田間殘余地膜回收機裝置設(shè)計【殘膜回收】

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年。從目前整體情況上看,我國殘膜回收機械的應(yīng)用尚不盡人意。其主要原因一是殘膜回收機械技術(shù)性能不夠完善,作業(yè)性能可靠性較差,真正能夠用于實際生產(chǎn)的機型極少;二是國家有關(guān)部門尚未出臺關(guān)于“大力推行農(nóng)田殘膜回收工作”的有關(guān)法律與政策,人們還缺乏主動開展農(nóng)田殘膜回收工作的環(huán)境、保護(hù)意識;三是尚未狠抓殘膜的再生利用回收技術(shù)工作,致使棉農(nóng)無論是在殘膜回收作業(yè)環(huán)節(jié)或是回收后的殘膜再生利用環(huán)節(jié)中,均未能產(chǎn)生直接的經(jīng)濟(jì)效益,還增大了生產(chǎn)成本。上述原因?qū)е職埬せ厥展ぷ骱茈y被人們所接受。當(dāng)前對于我國這樣一個世界農(nóng)業(yè)大國和缺水大國,農(nóng)業(yè)覆膜栽培技術(shù)由于可增溫、保墑、節(jié)水、成本低等顯著優(yōu)點正被廣大農(nóng)民愈來愈廣泛地。農(nóng)業(yè)環(huán)境日趨惡化殘膜回收有人工撿拾和機械回收兩種方式。手工清除殘膜時，勞動強度大，費工時且回收率低，撿拾不凈，長年累月會造成殘膜的田間積累帶來嚴(yán)重的“白色污染”；機械回收殘膜，可以克服人工撿拾的不足，是殘膜回收的有效方法。因此，研制各種經(jīng)濟(jì)實用的殘膜回收機具對于減少土地污染及保持農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。 12 屆畢業(yè)設(shè)計 田間殘余地膜回收機裝置 設(shè)計說明書 學(xué)生姓名 學(xué) 號 所屬學(xué)院 機械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化 班 級 指導(dǎo)教師 日 期 塔里木大學(xué)教務(wù)處制 目 錄 1.緒 論 .1 1.1 選題的意義和目的 .1 1.2 國內(nèi)外殘余地膜回收裝置研究現(xiàn)狀 .2 1.3 殘余地膜回收裝置設(shè)計的現(xiàn)狀及存在的問題 .2 2.設(shè)計方案的選擇 .3 2.1 機組類型的選擇 .3 2.2 懸掛部位的選擇 .3 2.3.工作方式的選擇 .3 3.機構(gòu)設(shè)計原理及計算 .4 3.1 滾筒的設(shè)計 .4 3.2 凸輪盤機構(gòu) .4 3.3 伸縮齒的設(shè)計 .6 3.4 刮板與集膜箱的設(shè)計 .7 3.5 彈簧的設(shè)計 .7 3.6 軸的設(shè)計 .8 3.7 滾筒端蓋的設(shè)計 .9 3.8 刮板支架的設(shè)計 .9 4 .設(shè)計總結(jié) .11 致 謝 .12 參考文獻(xiàn) .13 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 1 1.緒 論 1.1 選題的意義和目的 地膜覆蓋技術(shù)自二十世紀(jì) 70 年代引入我國以來，以其保溫、保墑、保土、增產(chǎn)等顯著特點， 給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益，稱之為農(nóng)業(yè)中的“白色革命”。地膜覆蓋栽培技術(shù)于二十世紀(jì) 80 年代初應(yīng)用到我國及我區(qū)大田農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，至今已有近 30 年歷史，該技術(shù)在我區(qū)得到大面積的推 廣。從最初的棉花、玉米，到番茄、甜菜、瓜類、蔬菜等農(nóng)作物已經(jīng)有 20 余種作物在種植栽培 上使用地膜， 這說明這一技術(shù)有著廣泛的適用性。但是地膜覆蓋技術(shù)在帶來顯著經(jīng)濟(jì)效益的同時， 也使土地遭到嚴(yán)重的白色污染，已成為當(dāng)前維護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境， 促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展所亟待解決 的問題。