殘膜雜質(zhì)分離裝置的設(shè)計(jì)

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塔里木大學(xué) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書 學(xué)院 機(jī)械電氣工程學(xué)院 班級 16-2 學(xué)生姓名 王槽輝 學(xué)號 8031212207 課題名稱 殘膜雜質(zhì)分離裝置的設(shè)計(jì) 起止時(shí)間 2015年10月15日——2016年05月28日（共14周） 指導(dǎo)教師 馬少輝 職稱 副教授 課題內(nèi)容 設(shè)計(jì)一種殘膜雜質(zhì)分析裝置，該裝置是對已回收回來殘膜中的雜質(zhì)進(jìn)行清理，主要雜質(zhì)是土、土塊、棉枝、棉殼、棉葉等。該機(jī)具為場地固定作業(yè)機(jī)械，主要包括動(dòng)力系統(tǒng)，傳動(dòng)系統(tǒng)，機(jī)架，分離裝置等，動(dòng)力來源可多選，電或動(dòng)力機(jī)械。 擬定工作進(jìn)度（以周為單位） 2015年11月5日-11月25日，查閱相關(guān)資料、文獻(xiàn)，撰寫開題報(bào)告。 2015年11月26日-2016年1月20日，完成機(jī)器草圖設(shè)計(jì)。 2016年1月21日-4月17日，繪制機(jī)器各零件圖。 2016年4月18日，中期檢查。 2016年4月19日-5月9日，完成各零件圖，裝配圖，撰寫設(shè)計(jì)說明書。 2016年5月10日，審閱畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)資料。 2016年5月11日-5月24日，修改設(shè)計(jì)，準(zhǔn)備答辯。 主要參考文獻(xiàn) ［1］ 張學(xué)軍，吳成武，王旭東，馬少輝，王旭峰. 殘膜分離篩機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真與分析[J] 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2007,7 ［2］ 王曉明，張東興. 抖動(dòng)鏈?zhǔn)綒埬せ厥諜C(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)與膜土分離機(jī)構(gòu)的研究[D] 農(nóng)業(yè)機(jī)械，2004,11 ［3］ 王國美，盧博友. 曲柄滑塊式殘膜分離機(jī)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J] 西北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2000,6 ［4］ 張學(xué)軍. 殘膜分離與輸送裝置的研究[D] 吉林大學(xué)，2007.01 ［5］ 何歡歡 振動(dòng)篩式土壤—?dú)埬し蛛x裝置的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)分析[D] 塔里木大學(xué)，2015,06 ［6］ 李驊. 風(fēng)篩式清選裝置設(shè)計(jì)理論與方法研究[D] 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2011,11 ［7］ 馬少輝，張學(xué)軍.風(fēng)-篩式土壤殘膜分離裝置內(nèi)氣流場試驗(yàn)與分析[J] 農(nóng)機(jī)化研究，2014,07 ［8］ 陳霓，黃東明，陳德俊，等． 風(fēng)篩式清洗裝置非均布?xì)饬髑暹x原理與試驗(yàn)[J] 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2009，04 ［9］ 成芳，王俊． 風(fēng)篩式清選裝置篩上流場的試驗(yàn)研究[J] 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，1999,03 任務(wù)下達(dá)人（簽字） 年 月 日 任務(wù)接受人意見 任務(wù)接受人簽名 年 月 日 注：1、此任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫，任務(wù)下達(dá)人為指導(dǎo)教師。 2、此任務(wù)書須在學(xué)生畢業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)開始前一周下達(dá)給學(xué)生本人。 3、此任務(wù)書一式三份，一份留學(xué)院存檔，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師留存。 殘膜雜質(zhì)分離裝置的設(shè)計(jì) 王槽輝 馬少輝 (1. 塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院， 阿拉爾 843300） 摘要：本文通過對殘膜雜質(zhì)分離裝置的設(shè)計(jì)同時(shí)介紹了殘膜回收機(jī)的發(fā)展歷史、種類等。并詳細(xì)的分析了殘膜雜質(zhì)分離裝置的構(gòu)成及工作原理。通過自身的實(shí)踐設(shè)計(jì)使理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)踐密切的結(jié)合起來，為我將來的實(shí)際工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，并對殘膜雜質(zhì)分離裝置的未來發(fā)展前景有著很好的憧憬。 關(guān)鍵詞：殘膜雜質(zhì)；分離；抖動(dòng) 中圖分類號:TD451 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 0引言 從1978年中國應(yīng)用地膜覆蓋技術(shù)以來全國鋪膜面積超過800萬hm2其中超過180萬hm2， 中國已經(jīng)成為世界上最大的地膜覆蓋植棉國。大量的殘膜污染造成的減產(chǎn)損失將超過鋪膜種植所能夠帶來的增產(chǎn)效益，長期下去將使土壤受到重度污染，嚴(yán)重影響作物的生長和發(fā)育并最終導(dǎo)致耕地荒廢[1]。所以，研究農(nóng)田殘膜污染治理技術(shù)是當(dāng)今農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最為重要的課題之一。 本設(shè)計(jì)是針對回收后殘膜進(jìn)行雜質(zhì)分離，清除其中夾雜的棉桿、棉枝、土塊等雜質(zhì)，是殘膜利用前的清理工作。本設(shè)計(jì)中的殘膜分離裝置是根據(jù)各種抖動(dòng)式殘膜回收機(jī)優(yōu)化組合基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出來的一種殘膜雜質(zhì)分離裝置，所以下文中會(huì)對部分的殘膜回收機(jī)進(jìn)行分析。重點(diǎn)是對殘膜雜質(zhì)分離裝置中的分離裝置機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。分離裝置由對輥、抖動(dòng)鏈、抖動(dòng)輪組成。本殘膜雜質(zhì)分離裝置的創(chuàng)新點(diǎn)是在分離裝置中增加了一對對輥，使殘膜中的長截棉桿通過對輥壓碎分成小節(jié)，增強(qiáng)了殘膜中的雜質(zhì)分離效果。 1總體設(shè)計(jì)思路 抖動(dòng)鏈?zhǔn)綒埬るs質(zhì)分離裝置的結(jié)構(gòu)主要由動(dòng)力輸入裝置、輸送裝置、壓緊裝置、傳動(dòng)裝置、切斷裝置、抖動(dòng)裝置、雜質(zhì)去除裝置、出料裝置組成。先將回收回來的殘膜通過抖動(dòng)使其打散，以便進(jìn)行殘膜與雜質(zhì)的分離。設(shè)計(jì)橡膠輥，對輥，抖動(dòng)鏈，通過橡膠輥壓緊對輥切斷后用抖動(dòng)鏈將殘膜雜質(zhì)分離。 1.1設(shè)計(jì)原理 當(dāng)回收回來的殘膜經(jīng)輸送帶開始進(jìn)行分離時(shí)，會(huì)經(jīng)過橡膠輥進(jìn)行壓緊，由于橡膠輥下方有一彈簧平板，所以一般情況下其彈簧硬度可保證壓緊工作，遇到結(jié)塊殘膜雜質(zhì)團(tuán)時(shí)，平板下降可增大其壓緊間隙從而保證壓緊工作的完成，不至于殘膜雜質(zhì)塊狀太大卡在橡膠輥錢堆積起來。