青貯飼料收獲機的設計【含三維圖紙二維圖紙和說明書】

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200 年 月 第 期 青貯玉米收獲機的設計 代山林 （塔里木大學機械電氣化工程學院， 阿拉爾 843300） 摘 要：玉米秸稈具有很高的利用價值。近年來，隨著畜牧業(yè)的快速發(fā)展，動物飼料短缺的問題日益嚴重，在冬季尤為嚴重。在我國農村，玉米秸稈作為動物飼料有著悠久的歷史，但是玉米秸稈在進行收獲時大多采用人工收獲，費時費力；機器收獲則多是將秸稈粉碎還田。目前市場上出現了一種玉米收獲機，能夠將秸稈粉碎的同時送入集草車，這種方法固然便于收集，但運貯作業(yè)費工費時。本實用新型提供一種玉米收獲機的摘穗莖稈切碎復合裝置，包括摘穗棍，工作時，穗莖兼收割臺將果穗摘下并將莖稈收集、切碎，然后，果穗經果穗升運器進入果穗箱，碎玉米莖稈在碎莖稈拋送器的作用下被拋送至集草箱。 關鍵詞：穗莖兼收；摘穗裝置；切碎裝置 中圖分類號： 文獻標識碼：A 文章編號： - 4 - 0 引言 玉米是我國三大糧食作物之一，是僅次于小麥的主要糧食作物，是優(yōu)質飼料和重要的工業(yè)原料，同時秸稈還是畜牧業(yè)的重要飼料。搞好玉米的生產加工和秸稈的綜合利用對農業(yè)、農民、農村乃至整個國民經濟發(fā)展都具有重要意義。我國21各省、市、自治區(qū)都有玉米種植。種植面積、總產量僅次于美國，居世界第二位，玉米年產量達12029萬噸，約占世界玉米總產量的18%。玉米生產對工農業(yè)的發(fā)展起著舉足輕重的作用。目前，我國的小麥收獲已基本實現了機械化，而玉米機收水平只有5%，成為玉米生產過程的瓶頸和難點。玉米生產機械化水平低嚴重影響了農業(yè)生產機械化的整體水平，阻礙了農業(yè)現代化的進程。 造成玉米生產機械化水平低的主要原因，一是農機與農藝不配套。采用一年兩作地區(qū)多采用套作種植，行距不相等，不便于機械作業(yè)；二是現有玉米生產機型少，供農民選擇的余地小，功能單一不能很好滿足不同用戶的需求。有的用戶需要滅茬、有的需要秸稈兼收、有的需要青儲等等；三是玉米生產機械特別是收獲機械造價高，利用率低，農民一次性投資大，投資回收期長。此外，農民焚燒秸稈問題一個重要的原因是沒有合適的穗莖兼收型玉米收獲機，將玉米秸稈回收利用，用于畜牧飼料，減少對秸稈的焚燒造成的空氣污染。 玉米收獲機械化可以帶動玉米的產業(yè)化種植，減輕農民勞動強度。而秸稈可以直接粉碎還田增加土壤的有機質含量，或者秸稈回收用于飼料，為大力發(fā)展畜牧業(yè)提供豐富的飼料保障，有效地改善農牧業(yè)的產業(yè)結構，使得畜牧業(yè)比重進一步提高，農牧業(yè)發(fā)展處于良性循環(huán)，從而增加了農民收入。避免秸稈焚燒帶來的資源浪費和大氣污染，嚴重影響道路交通和民航的正常運營。因此，結合我國國情和各種使用條件，研制一種新型穗莖兼收玉米聯合收獲機（即一次完成玉米果穗、莖稈的收獲）既適應農民傳統收獲玉米的習慣，又增加了莖稈青貯收獲，具有十分重要的現實意義。 社會經濟效益:把農民和畜牧養(yǎng)殖戶從繁重的體力勞動中解放出來，一臺機械收獲效率每天可代替60個手工勞動者的作業(yè)效率，大大縮短了秋收秋種時間和養(yǎng)殖戶頭痛的飼料收集問題，還可帶動畜牧業(yè)的發(fā)展和第三產業(yè)的發(fā)展。 從根本上增加了農民、機手和養(yǎng)殖專業(yè)戶的收入，解放了生產力，大大減輕了農民的勞動強度，提高了廣大農民的生存質量，使農民有更多的時間從事其它產業(yè)的發(fā)展。 