殘膜危害有三：一是土壤播種時，播種機點播器入土?xí)r，土壤中的殘膜易堵塞鴨嘴，若 不能及時發(fā)現(xiàn)會造成大段空穴；二是土壤中殘存的地膜會形成阻+隔層，阻礙作物對水分和養(yǎng)分的 吸收，導(dǎo)致種子不能發(fā)芽或扎不下根而死亡；三是大量殘膜在土壤中長期留存，會破壞土壤的團(tuán) 粒結(jié)構(gòu)，易板結(jié)。通過科普和各地的宣傳，大家都已經(jīng)知道殘膜的危害。因此應(yīng)用一些實用的技 術(shù)措施清除這些殘膜已經(jīng)到了刻不容緩的地步。目前我們已經(jīng)引進(jìn)、研制開發(fā)的殘膜回收機械化 技術(shù)，其重點就是解決殘膜污染問題。 1.2 國內(nèi)外殘余地膜回收裝置研究現(xiàn)狀 1 國外殘膜回收機發(fā)展現(xiàn)狀 殘膜回收處理是世界各國面臨的一個棘手問題。英國和前蘇聯(lián)主要是采用懸掛式收膜機, 工 作時松土鏟將壓膜土耕松, 然后將殘膜收卷到羊皮網(wǎng)或金屬網(wǎng)上。收下的膜清洗干凈卷好備用。 日本的土壤主要是火山灰土, 土質(zhì)疏松, 而且地膜強度大、覆蓋期相對短( 1.53 個月) , 清除 時可保持較大片塊, 利于收膜。以色列是研究殘膜回收機起步較早的國家之一, 利用收卷機來回 收殘膜, 效果較好。以色列所用地膜較厚強度高, 鋪膜主要用于幫助種子發(fā)芽出苗期的保墑保溫, 作物出苗后即開始收膜, 地膜在田間停留時間較短, 有足夠的強度保證收卷時不會破碎,易于整膜 回收利用。歐美國家為防止殘膜污染危害, 一方面推廣使用高強度、耐老化地膜, 可以連續(xù)使用 23 年。采用收卷式回收地膜。另一方面, 積極開發(fā)研制新型地膜, 如可降解地膜, 使殘膜經(jīng)一 定時期自動分解成無害物質(zhì)混入土壤。 2 國內(nèi)殘膜回收機發(fā)展現(xiàn)狀 國內(nèi)殘膜回收機具按照殘膜回收時間分為: 苗期揭膜機械、秋后殘膜回收機械、播前殘膜回 收機械等類型。苗期揭膜是在澆頭水前揭去地膜, 此時揭膜容易, 且有利于中耕和施肥。但不適 于滴灌的地塊。秋后殘膜回收機械研制難度較大, 由于機械或人為作用地膜破損比較嚴(yán)重, 地膜 上有15 cm 的土層, 膜下土壤板結(jié), 易造成撿拾機構(gòu)的損壞, 棉稈阻礙殘膜的撿拾, 此外北疆 棉花收獲后到封凍的時間較短, 這些都是秋后機械回收殘膜的不利因素。播前殘膜回收因開春時 氣候多變、機力緊張、時間短, 此時回收殘膜也具有一定難度。 國內(nèi)目前比較典型的殘膜回收機： ( 1) 農(nóng)科院農(nóng)機化所研制的4JSM- 1800棉桿還田及殘膜回收聯(lián)合作業(yè)機。該機由莖稈粉 碎機和地膜回收機兩部分組成, 能一次完成莖稈粉碎和地膜回收兩項作業(yè), 在回收棉田中殘留地 膜的同時, 可將棉稈粉碎還田, 并均勻地灑落在田間, 殘膜被機械回收后堆在田間, 便于運走。 但結(jié)構(gòu)復(fù)雜, 價格偏高。 ( 2) 昌吉州農(nóng)機化技術(shù)推廣站研制的4MBQX- 1.5( 3.0) 型棉花拔稈清膜旋耕機集棉花 拔稈機、殘膜清除回收機和旋耕機于一體,該機具棉稈拔凈率達(dá)95以上, 殘膜回收率達(dá)85以上, 棉稈堆放距離1215 m, 具有整機結(jié)構(gòu)簡單緊湊、工作性能可靠、生產(chǎn)率高、適應(yīng)性較強等優(yōu)點, 但收集后的棉桿與膜混合在一起, 難以再利用, 且運輸量大, 因此農(nóng)民將其焚燒, 造成環(huán)境污染。 ( 3) 播前地表殘膜回收機。目前應(yīng)用最多,工作原理是彈齒摟膜, 彈齒入土深度為35 cm, 將殘膜摟集成堆, 人工撿拾。該機結(jié)構(gòu)簡單, 造價低, 但拾凈率低, 只能回收表層和較淺層的薄 膜。 1.3 殘余地膜回收裝置設(shè)計的現(xiàn)狀及存在的問題 目前國內(nèi)殘余地膜回收裝置主要有兩種形式:一是采用摟膜機構(gòu)將殘膜摟集起來；二是采用滾 筒上的伸縮齒桿將殘余地膜扎起進(jìn)行收集.