當(dāng)殘膜進(jìn)行壓緊以后會(huì)經(jīng)過對輥進(jìn)行切斷處理，由于殘膜中往往夾雜的棉桿，而棉桿往往纏繞殘膜的主要因素，所以當(dāng)對輥對殘膜進(jìn)行切斷過程中切斷的只是殘膜中的夾雜的棉桿，殘膜由于有良好的塑性并未被切斷。對輥是由一對帶有凸起的硬質(zhì)橡膠輥構(gòu)成，對輥上的凸起要小而硬，在切斷過程中技能起到切斷作用又不能纏繞殘膜雜質(zhì)。當(dāng)殘膜進(jìn)行切斷過程后掉入抖動(dòng)鏈上。抖動(dòng)鏈中部有一對抖動(dòng)輪，通過其上一對凸輪起到高頻震動(dòng)的作用，從而對殘膜雜質(zhì)進(jìn)行分離。 1.2設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu) 殘膜雜質(zhì)分離裝置的整體結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。工作時(shí)，電機(jī)通過減速箱減速后將動(dòng)力通過鏈條輸送至震動(dòng)鏈上的左齒輪上開始帶動(dòng)震動(dòng)鏈進(jìn)行傳動(dòng)工作。而后通過鏈條依次鏈接輸送帶齒輪，對輥上外齒輪帶動(dòng)其工作。對輥通過一對直齒連接從而保證其轉(zhuǎn)向正確。在橡膠輥的下面有一平板，其四個(gè)支撐柱上帶有四個(gè)硬質(zhì)彈簧，其作用式防止有大塊物體無法通過橡膠輥從而造成卡殼狀態(tài)，收縮性的平板可以適當(dāng)調(diào)節(jié)其壓緊的間距。 圖1殘膜雜質(zhì)分離裝置示意圖 1. 皮帶輪 2.輸送帶 3.左機(jī)架 4.橡膠輥 5.彈簧平板 6.對輥 7.抖動(dòng)鏈 8.右機(jī)架 9抖動(dòng)輪 10.變速箱 11.電機(jī) 2關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì) 2.1對輥的設(shè)計(jì) 本殘膜雜質(zhì)分離裝置安裝了一個(gè)壓碎裝置,即對輥現(xiàn)今回收回來的殘膜中往往夾雜的大量的棉枝棉桿，與殘膜纏繞在一起增大分離難度。可將其中棉桿棉枝夾斷過壓碎一小部分，從而剪短其長度，同時(shí)保證殘膜不被截?cái)?，保持完整性? 由于圓軸扭轉(zhuǎn)最大切應(yīng)力為 式中表示扭矩，表示抗扭截面系數(shù)。 將材料的扭轉(zhuǎn)極限應(yīng)力除以安全因數(shù)n，得扭轉(zhuǎn)許用切應(yīng)力為 因此，為保證對輥軸工作時(shí)不致因強(qiáng)度不夠而破壞，最大扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力不得超過扭轉(zhuǎn)許用切應(yīng)力，即要求 此即圓軸扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件。對于等截面圓軸，則要求 2.2抖動(dòng)輪的設(shè)計(jì) 本殘膜雜質(zhì)分離裝置抖動(dòng)鏈上安裝了一個(gè)抖動(dòng)裝置,即抖動(dòng)輪?，F(xiàn)在國內(nèi)外各種形式的殘膜回收機(jī)有很多種類,在輸送裝置上有皮帶輸送的,也有輸送鏈輸送的,但還沒有一種殘膜回收機(jī)在輸送裝置上安裝抖動(dòng)輪。抖動(dòng)輪散裝在輸送鏈靠近從動(dòng)輪的地方,隨著鏈條一起順時(shí)針旋轉(zhuǎn),給經(jīng)過輸送鏈的殘膜進(jìn)行分離。 2.3 抖動(dòng)鏈的工作分析 本裝置的抖動(dòng)鏈?zhǔn)怯扇舾蓚€(gè)空心桿夾在兩根皮帶上組合而成，因?yàn)闅埬るs質(zhì)重量一般空心桿足夠起到支撐抖動(dòng)效果。根據(jù)殘膜雜質(zhì)的種類不同，大體可分為棉桿，棉殼，土塊等，所以抖動(dòng)鏈間隙不易過小，太小無法起到分離作用，也不宜太大，過大則使過多的殘膜落入雜質(zhì)中一同分離出去，本裝置抖動(dòng)鏈間間隙為30mm。 抖動(dòng)鏈左邊皮帶輪通過鏈輪與動(dòng)力源相連從而起到輸送作用，抖動(dòng)輪與右邊的皮帶輪相連，通過轉(zhuǎn)動(dòng)是的抖動(dòng)鏈不斷上下抖動(dòng)，從而起到殘膜雜質(zhì)分離作用。 3總結(jié) 對輥、抖動(dòng)輪和抖動(dòng)鏈?zhǔn)菤埬るs質(zhì)分離裝置的關(guān)鍵部件，正是有了對輥的壓碎處理才使得抖動(dòng)鏈的抖動(dòng)分離工作得以進(jìn)行下去，抖動(dòng)輪的作用是增強(qiáng)了雜質(zhì)分離效果提高了殘膜分離效果。 參考文獻(xiàn) [1]張學(xué)軍,吳成武,王旭東,等.殘膜分離篩機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真與分析[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2007, 23(7): 113-116. [2]朱夢詩,劉從九.淺談我國廢舊農(nóng)膜回收利用現(xiàn)狀[J]. 長沙大學(xué)學(xué)報(bào), 2015, 29(2): 101-104. [3]侯書林,胡三媛,孔建銘,等.國內(nèi)殘膜回收機(jī)研究的現(xiàn)狀[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2002, 18(3): 186-190. [4]李明洋.分區(qū)式殘膜回收機(jī)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[D]. 塔里木大學(xué), 2015. [5]王偉偉,裴新民.國內(nèi)殘地膜回收設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2015, 43(23): 368-370. [6]王鵬.兵團(tuán)殘膜回收機(jī)械與政策機(jī)制現(xiàn)狀的分析研究[D]. 石河子大學(xué), 2013. [7]張學(xué)軍,吳成武,馬少輝.殘膜分離與輸送裝置的研究[D]. 吉林大學(xué)機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院, 2007. [8]何歡歡.振動(dòng)篩式土壤—?dú)埬し蛛x裝置的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)分析[D]. 塔里木大學(xué), 2015. [9]王曉明,張東興.抖動(dòng)鏈?zhǔn)綒埬せ厥諜C(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)與膜土分離機(jī)構(gòu)的研究[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械, 2004 (11): 114-115. 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由于殘膜污染耕地及環(huán)境，所以國外使用得較少實(shí)際使用的地膜厚度較厚，回收時(shí)地膜仍有較大強(qiáng)度。因而國外的地膜回收機(jī)結(jié)構(gòu)比較簡單，一般主要由起膜鏟和卷膜組成，殘膜成卷回收以便后期處理或繼續(xù)使用。 由于目前我國的地膜厚度很薄，地膜強(qiáng)度很低，因此國外的地膜回收機(jī)基本上都不適用于我國的地膜回收。而我國采用機(jī)械式清理與回收殘膜的方法主要有三種：一是在作物苗期、灌頭水前揭膜；二是在作物收獲后回收地表殘膜；三是耕地后、播種前清理地表及耕層內(nèi)的殘膜。自上世紀(jì) 80 年代初就開始研制工作，研究人員研制了各類殘膜回收機(jī)具 140 余種。主要有苗期揭膜機(jī)、秋后彈齒摟膜機(jī)。根據(jù)其主要工作裝置來分又可以分為彈齒式、伸縮扒指式、固定傾斜齒式、卷簾式、鏈耙式、橡膠輪刷式、鏟式、振動(dòng)篩式、氣力式等多種殘膜回收機(jī)具。 三、對課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析 1、 課題所涉及的任務(wù)要求 設(shè)計(jì)一種殘膜雜質(zhì)分析裝置，該裝置是對已回收回來殘膜中的雜質(zhì)進(jìn)行清理，主要雜質(zhì)是土、土塊、棉枝、棉殼、棉葉等。該機(jī)具為場地固定作業(yè)機(jī)械，主要包括動(dòng)力系統(tǒng)，傳動(dòng)系統(tǒng)，機(jī)架，分離裝置等，動(dòng)力來源可多選，電或動(dòng)力機(jī)械。 