3324 青玉米秸稈收割切碎機(jī)的設(shè)計(jì)

3324 青玉米秸稈收割切碎機(jī)的設(shè)計(jì),青玉,秸稈,收割,切碎,設(shè)計(jì) 塔里木大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開(kāi)題報(bào)告課題名稱(chēng) 青玉米秸稈收割切碎機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 陳 剛 學(xué) 號(hào) 8031208112 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化班 級(jí) 農(nóng)機(jī) 12-1 指導(dǎo)教師 李宜峰 起止時(shí)間 2011.12.1—2012.05.30 機(jī)械電氣化工程學(xué)院教務(wù)辦制開(kāi)題報(bào)告正文青玉米桿收割粉碎機(jī)械1.課題研究的意義青玉米秸稈機(jī)械收割切碎技術(shù)，就是在玉米收獲后，使用秸稈切碎技術(shù)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(wàn) h㎡棉稈資源非常豐富。玉米桿稈具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，其蛋白質(zhì)含量一般為 8%～9%，經(jīng)過(guò)微化處理后，其蛋白質(zhì)含量可達(dá) 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(guān)統(tǒng)計(jì)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(jì)的發(fā)展和農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力的減少，越來(lái)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(fèi)和對(duì)空氣的嚴(yán)重污染，甚至嚴(yán)重影響到交通安全。機(jī)械化青玉米桿收割切碎技術(shù)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(xiàng)農(nóng)機(jī)化適用技術(shù)。研究推廣此技術(shù)，無(wú)論是從保護(hù)環(huán)境、改善土壤結(jié)構(gòu)，還是從減輕農(nóng)民負(fù)擔(dān)，都有其不可估量的作用。2.現(xiàn)狀及分析2.1 國(guó)內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀、專(zhuān)利等知識(shí)產(chǎn)權(quán)情況分析和國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的工作基礎(chǔ)2.1.1 國(guó)內(nèi)秸切碎機(jī)械的機(jī)型按青玉米桿稈粉碎部件軸的位置分，玉米稈收割切碎機(jī)可分為臥式收割切碎碎機(jī)和立式收割切碎機(jī)兩種。臥式秸稈切碎機(jī)切碎部件在垂直面內(nèi)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，打擊秸稈。大多屬于無(wú)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(jī)型主要有： 4F－90（70）型秸稈還田切碎機(jī)、9Q－1.7 型牽引式莖稈切碎機(jī)、9Q－1.5 型懸掛式莖稈切碎機(jī)、JQ－2.0 型懸掛式莖稈切碎機(jī)、JZH－2 秸稈根茬還田通用機(jī)、JH－100、JHF－150、JHF－130 型秸桿收割切碎機(jī)等。立式秸稈切碎機(jī)切碎部件的軸垂直安置。碎部件在水平內(nèi)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，切碎秸稈。一般都有動(dòng)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(jī)型主要有： 4Q－31 型稻麥秸稈切碎機(jī)、2JH－1.6 型秸稈收割切碎機(jī)、2JH－1.7 型懸掛式莖稈切碎機(jī)、2JH－1.9 型莖稈收割切碎機(jī)、2018 型可折翼旋轉(zhuǎn)切割機(jī)等。2.1.2 青玉米桿稈切碎機(jī)型的特點(diǎn)分析2.1.2.1 1JHYz一系列玉米秸稈切碎機(jī)。工作原理及構(gòu)造：自走式全喂入谷物聯(lián)合收割機(jī)自身的輸出動(dòng)力，經(jīng)鏈條和V帶傳遞系統(tǒng)，通過(guò)變速機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)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(xì)碎秸稈，切碎的秸稈沿機(jī)殼內(nèi)壁被氣流均勻拋撒在還田機(jī)殼后邊的地面上。