耕前收膜其作物的秸稈對殘膜回收影響很大;由于機械 或人為作用,地膜極易破損,加之老化使地膜強度下降;此外北方地區(qū)棉花收獲后到封凍的時間較短,這 些都是耕前收膜機械作業(yè)的不利因素,難度較大。當(dāng)然,耕前收膜應(yīng)采用秸稈粉碎還田和殘膜回收 聯(lián)合作業(yè)方式,使兩項作業(yè)一次完成,既減少了作業(yè)費用又節(jié)約了時間。耕前收膜有利于作物生長 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 2 期的保墑,減少水分蒸發(fā),節(jié)約用水。由于耕前收膜時,地膜較碎,難以揀拾,一般其揀拾桿齒不得不 排列較密,以提高其揀拾殘膜能力;同時,耕前殘膜回收機具多為聯(lián)合作業(yè)。因此,此類機具的結(jié)構(gòu) 較復(fù)雜,重量較大,與其配套的國內(nèi)目前絕大多數(shù)的中型輪式拖拉機,均顯動力儲備不足。當(dāng)前的清 膜滾筒多顯過于復(fù)雜笨重,維修、保養(yǎng)、清理極為困難,尤其是清膜桿齒由于是焊接的,一旦有一根 桿齒工作時被硬物碰彎,而無法及時維修或者更換被損零件,將會影響其本組部件正常工作,進(jìn)而導(dǎo) 致整個滾筒全部停止工作,整個機組返回工廠。目前,耕前殘膜回收機基本采用伸縮桿滾筒式清膜 工作部件,其中收膜桿齒為固定直齒進(jìn)行往復(fù)式伸縮撿膜與脫模.殘膜回收機關(guān)鍵工作部件缺乏深 入理論研究,僅靠每年的農(nóng)時作業(yè)試驗驗證,研究期較長,缺乏理論研究成果指導(dǎo)。例如,根據(jù)耕前 殘膜的物理特性和田間物料特性,適宜采用伸縮挑膜齒挑膜滾筒來回收耕前殘膜。國內(nèi)現(xiàn)有機具均 采用此機構(gòu)并已開發(fā)出不同結(jié)構(gòu)的挑膜滾筒,基本原理是偏心軸直桿式挑膜滾筒,由滾筒壁上固定 的球鉸帶動挑膜桿工作。通過對此機構(gòu)工作原理和實際使用情況進(jìn)行研究和分析,認(rèn)為該機構(gòu)存在 三個主要問題:挑膜桿挑膜時沒有主動力,挑膜性能差;直形挑膜桿稍有變形將無法在孔眼中伸縮活 動,滾筒將無法繼續(xù)工作。 所以要求桿齒具有較好的剛性, 對土壤適應(yīng)強，還需解決殘膜的回收。所以應(yīng)設(shè)計出適合的 伸縮結(jié)構(gòu)并針對殘膜的易破、易損性設(shè)計出合理的褪膜機構(gòu). 2.設(shè)計方案的選擇 2.1 機組類型的選擇 1.牽引式 ：農(nóng)機具與拖拉機間單點掛接，拖拉機的掛接裝置對農(nóng)機具只起牽引作用，在工作 和運輸時，農(nóng)機具重量均由本身的輪子承受。機組穩(wěn)定性好，對不平地面適應(yīng)性強。但是地頭轉(zhuǎn) 彎半徑大、機動性能很差，金屬消耗量大。 2.懸掛式：農(nóng)機具懸掛在拖拉機懸掛裝置上，通過三點懸掛機械連接，靠拖拉機的液壓提升 機構(gòu)升降，運輸時，機具全部重量有拖拉機承受。工作時，拖拉機承受部分農(nóng)機具重量和耕作阻 力，改善了拖拉機的牽引性能，重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、機動性好、效率高。但對寬幅機具的穩(wěn)定性 和對地表的適應(yīng)性差。機具重量受拖拉機液壓提升能力、操向性和穩(wěn)定性的限制。 3.半懸掛式：半懸掛是懸掛的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新機型。農(nóng)機具通過懸掛架與拖拉機的上、 下桿鉸接，或單獨與兩個下拉桿鉸接。并設(shè)有支撐輪及尾輪，在運輸時承受農(nóng)機具的部分重量。 半懸掛機具比牽引式結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，機動性能好：與懸掛式相比，幅寬大，機具縱向穩(wěn)定性 好。 考察以上三種牽引方式，不難看出半懸掛式比較容易滿足作業(yè)要求，但由于其工作原理特殊 性，設(shè)置尾輪會使整個機構(gòu)復(fù)雜化，影響其成本偏高所以選擇懸掛式。 2.2 懸掛部位的選擇 1.前懸掛：農(nóng)機具配置在拖拉機正前方，拖拉機走在已工作過的地面上，雖然視野好，但是 肯定會大大影響深松效果。一般使用于谷物收獲機械，有可能使前輪負(fù)荷過大，轉(zhuǎn)向費力或輪胎 超載。 