2、 實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析 （1）從確定課題到完成設(shè)計(jì)，有充足的時(shí)間作保證，可以查閱文獻(xiàn)、資料，咨詢指導(dǎo)老師。 （2）有研究本課題的期刊等相關(guān)資料，可以為本課題提供參考。 （3）由于已經(jīng)有相關(guān)的設(shè)計(jì)可以借鑒，為設(shè)計(jì)提供一些可行性思路。 四、本課題需要重點(diǎn)研究的關(guān)鍵的問題及解決的思路 1、本課題需要研究的關(guān)鍵問題 因回收回來的殘膜纏繞在一起，雜質(zhì)包含其中，所以設(shè)計(jì)時(shí)要考慮如何將殘膜抖松，讓雜質(zhì)能通過縫隙清理出來，還必需保證殘膜清理干凈；同時(shí)，殘膜很柔軟，易纏繞機(jī)具，要考慮機(jī)具連續(xù)作業(yè)，不能讓殘膜纏繞到任何一個(gè)工作部件上，這是也難點(diǎn)。 2、解決的思路 先將回收回來的殘膜通過抖動(dòng)使其打散，以便進(jìn)行殘膜與雜質(zhì)的分離。設(shè)計(jì)抖動(dòng)篩面與風(fēng)機(jī)，通過壓碎裝置壓碎棉桿后風(fēng)機(jī)輔助吹動(dòng)使得雜質(zhì)與殘膜分離。在分離殘膜過程中應(yīng)在密閉空間，防止殘膜雜質(zhì)纏繞機(jī)具，從而保證機(jī)具連續(xù)作業(yè)。 五、完成本課題需要的工作條件及解決的辦法 1.工作條件 （1）指導(dǎo)老師的指導(dǎo)和幫助，為課題研究提供關(guān)鍵思路和技術(shù)上的指導(dǎo)。 （2）圖書館和期刊網(wǎng)中的有關(guān)論文和書籍資料可以為本課題提供理論基礎(chǔ)與方法參考。 2.解決的辦法 （1）多跟指導(dǎo)老師交流，多聽老師的意見并提出本人自己的思路，相互結(jié)合有效完成本課題。 （2）多去圖書館查找資料，提高自身的理論水平和知識(shí)水平。 （3）多在網(wǎng)上搜索相關(guān)方面設(shè)計(jì)，通過比較設(shè)計(jì)相對合理的殘膜雜質(zhì)清理機(jī)。 六、工作方案及進(jìn)度 1、工作方案 （1）設(shè)計(jì)并繪制出殘膜雜質(zhì)清理機(jī)總體機(jī)架。 （2）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇方案及大小設(shè)計(jì)。 （3）殘膜雜質(zhì)清理機(jī)主要零部件的設(shè)計(jì)。 （4）繪制所有零部件并查閱相關(guān)說明，各零部件尺寸要嚙合達(dá)到合適效果。 （5）組裝裝配圖并生成三維立體模型，觀察效果并加以改進(jìn)。 2、擬定工作進(jìn)度（以周為單位）： 第 一 周：查找相關(guān)資料、熟悉課題內(nèi)容。 第 二 周：撰寫開題報(bào)告，并制定總體方案。 第三周至十周：設(shè)計(jì)殘膜雜質(zhì)清理機(jī)試驗(yàn)裝置的三維實(shí)體模型圖，并生成關(guān)鍵部件及裝配圖工程圖。 第 十一 周：對殘膜雜質(zhì)清理機(jī)進(jìn)行傳動(dòng)設(shè)計(jì)和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。 第 十二 周：撰寫畢業(yè)論文，修改圖紙中存在的問題。 第十三周：編寫答辯提綱，準(zhǔn)備答辯。 第十四周：答辯 七、參考文獻(xiàn) ［1］ 張學(xué)軍，吳成武，王旭東，馬少輝，王旭峰. 殘膜分離篩機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真與分析[J] 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2007,7 ［2］ 王曉明，張東興. 抖動(dòng)鏈?zhǔn)綒埬せ厥諜C(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)與膜土分離機(jī)構(gòu)的研究[D] 農(nóng)業(yè)機(jī)械，2004,11 ［3］ 王國美，盧博友. 曲柄滑塊式殘膜分離機(jī)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J] 西北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2000,6 ［4］ 張學(xué)軍. 殘膜分離與輸送裝置的研究[D] 吉林大學(xué)，2007.01 ［5］ 何歡歡 振動(dòng)篩式土壤—?dú)埬し蛛x裝置的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)分析[D] 塔里木大學(xué)，2015,06 ［6］ 李驊. 風(fēng)篩式清選裝置設(shè)計(jì)理論與方法研究[D] 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2011,11 ［7］ 馬少輝，張學(xué)軍.風(fēng)-篩式土壤殘膜分離裝置內(nèi)氣流場試驗(yàn)與分析[J] 農(nóng)機(jī)化研究，2014,07 ［8］ 陳霓，黃東明，陳德俊，等． 風(fēng)篩式清洗裝置非均布?xì)饬髑暹x原理與試驗(yàn)[J] 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2009，04 ［9］ 成芳，王俊． 風(fēng)篩式清選裝置篩上流場的試驗(yàn)研究[J] 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，1999,03 塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院 開題報(bào)告答辯 殘膜雜質(zhì)清理機(jī) 班級 農(nóng)機(jī)16 2學(xué)生 王槽輝學(xué)號 8031212207 指導(dǎo)老師 馬少輝 研究的目的和意義 1 研究目的地膜覆蓋種植技術(shù)在我國得到普遍推廣 對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)起到了積極的促進(jìn)作用 但是 目前廣泛使用的塑料地膜是一種非降解膜 用過的如果不能及時(shí)回收 日積月累會(huì)造成嚴(yán)重的 白色污染 并且殘膜會(huì)對生態(tài)環(huán)境 土壤結(jié)構(gòu)和作物生長發(fā)育及生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響 所以 研究農(nóng)田殘膜污染治理技術(shù)是當(dāng)今農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最為重要的課題之一 人工回收殘膜農(nóng)田殘膜現(xiàn)場 2 研究意義殘膜是聚乙烯材料加工而成 回收后可再利用 解決殘膜回收問題不僅是對生態(tài)環(huán)境 土壤結(jié)構(gòu)和作物生長發(fā)育及生態(tài)環(huán)境的改善 更是減少了不必要的資源浪費(fèi)行為 國內(nèi)外現(xiàn)狀及分析 現(xiàn)今殘膜雜質(zhì)分離裝置均在整地聯(lián)合作業(yè)機(jī)上直接對殘膜進(jìn)行收集 分離 輸送 所以均以地膜回收機(jī)的形式存在其中 由于殘膜污染耕地及環(huán)境 所以國外使用得較少實(shí)際使用的地膜厚度較厚 回收時(shí)地膜仍有較大強(qiáng)度 因而國外的地膜回收機(jī)結(jié)構(gòu)比較簡單 一般主要由起膜鏟和卷膜組成 殘膜成卷回收以便后期處理或繼續(xù)使用 由于目前我國的地膜厚度很薄 地膜強(qiáng)度很低 因此國外的地膜回收機(jī)基本上都不適用于我國的地膜回收 而我國采用機(jī)械式清理與回收殘膜的方法主要有三種 一是在作物苗期 灌頭水前揭膜 二是在作物收獲后回收地表殘膜 三是耕地后 播種前清理地表及耕層內(nèi)的殘膜 自上世紀(jì)80年代初就開始研制工作 研究人員研制了各類殘膜回收機(jī)具140余種 主要有苗期揭膜機(jī) 秋后彈齒摟膜機(jī) 根據(jù)其主要工作裝置來分又可以分為彈齒式 伸縮扒指式 固定傾斜齒式 卷簾式 鏈耙式 橡膠輪刷式 鏟式 振動(dòng)篩式 氣力式等多種殘膜回收機(jī)具 本課題需要重點(diǎn)研究的關(guān)鍵的問題及解決的思路 1 本課題需要研究的關(guān)鍵問題因回收回來的殘膜纏繞在一起 雜質(zhì)包含其中 所以設(shè)計(jì)時(shí)要考慮如何將殘膜抖松 