，切碎的秸稈沿機殼內(nèi)壁被氣流均勻拋撒在還田機殼后邊的地面上。1 7HYz一系列玉米秸稈粉碎還由機架、機殼、傳動齒輪箱、動力傳遞系統(tǒng)、刀爪、軸、地滾、液壓懸掛升降機構組成。2.1.2.2 2JH-1.6秸稈切碎機該機由拖拉機動力輸出軸傳入動力，經(jīng)安全離合器傳遞給變速箱，變速箱將水平傳動改變?yōu)榇怪痹鏊賯鲃樱瑤觿拥侗P作水平旋轉(zhuǎn)，對秸稈進行切割。當拖拉牽引機具前進時，秸稈喂入機殼，在刀片較大的加速度和動能的作用下秸稈切斷并打入機殼內(nèi)。莖稈經(jīng)過定刀片的重復剪切被切成碎節(jié)最后均勻地拋撒在田間。2.1.2.3 2018 型可折翼旋轉(zhuǎn)切割機美國迪爾公司研制的 2018 型可折翼旋轉(zhuǎn)切割機屬于立軸式秸稈切碎機，該機有三立軸三套切碎裝置，動力經(jīng)動力輸出軸輸出后由萬向節(jié)傳給各甩刀軸。該機型沒有定刀片只有一組動力片，動刀片數(shù)目為 4 個或 2 個，改變刀片類型可用于切碎不同的作物秸稈。由于刀片數(shù)目少，工作幅面寬所以刀端線速度較大，為 80m/s 以上。這樣才能保證切碎質(zhì)量。該機重量較大，工作幅面較寬所需動力較大，不太適合我國大部分地區(qū)使用，但其更換刀片用于不同的作物秸稈等特點值得我們借鑒、學習。2、國內(nèi)外技術發(fā)展趨勢我國年生產(chǎn)秸稈約 6 億噸, 在農(nóng)村多用于生活燃料和牲畜飼草。為了更有效地利用農(nóng)作物秸稈, 近幾年來國家農(nóng)業(yè)部大力推薦秸稈有效利用。并對秸稈收割、時間、數(shù)量、切碎程度、土壤水分和防治病蟲害等方面進行了深入研究，制定了秸稈收割切碎的技術規(guī)程, 為秸稈收割切碎奠定了一定的基礎。就目前而言, 秸稈收割切碎技術仍局限于低的發(fā)展水平，造成資源的浪費，我國在這一領域也研究的不多。從區(qū)域研究來看北方旱作區(qū)域秸稈收割切碎技術日趨完善, 無論是機械切碎、秸稈收割和生物化學漚肥都取得一定進展近年來，河北省邢臺市積極推廣玉米秸稈機械收割切碎技術，到 2009 年底，全市擁有拖拉機近 24 萬臺，玉米聯(lián)合收獲機 1242 臺，玉米秸稈收割切碎機 12647 臺，旋耕機 14556 臺，玉米秸稈收割面積 380 萬畝，秸稈利用率率達 88%，秸稈綜合利用率達到 98%，取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。河南安陽市從 2001 年開始, 連續(xù) 3 年被農(nóng)業(yè)部河南省農(nóng)機局確定為實施玉米秸稈機械收割的重點地區(qū)。該市以實施項目為契機, 通過“ 重點突破, 以點帶面” , 實施以機械秸稈收割切碎為主的農(nóng)作物秸稈綜合利用技術, 使玉米秸稈機械切碎收割獲突破性進展。 3 年來,推廣秸稈收割機 2319 臺(2003 年推廣秸稈收割機 881 臺), 總保有量達到 3696 臺。2003 年收割面積達到 84889hm2 (時, 占全市玉米種植面積的 56.3% , 加上秸稈青貯和應用其他措施, 玉米秸稈綜合用項目已獲較大突破。同時, 積極引導發(fā)展玉米機械聯(lián)合收獲,2003 年在農(nóng)業(yè)部“ 新型農(nóng)機具購置補貼”項目帶動下, 新增玉米聯(lián)合收割機 29（保有量達到 50）, 實施面積首次突破7000hm2. ,3 年的項目實施, 推廣的秸稈收割機具和實施面積超過了 1987 年推廣這一項技術以來的前 14 年的總和, 累計完成秸稈直接收割面積 23446hm2。3.任務要求及實現(xiàn)目標的可行性分析 成功設計出青玉米桿稈收割粉碎還田機械應有以下幾個任務要求；①.外形美觀、操作簡便、效率高、體積小、重量輕、壽命長等優(yōu)點。②.由動力輸出軸輸出動力，經(jīng)安全離合器和一對錐齒輪后直接傳給刀軸，結(jié)構緊湊，噪音小，運動平穩(wěn)，工作可靠，且維修方便。③.刀片的選材要好，要有較強的耐磨性和較高的沖擊韌性。④.