2.后懸掛：農(nóng)機具配置在拖拉機驅(qū)動輪后部。 3.軸間懸掛：農(nóng)機具配置在拖拉機前、后軸之間，便于觀察作業(yè)情況。但裝卸費事，農(nóng)具和 拖拉機成套使用，在通用的農(nóng)業(yè)拖拉機上難以布置，配套性差。 4.偏懸掛：農(nóng)機具配置在拖拉機側(cè)面：視野好，但是橫向穩(wěn)定性差，機組需要承受一個偏轉(zhuǎn) 的阻力矩，故不宜佩帶較重的機具作業(yè)。 2.3.工作方式的選擇 1. 采用弧型擺動式挑膜齒殘膜回收滾筒。該滾筒可使擺動式挑膜齒組隨其擺桿繞擺動中心擺 動,使挑膜齒組按圓弧方向進(jìn)行伸縮,實現(xiàn)挑膜齒的伸出挑膜和縮回脫膜的功能。與此同時,將傳統(tǒng) 的扒膜直桿改為具有主動挑膜功能的弧形齒。提高伸縮挑膜齒對殘膜的撿拾能力,滿足了對土壤地 表及表層下5cm 耕作層內(nèi)殘膜的撿拾要求。采用了可更換挑膜齒的殘膜清理用挑膜齒組。是提供 一種用于擺動式挑膜齒殘膜清理滾筒的可更換挑膜齒的挑膜齒組。一旦某個挑膜齒在工作中變形, 只需要更換變形的挑膜齒即可。當(dāng)滾筒工作時遇到石頭或者其他硬物造成挑膜齒變形,滾筒無法繼 續(xù)正常工作時。打開滾筒上的維修孔,松開形挑膜齒的鎖緊螺母和緊定螺釘,將變形的挑膜齒從挑 膜齒橫梁上旋下,換上新的挑膜齒,重新擰緊緊定螺釘和鎖緊螺母,蓋上維修孔即可完成挑膜齒的更 換工作。但其工作要求只能是表面或土壤以下5厘米的深度滿足不了更深點地層殘余地膜的回收。 2. 采用摟膜機構(gòu)回收殘膜。懸掛式殘膜回收機結(jié)構(gòu)簡單,制造成本低,動力由拖拉機直接輸出,可 以一次完成棉稈粉碎還田和耬起殘膜的作業(yè),但在使用過程中發(fā)現(xiàn)該機組存在后排耬膜齒入土深度 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 3 淺,且有漏膜的現(xiàn)象。 經(jīng)過多次的討論和研究，確定殘余地膜回收裝置的設(shè)計方案為；直齒伸縮挑膜機構(gòu)、滾筒機 構(gòu)、凸輪盤軌道機構(gòu)、刮板集膜箱機構(gòu)、機架等機構(gòu)組成?？傃b圖如下： 10981234567 1、機架 2、集膜箱 3、刮板 4、刮板支架 5、伸縮齒桿 6、凸輪盤 軌道 7、滾筒 8、連桿 9、防齒入脫機構(gòu) 10、軸 11、滾筒端蓋 圖 2-1 總裝圖示意圖 工作原理及過程：動力源拖拉機連接機架，牽引機具向前工作，依靠牽引動力帶動滾筒向前 做滾動軸和凸輪盤機構(gòu)不轉(zhuǎn)動滾筒依靠牽引力和滾筒壁摩擦以及齒桿的縱向力保持滾筒的向前滾 動力，伸縮齒扎入土壤中，將土壤中和地表的殘余地膜扎起，齒桿通過走凸輪盤機構(gòu)在滾筒的上 方由于彈簧彈力開始相回收縮直至完全縮入滾筒內(nèi)，齒桿縮入的過程開始脫膜在完全縮入端有刮 板將推出的殘膜掛擋。順其向下掉，最后掉入集膜箱內(nèi)。然后齒桿開始通過凸輪盤開時相外伸出 直至完全伸出，通過滾筒的滾動開始繼續(xù)扎膜。 3.機構(gòu)設(shè)計原理及計算 3.1 滾筒的設(shè)計 滾筒連接軸 由拖拉機牽引向前滾動，并驅(qū)動伸縮齒工作，啟動需動力牽引機架連接軸驅(qū)動， 動力消耗少。 設(shè)計要求 工作幅寬：1.5M 工作密度：齒間距*齒行距 齒間距=滾筒周長/齒數(shù) （3-mD3.2091/8*4.312 1） .095d 材料的選擇：考慮滾筒所要承受的承載力所以要選擇比一般的材料硬度高些抗拉強度也要高 些 ，和經(jīng)濟(jì)實用性。材料應(yīng)選擇 HT250. 3.2 凸輪盤機構(gòu) 現(xiàn)如今殘余地膜回收的裝置主要有摟膜機構(gòu)和齒桿扎膜機構(gòu)，齒桿扎膜機構(gòu)工作效果比較好 可以回收土壤中的殘余地膜拾盡率高等.經(jīng)查閱資料伸縮齒桿通過滾筒實現(xiàn)扎膜與退膜，齒桿伸縮 是通過齒桿走凸輪盤機構(gòu)和彈簧實現(xiàn)的，其圖如下所示 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 4 21 圖 3-1 偏心輪 1：滾筒 2：兩圓軌道交界處 盤如圖 3-1：其過程為，當(dāng)齒桿走在 2 凸輪偏心機構(gòu)最下方時是齒桿伸出 1 滾筒的最長時 。 