讓雜質(zhì)能通過縫隙清理出來 還必需保證殘膜清理干凈 同時(shí) 殘膜很柔軟 易纏繞機(jī)具 要考慮機(jī)具連續(xù)作業(yè) 不能讓殘膜纏繞到任何一個(gè)工作部件上 這是也難點(diǎn) 2 解決的思路先將回收回來的殘膜通過抖動(dòng)使其打散 以便進(jìn)行殘膜與雜質(zhì)的分離 設(shè)計(jì)抖動(dòng)篩面與風(fēng)機(jī) 通過抖動(dòng)篩使得雜質(zhì)與殘膜分散并通過風(fēng)機(jī)使其分離 在分離殘膜過程中應(yīng)在密閉空間 防止因風(fēng)機(jī)吹動(dòng)纏繞機(jī)具 從而保證機(jī)具連續(xù)作業(yè) 設(shè)計(jì)產(chǎn)品的介紹 本產(chǎn)的的設(shè)計(jì)主要針對回收回來的殘膜 其中參雜過多的雜質(zhì)如 土 土塊 棉枝 棉殼 棉葉等致使殘膜無法進(jìn)行再次回收利用 產(chǎn)品的設(shè)計(jì)是殘膜雜質(zhì)分離裝置 通過電源帶動(dòng)風(fēng)機(jī) 抖動(dòng)板 振動(dòng)篩等進(jìn)行除雜工作 該產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)去除殘膜中的多種雜質(zhì) 設(shè)計(jì)產(chǎn)品的思路 如圖所示殘膜雜質(zhì)清理機(jī)主要由風(fēng)機(jī) 抖動(dòng)板 振動(dòng)篩 殘膜出口 雜質(zhì)出口等零部件組成 殘膜雜質(zhì)在抖動(dòng)板出進(jìn)行打散 以便分離工作 經(jīng)過振動(dòng)篩處 通過不斷地振動(dòng)與風(fēng)機(jī)提供的風(fēng)力 對其進(jìn)行分離工作 由于殘膜較輕使得其分布在振動(dòng)篩面的上層 而雜質(zhì)在振動(dòng)篩的底層 通過曬面往回傳送直至通過下方的雜質(zhì)出口分出 感謝大家予以批評指正 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯 殘膜雜質(zhì)分離裝置 學(xué)生姓名 王槽輝指導(dǎo)老師 馬少輝答辯時(shí)間 2016 05 一 課題的研究目的及意義二 課題研究的主要內(nèi)容三 關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)四 動(dòng)力裝置的選用 一 課題的研究目的及意義 1 研究目的地膜覆蓋種植技術(shù)被認(rèn)為是一種能使農(nóng)作物早熟 高產(chǎn) 高效 優(yōu)質(zhì)的先進(jìn)農(nóng)業(yè)技術(shù) 但是大量的殘膜污染會(huì)使土壤受到重度污染 嚴(yán)重影響作物的生長和發(fā)育并最終導(dǎo)致耕地荒廢 所以 研究農(nóng)田殘膜污染治理技術(shù)是當(dāng)今農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最為重要的課題之一 2 研究意義我國目前大部分地區(qū)使用的殘膜為聚乙烯 PE 和聚氯乙烯 PVC 回收后可再利用 解決殘膜回收問題不僅是對生態(tài)環(huán)境 土壤結(jié)構(gòu)和作物生長發(fā)育及生態(tài)環(huán)境的改善 更是減少了不必要的資源浪費(fèi)行為 二 課題研究的主要內(nèi)容 本設(shè)計(jì)是針對回收后殘膜進(jìn)行雜質(zhì)分離 清除其中夾雜的棉桿 棉枝 土塊等雜質(zhì) 是殘膜利用前的清理工作 本設(shè)計(jì)中的殘膜分離裝置是根據(jù)各種抖動(dòng)式殘膜回收機(jī)優(yōu)化組合基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出來的一種殘膜雜質(zhì)分離裝置 重點(diǎn)是對殘膜雜質(zhì)分離裝置中的分離裝置機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究 分離裝置由對輥 抖動(dòng)鏈 抖動(dòng)輪組成 本殘膜雜質(zhì)分離裝置的創(chuàng)新點(diǎn)是在分離裝置中增加了一對對輥 使殘膜中的長截棉桿通過對輥壓碎分成小節(jié) 增強(qiáng)了殘膜中的雜質(zhì)分離效果 殘膜雜質(zhì)分離裝置示意圖 1 皮帶輪2 輸送帶3 左機(jī)架4 橡膠輥5 彈簧平板6 對輥7 抖動(dòng)鏈8 右機(jī)架10 變速箱11 電機(jī) 當(dāng)回收回來的殘膜經(jīng)輸送帶開始進(jìn)行分離時(shí) 會(huì)經(jīng)過橡膠輥進(jìn)行壓緊 由于橡膠輥下方有一彈簧平板 所以一般情況下其彈簧硬度可保證壓緊工作 遇到結(jié)塊殘膜雜質(zhì)團(tuán)時(shí) 平板下降可增大其壓緊間隙從而保證壓緊工作的完成 不至于殘膜雜質(zhì)塊狀太大卡在橡膠輥錢堆積起來 當(dāng)殘膜進(jìn)行壓緊以后會(huì)經(jīng)過對輥進(jìn)行切斷處理 由于殘膜中往往夾雜的棉桿 而棉桿往往纏繞殘膜的主要因素 所以當(dāng)對輥對殘膜進(jìn)行切斷過程中切斷的只是殘膜中的夾雜的棉桿 工作原理 殘膜由于有良好的塑性并未被切斷 對輥是由一對帶有凸起的硬質(zhì)橡膠輥構(gòu)成 對輥上的凸起要小而硬 在切斷過程中技能起到切斷作用又不能纏繞殘膜雜質(zhì) 當(dāng)殘膜進(jìn)行切斷過程后掉入抖動(dòng)鏈上 抖動(dòng)鏈中部有一對抖動(dòng)輪 通過其上一對凸輪起到高頻震動(dòng)的作用 從而對殘膜雜質(zhì)進(jìn)行分離 對輥的設(shè)計(jì)本殘膜雜質(zhì)分離裝置設(shè)計(jì)了一種壓碎裝置 現(xiàn)今回收回來的殘膜中往往夾雜的大量的棉枝棉桿 與殘膜纏繞在一起增大分離難度 可將其中棉桿棉枝夾斷過壓碎一小部分 從而剪短其長度 同時(shí)保證殘膜不被截?cái)?保持完整性 三 關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì) 抖動(dòng)輪的設(shè)計(jì)本殘膜雜質(zhì)分離裝置抖動(dòng)鏈上安裝了一個(gè)抖動(dòng)裝置 即抖動(dòng)輪 抖動(dòng)輪散裝在輸送鏈靠近從動(dòng)輪的地方 隨著鏈條一起順時(shí)針旋轉(zhuǎn) 給經(jīng)過輸送鏈的殘膜進(jìn)行抖動(dòng)分離 抖動(dòng)鏈的工作分析本裝置的抖動(dòng)鏈?zhǔn)怯扇舾蓚€(gè)空心桿夾在兩根皮帶上組合而成 因?yàn)闅埬るs質(zhì)重量一般空心桿足夠起到支撐抖動(dòng)效果 根據(jù)殘膜雜質(zhì)的種類不同 大體可分為棉桿 棉殼 土塊等 所以抖動(dòng)鏈間隙不易過小 太小無法起到分離作用 也不宜太大 過大則使過多的殘膜落入雜質(zhì)中一同分離出去 本裝置抖動(dòng)鏈間間隙為30mm 由于本裝置設(shè)計(jì)條件有限 所以電機(jī)選擇功率根據(jù)切草機(jī)功率擬定 功率為7 5千瓦 其輸送帶的理論移動(dòng)速度為0 8m s 由此可初步選擇的電動(dòng)機(jī)型號為Y132s2 2 其滿載轉(zhuǎn)速為2900r min 額定轉(zhuǎn)矩2 3 重量70kg 四 動(dòng)力裝置的選用 總體效果圖 16 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 殘膜雜質(zhì)分離裝置的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 王槽輝 學(xué) 號 8031212207 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化 班 級 16-2 指導(dǎo)老師 馬少輝 日 期 2016.05 塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院制 前 言 從1978年中國應(yīng)用地膜覆蓋技術(shù)以來全國鋪膜面積超過800萬hm2其中超過180萬hm2， 中國已經(jīng)成為世界上最大的地膜覆蓋植棉國。大量的殘膜污染造成的減產(chǎn)損失將超過鋪膜種植所能夠帶來的增產(chǎn)效益，長期下去將使土壤受到重度污染，嚴(yán)重影響作物的生長和發(fā)育并最終導(dǎo)致耕地荒廢[1]。所以，研究農(nóng)田殘膜污染治理技術(shù)是當(dāng)今農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最為重要的課題之一。 