刀片與刀座之間采用鉸接方式聯(lián)接，防止刀片在切割時碰到堅韌的障礙物而被損壞。⑤.留茬高度不宜太高，60～80mm 即可。青玉米桿稈粉碎長度在 30mm 左右。⑥.多用途。多用于小麥、水稻等秸稈柔軟韌性較好、脆性較差的軟秸稈作物，也有用于棉花等硬秸稈作物。4.重點研究的關鍵問題及解決思路4.1 研究內(nèi)容本課題重點研究青玉米秸稈收割切碎機械，實現(xiàn)了青玉米稈收割、粉碎、回收一體化。一機多用，克服了已有技術中的青玉米稈留茬高度過高，切碎長度過大的現(xiàn)象.刀片的選材要好，要有較強的耐磨性和較高的沖擊韌性。刀片與刀座之間采用鉸接方式聯(lián)接，防止刀片在切割時碰到堅韌的障礙物而被損壞。留茬高度不宜太高，40～60mm 即可。青玉米桿稈粉碎長度在 10mm 左右。保證留茬高度和切碎質(zhì)量。切碎后的青玉米稈被回收。4.2 解決思路解決思路如下：⑴ 動力部分：由大馬力拖拉機帶動，省油耐用、操作簡便、效率高、壽命長、安全等優(yōu)點。⑵ 傳動部分：采用拖拉機動力輸出軸傳動，結(jié)構緊湊，傳動平穩(wěn)，工作可靠，且維修方便，液壓傳動裝置為刀盤提供動力。⑶ 粉碎裝置：刀片與刀座的結(jié)構設計。5. 完成本課題的工作方案及進度計劃完成本課題的方案：在原有青玉米桿稈收割切碎還田機的基礎上，增加刀片長度，從而增加作業(yè)幅寬；另一方面，在不減小其強度和剛度的前提下，減小機體重量，提高作業(yè)效率。第 1-2 周 查閱相關文獻，撰寫開題報告。第 3-4 周 走訪農(nóng)機銷售部門，進行測量、比較，決定設計方案。第 5-6 周 根據(jù)工作要求，查閱相關手冊，對各部門機構設計、計算，畫草圖。第 7-10 周 運用 AutoCAD 軟件，繪制并完成二維零件圖、裝配圖，運用三維設計軟件完成整機各零部件的三維建模。第 11-12 周 從工藝性能，經(jīng)濟性能，使用性能等對產(chǎn)品進行綜合評價，校核，修正。第 13-14 周 完成產(chǎn)品說明書，準備答辯。6. 主要參考文獻[1] 段憲兵，陳學庚，李亞雄，溫浩軍.莖稈切碎還田機械發(fā)展現(xiàn)狀與應用前景[J].農(nóng)機化, 2003,(2)：57-58.[2] 孫學軍,王頻. 秸稈切碎還田機的研究現(xiàn)狀與思考[J].農(nóng)機化, 2001,(2)：41-43.[3] 黃新平. 棉稈粉碎收獲機的設計[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報 , 2003,(7)：136-138. [4] 黃新平. 棉稈粉碎收獲機的設計[J] .農(nóng)業(yè)機械學報, 2003,34(4)：56-62 . [5] 帕合爾鼎·阿布來提，吐爾遜娜依·熱依木江. 幾種秸稈切碎還田機的特點及使用要求[J].農(nóng)機化 , 2005,(3)：56-57 . [6] 夏俊芳,袁巧霞，周勇. 我國秸稈機械化還田發(fā)展現(xiàn)狀與對策[J]. 黃岡職業(yè)技術學院學報.2002,4(2)：48-49 . [7] 呂小榮,努爾夏提·朱馬西,呂小蓮. 我國秸稈還田技術現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J].現(xiàn)代化農(nóng)業(yè), 2004,(9)：41-42 . [8] 米志峰.秸稈還田技術的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].能源基地建設，2000(06) . [9] 張慶玲.水稻秸稈還田現(xiàn)狀與分析[J].農(nóng)機化研究, 2006(08) . [10] 安素蘭,王菊鵬.機械化秸稈還田技術推廣的現(xiàn)狀與對策[J].山西農(nóng)機, 2002(S1) .[11]. 邢文英，康春曉，劉蔚艷.1JH-60 型秸稈切碎還田機的研制[J].山東農(nóng)機，2004(4).學生簽名 2011 年 12 月 20 日指導教師審閱意見指導教師簽名 年 月 日