由于是凸輪偏心機構(gòu)則 齒桿繼續(xù)走時齒桿已經(jīng)開始慢慢向回收。而此時桿齒還處于滾筒下方 很 容易造成殘膜的脫落.而影響撿拾效果。所以我自己認(rèn)為退膜的過程應(yīng)在滾筒的上方進(jìn)行，同時利 于殘膜的回收應(yīng)設(shè)計同心凸輪盤機構(gòu)，如下圖 CBR40 R250A 圖 3-2 同心輪 A:伸縮齒開始向內(nèi)收縮處 B:伸縮齒伸出最短處 C:伸縮齒開始伸出最長處 其過程為：當(dāng)齒桿走在 C 處之時齒桿伸出滾筒處最長，然后開始一直走滿圓直至到 A 處，所 以這段過程齒桿一直處最長，避免了殘余地膜的掉落到 A 處時，齒桿開始走凸輪部分開始向滾筒 內(nèi)伸縮。 所涉及的計算如下 凸輪盤軌道由兩圓形軌道合成 （3-mR2501 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 5 2） （3-mR402 3） 此為中心線型半徑 即為齒桿根部運動軌跡半徑 R2 軌道半徑中心為軌道壁外圓其半徑為 （3-mR270 4） R2 圓心 R1 的距離為 （3-5）RD20571 （3-m174202 6） 則 R2 軌道與圓心的距離最近為 170mm 因為凸輪盤軌道 R1 與 R2 離圓心最近的距離只差便為齒桿伸出滾筒外最長距離 則齒桿伸出滾筒最遠(yuǎn)距離為 （3-R80172501 7） 因為齒桿根部運動軌跡為凸輪盤軌道運動軌跡其軌跡如下 其最近處與圓心角度為 30 度。設(shè)滾筒圓心為（0，0） 則 R2 圓心為 X= (3-8)27315Sin y= (3-9)027Cos 所以 R2 圓心為（ 135，- ） 運動方程為 (3-10) 2222250137040 xyy 軌跡運功圖形如下 圓 輪 處 凸 輪 部 分 圖 3-3 軌跡運動圖 凸輪盤軌道材料的選擇要優(yōu)于一般材料，所以選擇 Q235 3.3 伸縮齒的設(shè)計 伸縮齒是撿拾殘余地膜的部件，靠伸縮尺扎起地膜進(jìn)行撿拾因為要伸入土壤內(nèi)，土壤中若含 有十塊或其他堅固雜物時，會使伸縮齒頂彎.導(dǎo)致無法進(jìn)行正常工作所以設(shè)計材料的強度要高，所 以要選擇 Q235. 伸縮齒桿分主動齒桿，與從動齒桿。滾筒推動齒桿向前滾動齒桿受主動齒桿在凸輪盤上的軌 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 6 道和彈簧來控制齒桿的伸縮，當(dāng)主動齒桿走凸輪盤同心圓部分時，此時是滿齒，齒桿以最長長度 伸出滾筒 .當(dāng)齒桿在凸輪盤異心盤軌道上時，此時齒桿開始向滾筒內(nèi)伸縮，這是退膜的過程。由 于凸輪盤軌道是由一同心圓與另一異心圓合成所以當(dāng)齒桿走到異心圓軌道的一半時，此時都是齒 桿的收縮過程，在中點時齒桿完全所入滾筒內(nèi)，此時殘膜完全退出褪出當(dāng)齒桿繼續(xù)滾筒個繼續(xù)滾 動時齒桿開始向外伸出，再走一半齒桿完全伸出，此時開始走滿齒，當(dāng)吃桿在最下方時齒桿開始 扎膜，繼續(xù)進(jìn)行扎膜退膜的過程。 其圖如下所示 圖 3-4 退膜過程示意圖 齒桿總長為 m5.247 齒桿伸出滾筒外最長為 (3-11)m805.17240. 3.4 刮板與集膜箱的設(shè)計 殘膜回收機械收集殘膜的方式有毛刷式、刮板式、疏導(dǎo)齒式等機構(gòu)。經(jīng)分析刮板式比較適合 此種方式。刮板由刮板支架固定在機架上刮板緊密的與滾筒貼合，當(dāng)齒桿完全縮入滾筒內(nèi)時，刮 板正處于此滾筒位置使得，齒桿縮入時殘膜推掉入刮板上，然后順著刮板向下調(diào)入集膜箱內(nèi)，達(dá) 到收集殘膜的目的，所以要求刮板表面光滑.為了使?jié)L筒與刮板貼近的貼合且不會碰到滾筒壁 。 造成干摩擦所以應(yīng)設(shè)計成楔形的如下所示 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 7 圖 3-5 集膜箱與刮板楔形機構(gòu) 3.5 彈簧的設(shè)計 彈簧材料選用碳素彈簧鋼，含碳量在 0.6%至 0.9%之間，如 65、70、85 等碳素彈簧鋼。這 類鋼廉價易得，熱處理后具有較高的強度、適宜的韌性和塑性。 