1 7HYz一系列玉米秸稈粉碎還由機(jī)架、機(jī)殼、傳動(dòng)齒輪箱、動(dòng)力傳遞系統(tǒng)、刀爪、軸、地滾、液壓懸掛升降機(jī)構(gòu)組成。2.1.2.2 2JH-1.6秸稈切碎機(jī)該機(jī)由拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸傳入動(dòng)力，經(jīng)安全離合器傳遞給變速箱，變速箱將水平傳動(dòng)改變?yōu)榇怪痹鏊賯鲃?dòng)，帶動(dòng)動(dòng)刀盤(pán)作水平旋轉(zhuǎn)，對(duì)秸稈進(jìn)行切割。當(dāng)拖拉牽引機(jī)具前進(jìn)時(shí)，秸稈喂入機(jī)殼，在刀片較大的加速度和動(dòng)能的作用下秸稈切斷并打入機(jī)殼內(nèi)。莖稈經(jīng)過(guò)定刀片的重復(fù)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(jī)美國(guó)迪爾公司研制的 2018 型可折翼旋轉(zhuǎn)切割機(jī)屬于立軸式秸稈切碎機(jī)，該機(jī)有三立軸三套切碎裝置，動(dòng)力經(jīng)動(dòng)力輸出軸輸出后由萬(wàn)向節(jié)傳給各甩刀軸。該機(jī)型沒(méi)有定刀片只有一組動(dòng)力片，動(dòng)刀片數(shù)目為 4 個(gè)或 2 個(gè)，改變刀片類(lèi)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(xiàn)速度較大，為 80m/s 以上。這樣才能保證切碎質(zhì)量。該機(jī)重量較大，工作幅面較寬所需動(dòng)力較大，不太適合我國(guó)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(diǎn)值得我們借鑒、學(xué)習(xí)。2、國(guó)內(nèi)外技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)我國(guó)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(lái)國(guó)家農(nóng)業(yè)部大力推薦秸稈有效利用。并對(duì)秸稈收割、時(shí)間、數(shù)量、切碎程度、土壤水分和防治病蟲(chóng)害等方面進(jìn)行了深入研究，制定了秸稈收割切碎的技術(shù)規(guī)程, 為秸稈收割切碎奠定了一定的基礎(chǔ)。就目前而言, 秸稈收割切碎技術(shù)仍局限于低的發(fā)展水平，造成資源的浪費(fèi)，我國(guó)在這一領(lǐng)域也研究的不多。從區(qū)域研究來(lái)看北方旱作區(qū)域秸稈收割切碎技術(shù)日趨完善, 無(wú)論是機(jī)械切碎、秸稈收割和生物化學(xué)漚肥都取得一定進(jìn)展近年來(lái)，河北省邢臺(tái)市積極推廣玉米秸稈機(jī)械收割切碎技術(shù)，到 2009 年底，全市擁有拖拉機(jī)近 24 萬(wàn)臺(tái)，玉米聯(lián)合收獲機(jī) 1242 臺(tái)，玉米秸稈收割切碎機(jī) 12647 臺(tái)，旋耕機(jī) 14556 臺(tái)，玉米秸稈收割面積 380 萬(wàn)畝，秸稈利用率率達(dá) 88%，秸稈綜合利用率達(dá)到 98%，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。河南安陽(yáng)市從 2001 年開(kāi)始, 連續(xù) 3 年被農(nóng)業(yè)部河南省農(nóng)機(jī)局確定為實(shí)施玉米秸稈機(jī)械收割的重點(diǎn)地區(qū)。該市以實(shí)施項(xiàng)目為契機(jī), 通過(guò)“ 重點(diǎn)突破, 以點(diǎn)帶面” , 實(shí)施以機(jī)械秸稈收割切碎為主的農(nóng)作物秸稈綜合利用技術(shù), 使玉米秸稈機(jī)械切碎收割獲突破性進(jìn)展。 3 年來(lái),推廣秸稈收割機(jī) 2319 臺(tái)(2003 年推廣秸稈收割機(jī) 881 臺(tái)), 總保有量達(dá)到 3696 臺(tái)。2003 年收割面積達(dá)到 84889hm2 (時(shí), 占全市玉米種植面積的 56.3% , 加上秸稈青貯和應(yīng)用其他措施, 玉米秸稈綜合用項(xiàng)目已獲較大突破。同時(shí), 積極引導(dǎo)發(fā)展玉米機(jī)械聯(lián)合收獲,2003 年在農(nóng)業(yè)部“ 新型農(nóng)機(jī)具購(gòu)置補(bǔ)貼”項(xiàng)目帶動(dòng)下, 新增玉米聯(lián)合收割機(jī) 29（保有量達(dá)到 50）, 實(shí)施面積首次突破7000hm2. ,3 年的項(xiàng)目實(shí)施, 推廣的秸稈收割機(jī)具和實(shí)施面積超過(guò)了 1987 年推廣這一項(xiàng)技術(shù)以來(lái)的前 14 年的總和, 累計(jì)完成秸稈直接收割面積 23446hm2。