本設(shè)計(jì)是針對回收后殘膜進(jìn)行雜質(zhì)分離，清除其中夾雜的棉桿、棉枝、土塊等雜質(zhì)，是殘膜利用前的清理工作。本設(shè)計(jì)中的殘膜分離裝置是根據(jù)各種抖動(dòng)式殘膜回收機(jī)優(yōu)化組合基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出來的一種殘膜雜質(zhì)分離裝置，所以下文中會(huì)對部分的殘膜回收機(jī)進(jìn)行分析。重點(diǎn)是對殘膜雜質(zhì)分離裝置中的分離裝置機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。分離裝置由對輥、抖動(dòng)鏈、抖動(dòng)輪組成。本殘膜雜質(zhì)分離裝置的創(chuàng)新點(diǎn)是在分離裝置中增加了一對對輥，使殘膜中的長截棉桿通過對輥壓碎分成小節(jié)，增強(qiáng)了殘膜中的雜質(zhì)分離效果。由于本殘膜雜質(zhì)分離裝置還是不夠成熟，所以本文裝置無法達(dá)到回收殘膜完全的雜質(zhì)分離，分離雜質(zhì)的程度初擬可以達(dá)到80%左右。 關(guān)鍵詞：殘膜；雜質(zhì)；分離裝置；設(shè)計(jì) 目 錄 1緒論 1 1.1課題研究的意義 1 1.2國內(nèi)外殘膜回收的發(fā)展?fàn)顩r 1 1.3國內(nèi)外殘膜回收存在的問題 2 1.4研究的內(nèi)容和方法 3 1.5預(yù)期目標(biāo) 3 1.6重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題及解決思路 3 1.7工作條件及解決方法 3 2殘膜雜質(zhì)分離裝置的總體設(shè)計(jì) 4 2.1殘膜雜質(zhì)分離裝置方案的選擇 4 2.2殘膜雜質(zhì)分離裝置的結(jié)構(gòu) 4 2.3殘膜雜質(zhì)分離裝置的原理 5 3殘膜雜質(zhì)分離裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5 3.1輸送壓緊裝置 5 3.2機(jī)架的設(shè)計(jì)說明 5 4分離裝置的設(shè)計(jì) 6 4.1 對輥的設(shè)計(jì) 6 4.2抖動(dòng)輪的設(shè)計(jì) 7 4.3抖動(dòng)鏈的工作分析 9 5動(dòng)力裝置的選用 9 5.1電機(jī)的類型 9 5.2變速箱的分配傳動(dòng)比 10 總 結(jié) 12 致 謝 13 參考文獻(xiàn) 14 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1緒論 1.1課題研究的意義 地膜覆蓋種植技術(shù)改善和優(yōu)化了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種植條件，克服了一些不良條件和不良環(huán)境對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種植的影響，所以，地膜覆蓋種植技術(shù)被認(rèn)為是一種能使農(nóng)作物早熟、高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)的先進(jìn)農(nóng)業(yè)技術(shù)。地膜覆蓋種植技術(shù)在我國得到普遍推廣，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)起到了積極的促進(jìn)作用。從1978年我國應(yīng)用地膜覆蓋技術(shù)以來，由于該項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)措施對農(nóng)作物栽培全生育期有早播、增溫、保墑(水)、抑制雜草生長、早熟、提高產(chǎn)品質(zhì)量和增產(chǎn)增收等顯著特點(diǎn)，目前我國已推廣應(yīng)用到 29 個(gè)省、市、自治區(qū)，農(nóng)作物有糧、棉、油、糖、瓜菜類等40余種。全國鋪膜種植面積超過800萬公頃，超過180萬公頃，我國地膜覆蓋種植面積位居世界上第一。伴隨著我國農(nóng)膜需求和生產(chǎn)的逐漸增加，廢舊農(nóng)膜的數(shù)量也與日俱增，然而它的回收率卻很低，還不到15%廢舊農(nóng)膜由于太薄，容易被風(fēng)吹得四處飄蕩，農(nóng)民用手拾撿難度較大[2]。 農(nóng)用塑料薄膜主要有用于溫室塑料大棚的聚氯乙烯(PVC)和用于地膜的聚乙烯(PE)等,都是聚乙烯烴類化合物,自然條件下極難降解,在土壤中可存在200～400年[3]。殘膜阻礙了土壤水分下滲的連續(xù)性，被殘膜擋住了的重力水很難在自身的重力下向下滲入。同時(shí)，殘膜碎片還影響了土壤對外界水分、養(yǎng)分的吸收。阻礙了土壤與外界的空氣交換，使土壤中的微生物難以存活，破壞了土壤中的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，最終使土壤板結(jié)。殘膜污染嚴(yán)重的地方會(huì)造成土地的鹽堿化，使農(nóng)作物難以生長[4]。地膜殘留量的80%-90%都?xì)埩粼谔锏氐谋砻嬷?5厘米深的土層內(nèi)。這些殘留的地膜給農(nóng)業(yè)機(jī)具工作時(shí)帶來了非常大的困擾。春天播種的時(shí)候，因?yàn)榇罅康臍埬?huì)堵塞播種機(jī)或點(diǎn)播機(jī)。這就造成田間有的地方缺苗，有的地方少苗，更嚴(yán)重的地方會(huì)出現(xiàn)整條壟沒苗的現(xiàn)象。中期對田地施肥時(shí)，農(nóng)機(jī)具也會(huì)遇到同樣的困擾，在殘膜的堵塞下，造成了施肥機(jī)具施肥不均勻。使得部分田壟因?yàn)榉柿Σ粔蜣r(nóng)作物生長的十分緩慢，嚴(yán)重影響的農(nóng)作物的產(chǎn)量。秋天農(nóng)機(jī)具耕地、耙地的時(shí)候，殘膜經(jīng)常會(huì)纏繞在農(nóng)機(jī)具上。因?yàn)闅埬け旧砭哂幸欢ǖ膹埩晚g性，使的在耕地和耙地的過程中不得不停車對纏在機(jī)具上的殘膜進(jìn)行清理。影響了農(nóng)業(yè)機(jī)具工作的效率和連續(xù)性。 所以，研究農(nóng)田殘膜污染治理技術(shù)是當(dāng)今農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最為重要的課題之一。解決殘膜回收問題不僅是對生態(tài)環(huán)境、土壤結(jié)構(gòu)和作物生長發(fā)育及生態(tài)環(huán)境的改善，更是減少了不必要的資源浪費(fèi)行為。本文通過殘膜雜質(zhì)分離裝置對回收的殘膜進(jìn)一步的雜質(zhì)分離，是對殘膜利用前的清理，從而為殘膜的回收利用提供方便。 1.2國內(nèi)外殘膜回收的發(fā)展?fàn)顩r 由于本文通過殘膜雜質(zhì)分離裝置對回收的殘膜進(jìn)一步的雜質(zhì)分離，是對殘膜利用前的清理，從而為殘膜的回收利用提供方便，而在此之前殘膜回收均以殘膜回收機(jī)的形式存在，并未進(jìn)行詳盡劃分，所以本文僅對國內(nèi)外的殘膜回收機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行描述。 1.2.1國外殘膜回收機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 由于國外多采用0.02 ～0.08 mm 厚的地膜，具有強(qiáng)度高、韌性好、周期長等特點(diǎn)，回收機(jī)具主要以卷膜輥機(jī)構(gòu)為主，工作時(shí)由松土部件將地膜上覆土疏松并挑起，再由卷膜輥來卷收殘膜，技術(shù)上的關(guān)鍵是卷膜輥的線速度與機(jī)具作業(yè)前進(jìn)的速度匹配[5]。以色列覆膜種植技術(shù)主要用于農(nóng)作物出苗期的保溫、保墑，作物出苗后利用卷膜機(jī)械回收殘膜，農(nóng)用薄膜在田間時(shí)間短，保證收卷時(shí)有足夠的強(qiáng)度不會(huì)破碎，利于收膜；前蘇聯(lián)、英國等國家多采用后置（懸掛）式收膜機(jī)械進(jìn)行殘留地膜回收，工作原理是松土鏟將覆膜土除去或耕松，農(nóng)用地膜將被卷到羊皮網(wǎng)或金屬網(wǎng)上，待清洗干凈后卷好備用；日本使用的農(nóng)用地膜較厚、抗拉強(qiáng)度高，回收處理相對容易，此外，日本覆蓋地膜的土壤主要是火山灰土，土壤疏松，阻力小易揭膜[6]。美國主要采用卷膜式的殘膜回收機(jī)械，利用卷膜滾將地膜從地表卷起。歐洲國家主要采用高強(qiáng)度，耐老化的地膜。