根據(jù)滾筒半徑和凸輪半徑可計算出彈簧壓縮量最大時彈簧的長度 mL5.127.25041 (3-12) 由圖上測量可知，彈簧最長時長為 m2 (3-13) 所以彈簧的最大壓縮量為 5.97.5 (3-14) 此彈簧材料選用碳素彈簧鋼絲 65Mn 材料 B 級，由資料知其許用切應(yīng)力 MPa45 根據(jù)伸縮齒的尺寸和套筒大小設(shè)定彈簧內(nèi)經(jīng) ，彈簧圈數(shù)mD210nKCdF82 (3-15)d21265.041 dDdF21212448 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 8 mGdnDF C5.972813 (3-16) 式中，G 為彈簧材料的切變模量，鋼： MPa410*8 解得 m2. (3-17) 3.6 軸的設(shè)計 根據(jù)所選軸承和鍵可以算出來和軸承配合的周的直徑，根據(jù)設(shè)計和安裝的要求軸的尺寸應(yīng) 為： 軸長:1709.8 , 軸肩的高度為 2mm 圖如下所示 圖 3-6 軸 為了防止軸上零件受力時發(fā)生沿軸向或周向的相對軸的材料：軸的材料主要是碳剛和合金剛。 由于碳剛比合金剛價格便宜，對應(yīng)力集中的敏感性較低，同時也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦 法提高其耐磨性和抗疲勞強度，所以本設(shè)計采用 45 號剛作為軸的材料。調(diào)制處理。 軸上零件的定位 運動:軸上零件除了有游動或空轉(zhuǎn)的要求者外，都必須進(jìn)行軸向和周向定位，以保證其準(zhǔn)確的 工作位置。 軸的校核 按扭轉(zhuǎn)強度計算，用于只承受轉(zhuǎn)矩的傳動軸的精確計算，也可用于既受彎矩又受扭矩的軸的 計算。其強度條件為： (3-18)MPandWT362.0159 式中： 為軸的扭切應(yīng)力， ； 為轉(zhuǎn)矩， ； 為抗扭截面系數(shù)， ；對圓PamNTW3m 截面 ； 為傳遞的功率， ； 為軸的轉(zhuǎn)速， ； 為軸的直徑，3 32.016dWTkin/rd ； 為許用扭切應(yīng)力， ；由于軸的選材為 45 號鋼，所以查表可知 45 號鋼的許用扭切mM 應(yīng)力為 .pa4 殘膜回收機在工作過程中，需要拖拉機牽引機具克服摩擦力前進(jìn)。已知拖拉機整機重量為 300kg.工作速度為 5km/h.經(jīng)查資料得機具在土壤中工作的摩擦系數(shù)為 1.2，機具的摩擦力為 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 9 ,滾筒轉(zhuǎn)速Nf3601*2. srn/5.08*6.3 所以機具工作的功率 (3-19)kW FVP5./ 軸的直徑 (3-20)33 62.019nPd = 365.0. = m3 所以軸的最小直徑不得低于 30 mm.選用最小直徑為 36mm 的軸。 經(jīng)校核設(shè)計的軸符合要求， ，可以正常工作。 根據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖，如圖下圖所示 3-7 3.7 滾筒端蓋的設(shè)計 滾筒端蓋起到支撐滾筒并且連接軸的目的，所以并且能夠防止塵土及雜質(zhì)調(diào)入到滾筒內(nèi)的目 的. 滾筒端蓋設(shè)計如下圖 圖 3-7 滾筒端蓋 3.8 刮板支架的設(shè)計 由于刮板與滾筒的貼合緊密，所以需要有很好的支架來固定刮板 ，使刮板能保持貼合緊密的 配合.由于機架與軸與刮板都屬固定連接，所以將刮板支架連接在機架上。其圖如 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 10 圖 3-8 刮板支架 其材料的選擇為 HT200。 總裝圖主視圖示意圖如下： 16876362 圖 3-9 總裝圖主視圖 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 11 4 .