3.任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的可行性分析 成功設(shè)計(jì)出青玉米桿稈收割粉碎還田機(jī)械應(yīng)有以下幾個(gè)任務(wù)要求；①.外形美觀、操作簡(jiǎn)便、效率高、體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。②.由動(dòng)力輸出軸輸出動(dòng)力，經(jīng)安全離合器和一對(duì)錐齒輪后直接傳給刀軸，結(jié)構(gòu)緊湊，噪音小，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，工作可靠，且維修方便。③.刀片的選材要好，要有較強(qiáng)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(shí)碰到堅(jiān)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(zhǎng)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(diǎn)研究的關(guān)鍵問(wèn)題及解決思路4.1 研究?jī)?nèi)容本課題重點(diǎn)研究青玉米秸稈收割切碎機(jī)械，實(shí)現(xiàn)了青玉米稈收割、粉碎、回收一體化。一機(jī)多用，克服了已有技術(shù)中的青玉米稈留茬高度過(guò)高，切碎長(zhǎng)度過(guò)大的現(xiàn)象.刀片的選材要好，要有較強(qiáng)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(shí)碰到堅(jiān)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(zhǎng)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(dòng)力部分：由大馬力拖拉機(jī)帶動(dòng)，省油耐用、操作簡(jiǎn)便、效率高、壽命長(zhǎng)、安全等優(yōu)點(diǎn)。⑵ 傳動(dòng)部分：采用拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)平穩(wěn)，工作可靠，且維修方便，液壓傳動(dòng)裝置為刀盤(pán)提供動(dòng)力。⑶ 粉碎裝置：刀片與刀座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。5. 完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃完成本課題的方案：在原有青玉米桿稈收割切碎還田機(jī)的基礎(chǔ)上，增加刀片長(zhǎng)度，從而增加作業(yè)幅寬；另一方面，在不減小其強(qiáng)度和剛度的前提下，減小機(jī)體重量，提高作業(yè)效率。第 1-2 周 查閱相關(guān)文獻(xiàn)，撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。第 3-4 周 走訪(fǎng)農(nóng)機(jī)銷(xiāo)售部門(mén)，進(jìn)行測(cè)量、比較，決定設(shè)計(jì)方案。第 5-6 周 根據(jù)工作要求，查閱相關(guān)手冊(cè)，對(duì)各部門(mén)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、計(jì)算，畫(huà)草圖。第 7-10 周 運(yùn)用 AutoCAD 軟件，繪制并完成二維零件圖、裝配圖，運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件完成整機(jī)各零部件的三維建模。第 11-12 周 從工藝性能，經(jīng)濟(jì)性能，使用性能等對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，校核，修正。第 13-14 周 完成產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)，準(zhǔn)備答辯。6. 主要參考文獻(xiàn)[1] 段憲兵，陳學(xué)庚，李亞雄，溫浩軍.莖稈切碎還田機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用前景[J].農(nóng)機(jī)化, 2003,(2)：57-58.[2] 孫學(xué)軍,王頻. 秸稈切碎還田機(jī)的研究現(xiàn)狀與思考[J].農(nóng)機(jī)化, 2001,(2)：41-43.[3] 黃新平. 棉稈粉碎收獲機(jī)的設(shè)計(jì)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) , 2003,(7)：136-138. 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