另一方面他們積極研制可降解免收地膜。 1.2.2國內(nèi)殘膜回收機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 由于目前我國的地膜厚度很薄，地膜強(qiáng)度很低，因此國外的地膜回收機(jī)基本上都不適用于我國的地膜回收。而我國采用機(jī)械式清理與回收殘膜的方法主要有三種：一是在作物苗期、灌頭水前揭膜大概有CSM-130B型齒鏈?zhǔn)綉覓焓漳C(jī)，MSM-3型苗期殘膜回收機(jī)，卷膜式棉花苗期殘膜回收機(jī)，棉花苗期地膜回收機(jī)；二是在作物收獲后回收地表殘膜，這一類型機(jī)具從工作形式上可分為兩個(gè)大的種類：一種是膜稈分離處理的機(jī)型，一種是膜稈不進(jìn)行處理的機(jī)型；三是耕地后、播種前清理地表及耕層內(nèi)的殘膜，此時(shí)的殘膜由于在地里時(shí)間較長，由于風(fēng)沙等原因作用下使大部分殘膜成為了小碎片，加上播前整地時(shí)間緊，所以此階段殘膜回收作業(yè)難度較大。主要有以下幾種機(jī)型：CMJ-5型春秋兩用密排彈齒式殘膜回收機(jī)，IMS-450型彈齒摟膜機(jī)，夾持式殘膜回收機(jī)，4MQ-1.5型吸氣式殘膜回收機(jī)。自上世紀(jì) 80 年代初就開始研制工作，研究人員研制了各類殘膜回收機(jī)具 140 余種。主要有苗期揭膜機(jī)、秋后彈齒摟膜機(jī)。根據(jù)其主要工作裝置來分又可以分為彈齒式、伸縮扒指式、固定傾斜齒式、卷簾式、鏈耙式、橡膠輪刷式、鏟式、振動(dòng)篩式、氣力式等多種殘膜回收機(jī)具[7]。 1.3國內(nèi)外殘膜回收存在的問題 綜上所述，農(nóng)田殘膜污染的治理是世界各國都面臨的一個(gè)問題。經(jīng)過多年的努力研究，雖然國內(nèi)已研制出多種機(jī)型，但是大多數(shù)殘膜回收機(jī)械仍處于研究階段，還不能滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要。目前從整體上來看，主要存在以下幾個(gè)問題： （1）我國采用農(nóng)用地膜很薄，抗拉強(qiáng)度低(平均 6.95MPa)，而且與土壤、秸稈、殘茬緊密粘連纏繞，使用機(jī)械回收技術(shù)難度很大。 （2）殘膜纏繞、卡堵工作部件現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致殘膜回收機(jī)械工作可靠性差、殘膜回收率低、工作效率低。 （3）主要工作部件的性能難以提高，其關(guān)鍵裝置殘膜收集裝置、殘膜輸送裝置、殘膜與土壤分離裝置還需要進(jìn)行更加深入的研究。 （4） 農(nóng)田殘膜污染治理裝備的理論研究較為薄弱，該方面的機(jī)械設(shè)計(jì)方法與手段相對落后，并且受到作業(yè)季節(jié)和試驗(yàn)條件限制，所以其關(guān)鍵技術(shù)始終未取得突破性的進(jìn)展。 1.4研究的內(nèi)容和方法 根據(jù)我國的殘膜回收的發(fā)展現(xiàn)狀以及未來對殘膜回收的發(fā)展要求，設(shè)計(jì)一種殘膜雜質(zhì)分離裝置。殘膜雜質(zhì)分離裝置只要由動(dòng)力輸入裝置、輸送裝置、壓緊裝置、傳動(dòng)裝置、切斷裝置、震動(dòng)裝置、雜質(zhì)去除裝置、出料裝置組成。其中動(dòng)力輸入裝置需要人工輔助，在喂入殘膜是需要提前將其打散抖松，不然無法達(dá)到壓緊功能與切斷功能。 先確定殘膜分離裝置的分離方式，根據(jù)已有的殘膜雜質(zhì)分離裝置原理及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新型的殘膜雜質(zhì)分離裝置，使其滿足殘膜回收的要求，也就是殘膜雜質(zhì)分離裝置要能工作穩(wěn)定，保證其分離率，使其效果好達(dá)到預(yù)定要求。 1.5預(yù)期目標(biāo) （1）殘膜雜質(zhì)分離裝置結(jié)構(gòu)簡單，通用性好，便于安裝和使用。 （2）殘膜雜質(zhì)分離率較好，能夠達(dá)到預(yù)期要求。 （3）可在室內(nèi)室外工作，工作環(huán)境要求不高。 （4）制造價(jià)格便宜，容易普及，能夠滿足企需要。 1.6重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題及解決思路 1.6.1課題研究關(guān)鍵問題 因回收回來的殘膜纏繞在一起，雜質(zhì)包含其中，所以設(shè)計(jì)時(shí)要考慮如何將殘膜抖松，讓雜質(zhì)能通過縫隙清理出來，還必需保證殘膜清理干凈；同時(shí)，殘膜很柔軟，易纏繞機(jī)具，要考慮機(jī)具連續(xù)作業(yè)，不能讓殘膜纏繞到任何一個(gè)工作部件上，這是也難點(diǎn)。 1.6.2關(guān)鍵問題解決思路 先將回收回來的殘膜通過抖動(dòng)使其打散，以便進(jìn)行殘膜與雜質(zhì)的分離。設(shè)計(jì)橡膠輥，對輥，抖動(dòng)鏈，通過橡膠輥壓緊對輥切斷后用抖動(dòng)鏈將殘膜雜質(zhì)分離。 1.7工作條件及解決方法 工作條件 （1）指導(dǎo)老師的指導(dǎo)和幫助，為課題研究提供關(guān)鍵思路和技術(shù)上的指導(dǎo)。 （2）圖書館和期刊網(wǎng)中的有關(guān)論文和書籍資料可以為本課題提供理論基礎(chǔ)與方法參考。 解決的辦法 （1）多跟指導(dǎo)老師交流，多聽老師的意見并提出本人自己的思路，相互結(jié)合有效完成本課題。 （2）多去圖書館查找資料，提高自身的理論水平和知識(shí)水平。 （3）多在網(wǎng)上搜索相關(guān)方面設(shè)計(jì)，通過比較設(shè)計(jì)相對合理的殘膜雜質(zhì)清理機(jī)。 2殘膜雜質(zhì)分離裝置的總體設(shè)計(jì) 2.1殘膜雜質(zhì)分離裝置方案的選擇 2.1.1殘膜回收裝置的幾種典型方法 我國采用的殘膜回收裝置主要有三種：一是振動(dòng)篩式土壤殘膜分離機(jī)構(gòu)[8]。分離篩由連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)，拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸輸出動(dòng)力，經(jīng)減速器傳動(dòng)帶動(dòng)飛輪傳動(dòng)；二是抖動(dòng)鏈?zhǔn)綒埬せ厥諜C(jī)。由傳動(dòng)系統(tǒng)、輸膜系統(tǒng)、抖動(dòng)篩組成[9]；三是風(fēng)篩式殘膜回收機(jī)。由減速器、飛輪曲柄連桿、振動(dòng)篩組、風(fēng)機(jī)等組成[10]。 2.1.2殘膜雜質(zhì)回收裝置方案的選擇 為了實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能提出兩個(gè)方案可供選用： 方案一：用風(fēng)篩式殘膜雜質(zhì)分離裝置完成雜質(zhì)分離，其結(jié)構(gòu)簡單，便于設(shè)計(jì)，但需要雙重動(dòng)力輸出裝置。 方案二：采用抖動(dòng)鏈?zhǔn)綒埬るs質(zhì)分離裝置，其結(jié)構(gòu)相對簡單，便于殘膜雜質(zhì)分離。其動(dòng)力輸出僅用一個(gè)三向異步電機(jī)。 經(jīng)過方案的比較及選擇，在設(shè)計(jì)要求內(nèi)方案二能夠滿足設(shè)計(jì)的要求條件，方案二比方案一性價(jià)比高。所以選用方案二的抖動(dòng)鏈?zhǔn)綒埬るs質(zhì)分離裝置。 2.2殘膜雜質(zhì)分離裝置的結(jié)構(gòu) 抖動(dòng)鏈?zhǔn)綒埬るs質(zhì)分離裝置的結(jié)構(gòu)主要由動(dòng)力輸入裝置、輸送裝置、壓緊裝置、傳動(dòng)裝置、切斷裝置、抖動(dòng)裝置、雜質(zhì)去除裝置、出料裝置組成。殘膜雜質(zhì)分離裝置的整體結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。工作時(shí)，電機(jī)通過減速箱減速后將動(dòng)力通過鏈條輸送至震動(dòng)鏈上的左齒輪上開始帶動(dòng)震動(dòng)鏈進(jìn)行傳動(dòng)工作。而后通過鏈條依次鏈接輸送帶齒輪，對輥上外齒輪帶動(dòng)其工作。對輥通過一對直齒連接從而保證其轉(zhuǎn)向正確。在橡膠輥的下面有一平板，其四個(gè)支撐柱上帶有四個(gè)硬質(zhì)彈簧，其作用式防止有大塊物體無法通過橡膠輥從而造成卡殼狀態(tài)，收縮性的平板可以適當(dāng)調(diào)節(jié)其壓緊的間距。 