設(shè)計總結(jié) 殘膜回收機械，減少人工勞動量的機械化，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械化，可使廣大農(nóng)民群眾大大節(jié)省勞 動量，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，并對殘余地膜回收機械的發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展前景作出了簡明的 概括和分析。 此次畢業(yè)設(shè)計，收獲了很多。在此次設(shè)計中，我感到自己的知識面很窄，對知識掌握得不夠， 在設(shè)計時，能想到一面，而考慮不到另一面。導(dǎo)致設(shè)計做了多次的修改。雖然經(jīng)過了多次的修改， 想使其完美，但由于種種原因，也未能使其盡善盡美。我深深體會到自己在理論知識方面的欠缺， 同時也感到自己在知識的運用上也不夠靈活。 對于本次設(shè)計我總結(jié)有以下幾點： 1.在開始做設(shè)計時，不知道該怎么樣確定尺寸，對現(xiàn)有的機型資料進(jìn)行查找、觀察、總結(jié)， 之后才正式開始設(shè)計，于是我深刻的體會到調(diào)查的重要性。 2. 此次畢業(yè)設(shè)計的目的是綜合我們大學(xué)四年所學(xué)的專業(yè)知識，結(jié)合專業(yè)以外的實際情況，將 我們的專業(yè)知識運用到現(xiàn)實的機械設(shè)計當(dāng)中，將所學(xué)的專業(yè)知識形成一個較完整的體系。 限于本人設(shè)計水平存在的局限性，再加上時間比較緊，這次設(shè)計并非完美無暇，難免會有一 些不合理甚至錯誤之處，懇請各位老師批評指正。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 12 致 謝 我要感謝我的指導(dǎo)老師張有強老師！本設(shè)計是在張有強老師的悉心指導(dǎo)下完成的。他無論是 在資料的整理，還是在設(shè)計的畫圖等各個方面都給予了我大量的指導(dǎo)和幫助，在他的精心指導(dǎo)下， 才使得我的設(shè)計一步一步的有序的完成，同時也學(xué)到了許多書本上學(xué)不到的知識，受益匪淺，特 致以深深的感謝。同時也要感謝第三組每一位老師們不僅在“授業(yè)、傳道、解惑”方面給予了精 心培養(yǎng)和指導(dǎo)，也給我提供了充足完備的條件和寶貴的學(xué)習(xí)交流機會，學(xué)生深表謝意。 大學(xué)四年學(xué)習(xí)時光已經(jīng)接近尾聲，在此我想對我的母校，我的父母親人們，我的老師和同學(xué) 們、表達(dá)我由衷的謝意。感謝我的母校塔里木大學(xué)給了我在大學(xué)的本科四年深造機會，讓我能繼 續(xù)學(xué)習(xí)和提高。塔里木大學(xué)美麗的校園，如畫風(fēng)景都深深的留在了我的記憶里。四年珍貴的學(xué)習(xí) 期間，讓我的知識體系更加完善，思想觀念更加成熟，整體素質(zhì)得到了很大的鍛煉。 “自強不息， 求真務(wù)實”的校訓(xùn)我將銘記于心，在未來的學(xué)習(xí)和工作中躬身踐行。 再次,感謝我的指導(dǎo)老師張有強老師、馬老師和同舍友們,在畢業(yè)設(shè)計過程中得到了他們無私 的幫助，以及許多啟發(fā)性的指導(dǎo)和建議。在此向所有支持、關(guān)心、幫助我的人表示由衷的感謝!祝 他們永遠(yuǎn)健康、幸福! 最后，感謝我的父母親人們對我大學(xué)四年學(xué)習(xí)的默默支持，做我堅強的后盾，使我能順利完 成本科學(xué)業(yè)。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 13 參考文獻(xiàn) 1侯書林,胡三媛,孔建銘等,國內(nèi)殘膜回收機研究現(xiàn)狀J.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2002, ( 3) :186189. 2趙海軍,史建新. 殘膜回收工藝探討J.中國農(nóng)機化,2004,(6):6871. 1侯書林,胡三媛,孔建銘等,國內(nèi)殘膜回收機研究現(xiàn)狀J.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2002,(3):186189. 2趙海軍,史建新. 殘膜回收工藝探討J. 