環(huán)保效益，解決秸稈焚燒造成污染，確保高速公路、機場等公用設施的安全，利于保護環(huán)境。 1 設計原理及機構 1.1 設計原理 造成玉米生產機械化水平低的主要原因，一是農機與農藝不配套。采用一年兩作地區(qū)多采用套作種植，行距不相等，不便于機械作業(yè)；二是現有玉米生產機型少，供農民選擇的余地小，功能單一不能很好滿足不同用戶的需求。有的用戶需要滅茬、有的需要秸稈兼收、有的需要青儲等等；三是玉米生產機械特別是收獲機械造價高，利用率低，農民一次性投資大，投資回收期長。此外，農民焚燒秸稈問題一個重要的原因是沒有合適的穗莖兼收型玉米收獲機，將玉米秸稈回收利用，用于畜牧飼料，減少對秸稈的焚燒造成的空氣污染。 玉米收獲機械化可以帶動玉米的產業(yè)化種植，減輕農民勞動強度。而秸稈可以直接粉碎還田增加土壤的有機質含量，或者秸稈回收用于飼料，為大機配套使用。首次采用分體式結構設計實現了一機多用，提高了各部分的通用性能，減少了機具的進地次數，降低了作業(yè)成本，對冬小麥搶時搶種增收效果十分明顯。 1.2 總體設計 分體式小麥免耕播種機結構示意，如圖1所示 圖1 青貯飼料收獲機結構示意圖 工作時，由切斷刀將莖稈從植株根部割斷，摘穗輥夾持摘穗，在摘穗輥夾持摘穗并向下導送莖稈的過程中，切碎刀切碎莖稈并將其甩入并經由橫向攪龍進入拋送器切斷，拋送器將碎莖稈輸送到集草箱。 2 關鍵部件設計 2.1摘穗輥 摘穗輥分為前后兩部分，前部為導流錐，后部是摘穗段和強拉段，在軸上裝有軸承，軸承安裝在軸承座上，軸承座安裝在機架上，并且可通過調節(jié)軸承座與機架的間距來改變兩個摘穗輥之間的間隙。后段為強拉段，主要作用是將秸稈的末梢和摘穗中拉斷的秸稈強行拉出以防堵塞。強拉段上是與軸線平行的凸棱，為了加強拉引和喂入效果，強拉段采用五棱式。其作用是對莖稈進行徑向引流和拉斷。其結構簡圖如圖2 為減小果穗損傷和損失，摘穗輥直徑應較小，摘穗輥直徑一般為40mm~l00mm，因此采用50mm。同樣為了減少果穗的損傷和籽粒的損失，應減少果穗在摘穗輥上停留的時間，因此兩個摘穗輥有一個高度差，外側摘穗輥要高于內側摘穗輥，這個高度差一般為35mm。外側摘穗輥軸線高于內側摘穗輥，一般摘穗輥最低點應在一個水平面上，但實際作業(yè)中倒流錐的功能與長度的關聯程度不大，因此兩摘穗輥總長均取1100mm。摘穗輥線速度v是保證摘穗輥正常工作的重要因素。當v小于2.5m／s時，由于摘穗輥與秸稈之問產生打滑，容易造成堵塞。當線速度過高時，將是果穗和摘穗輥撞擊力增大，果穗落粒加劇。臥式摘穗輥水平配置傾角為35～40時，其頂圓線速度為3.3m／s～3.8m／s，考慮到果穗損失采用3.5m／s。摘穗輥的轉速一般為600～820r／mi n，當摘穗輥頂圓線速度為3.5m／s時，摘穗輥的轉速為 可見轉速在許可范圍內。摘穗輥之間的間隙也是影響摘穗性能的因素，兩摘穗輥之間的問隙較秸稈直徑小，約為秸稈直徑的30％~50％。玉米秸稈平均直徑為25mm，間隙約為7.5mm~12.5mm，調節(jié)摘穗輥前端的軸承可以調節(jié)間隙。 圖2 摘穗輥結構簡圖 2.2傳動軸 動刀軸由聯軸器傳入動力,功率P=2.5kw,轉速為n=1000r/min,軸上安裝有軸承、動刀盤、外殼和割斷刀。 ①估算軸徑取C=112(假設材料為45鋼) ②各部分結構設計 軸前端安裝割斷刀,刀架左向定位用軸肩,軸肩高度取2.5mm,刀架內徑為25mm,則左側軸徑為30mm。選用軸承的內徑為30mm,定位為軸肩,軸肩高度取2.5mm,則兩軸承定位處軸徑為35mm。