1.皮帶輪 2.輸送帶 3.左機(jī)架 4.橡膠輥 5.彈簧平板 6.對輥 7.抖動(dòng)鏈 8.右機(jī)架 10.變速箱 11.電機(jī) 圖2-1 殘膜雜質(zhì)分離裝置示意圖 2.3殘膜雜質(zhì)分離裝置的原理 當(dāng)回收回來的殘膜經(jīng)輸送帶開始進(jìn)行分離時(shí)，會(huì)經(jīng)過橡膠輥進(jìn)行壓緊，由于橡膠輥下方有一彈簧平板，所以一般情況下其彈簧硬度可保證壓緊工作，遇到結(jié)塊殘膜雜質(zhì)團(tuán)時(shí)，平板下降可增大其壓緊間隙從而保證壓緊工作的完成，不至于殘膜雜質(zhì)塊狀太大卡在橡膠輥錢堆積起來。當(dāng)殘膜進(jìn)行壓緊以后會(huì)經(jīng)過對輥進(jìn)行切斷處理，由于殘膜中往往夾雜的棉桿，而棉桿往往纏繞殘膜的主要因素，所以當(dāng)對輥對殘膜進(jìn)行切斷過程中切斷的只是殘膜中的夾雜的棉桿，殘膜由于有良好的塑性并未被切斷。對輥是由一對帶有凸起的硬質(zhì)橡膠輥構(gòu)成，對輥上的凸起要小而硬，在切斷過程中技能起到切斷作用又不能纏繞殘膜雜質(zhì)。當(dāng)殘膜進(jìn)行切斷過程后掉入抖動(dòng)鏈上。抖動(dòng)鏈中部有一對抖動(dòng)輪，通過其上一對凸輪起到高頻震動(dòng)的作用，從而對殘膜雜質(zhì)進(jìn)行分離。 3殘膜雜質(zhì)分離裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1輸送壓緊裝置 輸送裝置設(shè)計(jì)主要考慮由于是小型殘膜雜質(zhì)分離裝置，所以其輸送帶沒有太寬，且為皮帶傳動(dòng)，考慮到要在輸送帶的過程中對殘膜雜質(zhì)進(jìn)行壓緊，上表面不能太過光滑，不然在壓緊過程中會(huì)打滑無法進(jìn)行壓緊作用而導(dǎo)致堵塞壓緊通道。由于需要人工輔助喂入殘膜雜質(zhì)，所以理論輸送帶速度在0.8m/s為宜，不應(yīng)過慢。壓緊裝置由橡膠輥和下平板組成如圖3-1所示，下平板有四個(gè)彈簧支柱，橡膠輥與輸送帶的平面留有間隙10mm。彈簧長度為70mm，最大壓縮量為25mm。 圖3-1 壓緊裝置 3.2機(jī)架的設(shè)計(jì)說明 機(jī)架的作用是支撐壓緊裝置、對輥、傳動(dòng)裝置和抖動(dòng)裝置的，為電機(jī)向傳動(dòng)系統(tǒng)鏈接的齒輪提供支架，從而保證整個(gè)殘膜雜質(zhì)分離裝置的運(yùn)行，也是為殘膜雜質(zhì)分離的工作提供基礎(chǔ)。機(jī)架由左機(jī)架與右機(jī)架組成，左機(jī)架上安裝有輸送鏈，橡膠輥，電機(jī)，減速箱；右機(jī)架上安裝有震動(dòng)鏈，對輥。機(jī)架由角鐵焊接而成。 4分離裝置的設(shè)計(jì) 4.1 對輥的設(shè)計(jì) 4.1.1對輥方案的選擇 本殘膜雜質(zhì)分離裝置安裝了一個(gè)壓碎裝置,即對輥如圖4.1?，F(xiàn)今回收回來的殘膜中往往夾雜的大量的棉枝棉桿，與殘膜纏繞在一起增大分離難度。可將其中棉桿棉枝夾斷過壓碎一小部分，從而剪短其長度，同時(shí)保證殘膜不被截?cái)?，保持完整性? 4.1 對輥 為了方便抖動(dòng)分離工作提供兩種方案： 方案一：使用切刀模式。用閘刀形式將殘膜切斷成4-5cm的小節(jié)從而剪短棉桿長度，減輕分離難度，缺點(diǎn)是閘刀力度不好控制，太小無法造成切斷效果，太大則容易將殘膜一起切斷。 方案二：使用對輥模式。用對輥形式將殘膜部分?jǐn)D壓，間距為4-5cm，對輥中間留有1mm間隙，好處是容易實(shí)現(xiàn)，缺點(diǎn)是需要選好材料，防止扭轉(zhuǎn)破壞。 根據(jù)預(yù)期目標(biāo)要求，經(jīng)過方案對比，本裝置選用方案二。 4.1.2對輥的扭力偶距 由動(dòng)力學(xué)可知，力偶在單位時(shí)間內(nèi)所做之功P，等于該力偶之距M與相應(yīng)角速度的乘積，即 （4-1） 功率P的常用單位為kW（千瓦），力偶距M與轉(zhuǎn)速n的常用但聞為與r/min，此外又由于 于是由式4-1得 由此得 由于條件有限無法測得具體數(shù)值，只能等有條件下測得數(shù)值從而計(jì)算出對輥上軸的扭力偶距。 4.1.3對輥軸的強(qiáng)度條件 由于圓軸扭轉(zhuǎn)最大切應(yīng)力為 式中表示扭矩，表示抗扭截面系數(shù)。 將材料的扭轉(zhuǎn)極限應(yīng)力除以安全因數(shù)n，得扭轉(zhuǎn)許用切應(yīng)力為 因此，為保證對輥軸工作時(shí)不致因強(qiáng)度不夠而破壞，最大扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力不得超過扭轉(zhuǎn)許用切應(yīng)力，即要求 此即圓軸扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件。對于等截面圓軸，則要求 4.2抖動(dòng)輪的設(shè)計(jì) 本殘膜雜質(zhì)分離裝置抖動(dòng)鏈上安裝了一個(gè)抖動(dòng)裝置,即抖動(dòng)輪?，F(xiàn)在國內(nèi)外各種形式的殘膜回收機(jī)有很多種類,在輸送裝置上有皮帶輸送的,也有輸送鏈輸送的,但還沒有一種殘膜回收機(jī)在輸送裝置上安裝抖動(dòng)輪。抖動(dòng)輪散裝在輸送鏈靠近從動(dòng)輪的地方,隨著鏈條一起順時(shí)針旋轉(zhuǎn),給經(jīng)過輸送鏈的殘膜進(jìn)行分離。 材料的選擇 如果采用鑄鋼或者鑄鐵的話,價(jià)格有些高。因此抖動(dòng)輪選用了強(qiáng)度和硬度都比較高的橡膠制成。橡膠又分為天然橡膠和合成橡膠之分。 方案一：天然橡膠 優(yōu)點(diǎn)：彈性極大,有非常好的機(jī)械強(qiáng)度,抗折、耐磨、耐撓曲,有較好的耐透氣性,可塑性和一藝加睦能好。 缺點(diǎn)：不耐老化,耐熱性和熱穩(wěn)定性差,耐堿但不耐強(qiáng)酸。耐油、耐溶性能差。用途綜合性能好,廣泛應(yīng)用于輪胎、膠帶、膠管、膠鞋及其他橡膠制品。 方案二：合成橡膠 丁苯橡膠優(yōu)點(diǎn)耐熱、耐油、耐磨、耐老化性能優(yōu)于大然橡膠。缺點(diǎn)是械性能、耐寒性、可塑性和工藝加性能較天然橡膠差。主要用于制造輪胎、膠板、膠鞋等。睛橡膠優(yōu)點(diǎn)有優(yōu)異的耐油性,耐熱性優(yōu)于天然橡膠和苯橡膠。泛應(yīng)用于各種耐油橡膠制品。 丁基橡膠優(yōu)點(diǎn)氣密性極好,耐熱性好,耐老化性好,減震性好,耐酸、堿和耐極性溶劑強(qiáng)。缺點(diǎn)是硫化速度慢,下藝性能差。主要用于制造輪胎內(nèi)胎、水胎、耐熱、耐水、耐老化墊片,化仁容器襯里、減震制品、膠管、運(yùn)輸帶等。 氯丁橡膠優(yōu)點(diǎn)耐老化性極好,耐熱性、耐燃性好,耐油性僅次于`睛橡膠而由于其他通用橡膠,耐酸堿性能好。缺點(diǎn)耐寒性差,貯存穩(wěn)定性差,加一不易控制。用于制造各種耐油、耐老化、鬧熱耐燃、耐化學(xué)腐蝕等橡膠制品,用途極為廣泛。根據(jù)以上分析,輸送鏈抖動(dòng)輪選用天然橡膠制成的普通橡膠板,根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊,選用代號為通橡膠板,其特性是中等硬度,較好耐磨性和彈性。選擇這一型號橡膠板的原因如下： （1）因?yàn)槎秳?dòng)輪要與抖動(dòng)鏈皮帶頻繁接觸,其耐磨性一定要好,以保證有較長的使用壽命。 （2）抖動(dòng)輪的最大作用就是在殘膜的分離過程中進(jìn)行抖動(dòng)分離,因此其彈性一定要好,否則分離效果不會(huì)好。 圖4.1 抖動(dòng)輪 抖動(dòng)輪尺寸的確定 抖動(dòng)輪的示意圖4.1如一示。抖動(dòng)輪如果只有一個(gè)凸輪結(jié)構(gòu)則沒轉(zhuǎn)一圈都與抖動(dòng)皮帶接觸一次及抖動(dòng)鏈抖動(dòng)一次,則有些過于緩慢,如果每轉(zhuǎn)一圈抖動(dòng)鏈抖動(dòng)兩次,則抖動(dòng)鏈抖動(dòng)頻率明顯提高一倍從而增大了抖動(dòng)效果。 抖動(dòng)輪的設(shè)計(jì)思路如下： 由于抖動(dòng)鏈要抖動(dòng)分離殘膜雜質(zhì)，則抖動(dòng)輪外形可為凸輪結(jié)構(gòu)，而抖動(dòng)鏈為皮帶傳送所以凸輪凸起部分不能太大，以至于抖動(dòng)輪轉(zhuǎn)至低點(diǎn)不與抖動(dòng)鏈接觸時(shí)皮帶過松造成打滑現(xiàn)象。 