內外側動刀盤定位為軸肩,軸肩高度為2.5mm,則定位處軸徑為40mm。中間動刀盤定位為緊定螺釘,螺釘型號為M8。動刀軸與變速箱通過套筒聯軸器連接,連接段為方形,長度為50mm。 ③結構簡圖如下圖3所示 圖3 傳動軸結構簡圖 2.3螺旋輸送器 本設計的輸送機構采用螺旋桿機構，螺旋桿輸送的優(yōu)點在于不會出現堵塞現象。 取輸送器的轉速，輸送器需用功率 （4-16） 式中：—輸送器長度，m —秸稈阻力系數， —傾斜安裝高度， — 輸送效率，0.3 則： 初選螺旋直徑=150mm 螺旋線高度=210mm 螺距=380mm 根據設計需求螺旋桿的桿直徑為=50mm L= 軸的最大剪應力為 max<, 所以軸滿足強度要求。 其結構簡圖如圖3 圖3 輸送螺旋器結構簡圖 3 總結 （1）該機以玉米為對象而設計的，所以其應用范圍有局限性，需改進。 （2）本設計采用拖拉機為源動力，結構復雜，理論上達到了達到了摘穗并對穗桿進行分節(jié)收獲，由于沒有實際檢驗，實際的可行性程度還不能確定，有待改進。 4 參考文獻 [1]陳長林,張彬,沐森林.CX4Q-1A型青貯機的設計及試驗研究[J].農機化研究,2009,01:185-188. [2]張科星,王昕偉,賈晶霞.國內外青貯飼料收獲機械發(fā)展概況與趨勢[J].農業(yè)機械,2009,10:33-34. [3]郭榮釵.我國青貯收獲機械使用現狀介紹[J]. 農業(yè)機械,2009,01:53. [4]王進華.自走式青貯飼料收獲機矮稈割臺喂入機理研究[D].中國農業(yè)機械化科學研究院,2011. [5]王進華,王澤群,賈晶霞,葉紅艷.飼料收獲機矮稈割臺撥禾輪導軌運動軌跡研究[J].農業(yè)機械學報,2011,S1:152-155. [6]王進華,王澤群,劉漢武,朱孔欣,趙明. 9265型自走式矮稈青貯飼料收獲機研究[J].農機化研究,2012,02:109-112+126. [7]孫國生.多功能自走式玉米青(黃)貯聯合收獲機研制與推廣應用[J].農業(yè)工程,2012,05:14-16. [8]趙滿全,韓寶生,王春光,佘大慶,趙士杰,劉偉峰,劉漢濤.青貯飼料收獲機設計與試驗[J]. 農機化研究,2006,11:106-109. [9]王澤群,滕紹民,趙明.我國青貯飼料收獲機械的發(fā)展現狀[J].中國奶牛,2007,02:43-44. [10]萬霖,車剛,汪春,趙清華.4QZR-30型青貯飼料收獲機設計與試驗[J].農業(yè)機械學報,2008,03:187-190. [11]曹洪國.青飼收獲機產品技術與發(fā)展趨勢[J]. 農業(yè)機械,2003,05:16-19. [12]袁慧穎,支杏珍.我國飼草收獲機械市場現狀及前景簡析[J].農業(yè)機械,2005,07:30-33. [13]車剛,萬霖,張偉,汪春,馬永財.青貯飼料收獲機實體設計與試驗[J].農業(yè)機械學報,2010,02:82-86. [14]楊寧,李紀周.全株玉米青貯與收獲機械化技術[J].現代農業(yè)裝備,2012,07:59-60. [15]楊寧,李紀周.全株玉米青貯與收獲機械化技術[J].農機科技推廣,2012,07:53-54. [16]趙滿全,韓寶生,佘大慶,劉偉峰,劉漢濤,陳鐵英. 青貯飼料收獲機關鍵部件設計與應用研究[A]. 中國農業(yè)工程學會（CSAE）.中國農業(yè)工程學會2011年學術年會論文集[C].中國農業(yè)工程學會（CSAE）:2011:4. [17]孫仕明,常建國,陳寶昌,李世柱.我國青貯玉米收獲機械技術現狀及發(fā)展建議[J].農機化研究,2004,01:25-27.