4.3抖動(dòng)鏈的工作分析 本裝置的抖動(dòng)鏈?zhǔn)怯扇舾蓚€(gè)空心桿夾在兩根皮帶上組合而成，因?yàn)闅埬るs質(zhì)重量一般空心桿足夠起到支撐抖動(dòng)效果。根據(jù)殘膜雜質(zhì)的種類不同，大體可分為棉桿，棉殼，土塊等，所以抖動(dòng)鏈間隙不易過小，太小無法起到分離作用，也不宜太大，過大則使過多的殘膜落入雜質(zhì)中一同分離出去，本裝置抖動(dòng)鏈間間隙為30mm。 圖4.2 抖動(dòng)鏈 如圖4-2所示，抖動(dòng)鏈左邊皮帶輪通過鏈輪與動(dòng)力源相連從而起到輸送作用，抖動(dòng)輪與右邊的皮帶輪相連，通過轉(zhuǎn)動(dòng)是的抖動(dòng)鏈不斷上下抖動(dòng)，從而起到殘膜雜質(zhì)分離作用。 5動(dòng)力裝置的選用 5.1電機(jī)的類型 由于輸送帶的理論移動(dòng)速度為0.8m/s，皮帶輪上為16A15齒型齒輪，齒輪節(jié)徑為122.17mm，則齒輪轉(zhuǎn)速n1為 （5-1) 式中 v—齒輪線速度 D—齒輪節(jié)徑 由公式5-1可得出16A15齒型齒輪的轉(zhuǎn)速n1為125.24r/分，由于橡膠輥、對輥上的齒輪均為16A15齒輪所以其線速度一樣，齒輪轉(zhuǎn)速一樣。 由于需要抖動(dòng)鏈的速度略微大于輸送帶移動(dòng)速度，所以右機(jī)架上的左右皮帶輪上所連齒輪均為16A17齒型齒輪，其齒輪節(jié)徑為138.23mm，則16A17齒型齒輪轉(zhuǎn)速n2為 （5-2） 由公式5-2可得出16A17齒型齒輪的轉(zhuǎn)速為110.50r/分，由于減速器上所用亦為16A15齒型齒輪所以其轉(zhuǎn)速為125.24r/分，按《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》P2表1，二級圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比，所以本裝置選用二級圓柱齒輪減速器如圖5-1 1. 聯(lián)軸器 2.電動(dòng)機(jī) 3.減速器 4.齒輪 5.鏈條 圖5-1 二級圓柱齒輪減速器示意圖 故電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的可選范圍為： Nd=i×n=（8-40）×125.24r/min=1001.92r/min-5009.6r/min,由于切草機(jī)一般功率為7.5千瓦，且本裝置要求震動(dòng)小，通用性好，故本裝置根據(jù)其特點(diǎn)綜合考慮后擬定選擇符合這一范圍的Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。同步轉(zhuǎn)速為：查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊》第173頁表12-1可知1500r/min和3000r/min其主要的性能如下表： 表5-1 電機(jī)的選擇 方 案 電 動(dòng) 機(jī) 型 號 電 動(dòng) 機(jī) 型 號 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速 電動(dòng)機(jī)重量 1 Y132M-4 7.5 1500 1440 81 2 Y132S2-2 7.5 3000 2900 70 綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格、減速器的傳動(dòng)比，在《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊》Ｐ173選取電動(dòng)機(jī)的型號Y132S2-2。 5.2變速箱的分配傳動(dòng)比 由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速和工作機(jī)的主軸的轉(zhuǎn)速n，可得傳動(dòng)裝置的總的傳動(dòng)比是： 則； 所以 校核實(shí)際傳動(dòng)比: =4.22×5.49=23.16 總 結(jié) 此次設(shè)計(jì)的任務(wù)是完成殘膜雜質(zhì)分離裝置的設(shè)計(jì)。這是我們在大學(xué)期間所進(jìn)行的一次非常全面的設(shè)計(jì)，為自己在大學(xué)四年所學(xué)習(xí)知識(shí)的全面總結(jié)和鞏固，使我們初步了解和掌握做設(shè)計(jì)的基本步驟、基本方法，通過本環(huán)節(jié)把我們在大學(xué)期間所學(xué)課程中所獲得的理論知識(shí)在設(shè)計(jì)實(shí)踐中加以綜合運(yùn)用，把大學(xué)四年來所學(xué)的知識(shí)貫穿起來，使理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)踐密切的結(jié)合起來，為我將來的實(shí)際工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 這是一個(gè)非常全面而系統(tǒng)的設(shè)計(jì)題目，非常鍛煉人。從方案的論證到最終的設(shè)計(jì)，涉及的領(lǐng)域包括：機(jī)械制圖，機(jī)械原理，工程材料，機(jī)械設(shè)計(jì)等等。通過設(shè)計(jì)實(shí)踐，提高我計(jì)算、制圖能力；使我們能熟練地應(yīng)用有關(guān)參考資料、計(jì)算圖表、手冊、圖集、規(guī)范，熟悉有關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)械方面知識(shí)得到系統(tǒng)的鞏固和提升。在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的同時(shí)，我還學(xué)到了許多新的知識(shí)，如solidworks，CAD2007的使用和WORD、POWERPOINT等軟件的應(yīng)用。 我深刻的認(rèn)識(shí)到，要想成為一名合格的工程設(shè)計(jì)人員只是掌握本專業(yè)的知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，應(yīng)該具有更加淵博的知識(shí)，如應(yīng)該對計(jì)算機(jī)應(yīng)用，農(nóng)產(chǎn)品的特性，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀等各個(gè)方面能力進(jìn)行加強(qiáng)。 在設(shè)計(jì)過程中也曾遇到很多的問題，但通過查閱相關(guān)的書籍、手冊以及老師的精心指導(dǎo)，都得到了解決，設(shè)計(jì)過程基本順利完成。 致 謝 畢業(yè)在即，四年的大學(xué)生活已接近尾聲，經(jīng)過三個(gè)多月的努力，在馬少輝老師的悉心指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)任務(wù)基本完成了。在撰寫論文期間，我要衷心的感謝我的指導(dǎo)老師馬少輝，從設(shè)計(jì)的選題、實(shí)施到撰寫、修改和定稿，馬少輝均傾注了大量的心血。導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)、熱忱鼓勵(lì)不僅使我樹立了深遠(yuǎn)的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處事的道理。還有，導(dǎo)師淵博的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無華、平易近人的人格魅力將使我終生受益。同時(shí)我還要感謝大學(xué)期間各位任課老師在學(xué)習(xí)上給予我的指導(dǎo)和幫助，感謝他們四年來的辛勤栽培，他們的關(guān)懷和熏陶讓我在這四年里收獲頗豐。 最后，也感謝和我一起學(xué)習(xí)的同窗朋友，他們給了我無數(shù)的關(guān)心和鼓勵(lì)，也讓我的大學(xué)生活充滿了溫暖和歡樂，感謝他們的陪伴與幫助，愿我們以后的人生都可以充實(shí)、多彩與快樂！ 參考文獻(xiàn) [1]張學(xué)軍,吳成武,王旭東,等.殘膜分離篩機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真與分析[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2007, 23(7): 113-116. 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