中國農(nóng)機化,2004,(6):6871. 3周智祥,楊志城,楊宛章,魯亞云.氣吹式播前殘膜回收機的研究J.農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2005,(2):5760. 4王學(xué)農(nóng),馮斌,陳發(fā)等.棉秸稈切碎及殘膜回收聯(lián)合作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研究J.農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2005.128(3):49- 52. 5薛文瑾,王春耀,朱振中,王曉冬.卷膜式棉花苗期殘膜回收機的設(shè)計J.農(nóng)業(yè)機械學(xué)報 2005,36(3):148- 149. 6宋克森.地膜污染綜合防治技術(shù)J.安徽農(nóng)學(xué)通報, 2007,13(2):55- 86. 7馮斌,王學(xué)農(nóng),陳發(fā).殘膜回收技術(shù)與機具的發(fā)展J.農(nóng)機化2003,(4):58- 59. 外文資料翻譯 學(xué)院名稱 工程技術(shù)學(xué)院 專業(yè)名稱 機械設(shè)計制造及其自動化 年 級  05 學(xué)生姓名 張敏敏 學(xué) 號 13 指導(dǎo)教師  陳振宇 職 稱  副教授 2009年 06 月10日 譯文： 農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)采用的決定因素：研究中國的10個省份 1.介紹 中國正面臨著嚴(yán)重的水資源短缺。一方面，供水資源正在不斷減少。雖然我國水資源總量為2855×108m3，占全球水資源的6%，是世界上水資源大國。但人均占有量僅1945立方米，小于世界平均人均水平的1 / 4，被列為水資源貧乏的國家。此外，水資源短缺的加劇，地下水資源總量趨于減少。另一方面，水資源總需求卻大大增加。自新中國成立以來，水資源的總需求一直在快速增長。 水資源的短缺導(dǎo)致各部門之間在減少水的消耗率中展開激烈的競爭?；氐浇⒅腥A人民共和國初期，中國的農(nóng)業(yè)部門的耗水率高達(dá)97%，然而到2005年，這一比例已下降到69 ％，但非農(nóng)業(yè)部門水的消耗率已超過30 %。可以預(yù)見，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)部門水的消耗率在中國將進(jìn)一步減少。 然而，中國農(nóng)業(yè)灌溉用水的利用率是相當(dāng)?shù)偷?。研究表明，農(nóng)業(yè)灌溉用水利用系數(shù)為0.3-0.4 ，從研究發(fā)現(xiàn)，灌溉水利用效率在中國遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家。此外，王金霞和Lohma發(fā)現(xiàn)，缺少投資，灌溉設(shè)備維修不及時和管理不當(dāng)造成低效率的灌溉用水。 面對日益嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)灌溉用水條件，我國政府不斷增加農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)上的投資。從1985年開始，財政部與水資源部門和銀行積極合作，批準(zhǔn)總額為1.69億元人民幣的貼息貸款用于節(jié)水灌溉。各級財政部門已累計貼息約2.0億元，吸引來自不同政黨的投資16億元，發(fā)展中國家的節(jié)水灌溉面積超過15萬畝。為了加強中國的節(jié)水灌溉技術(shù)，在1996年和1997年，中央財政出臺了節(jié)水灌溉技術(shù)。 2000年作為一個重要的籌資計劃，國家引進(jìn)先進(jìn)的農(nóng)業(yè)技術(shù)項目。同時，推廣了先進(jìn)實用的節(jié)水技術(shù)，財政部給技術(shù)推廣的宣傳和人員的培訓(xùn)撥了大量經(jīng)費。此外，國家加大了基礎(chǔ)設(shè)施和農(nóng)田灌溉的投資。 雖然政府一直積極促進(jìn)節(jié)水技術(shù)的采用，但還是不了解現(xiàn)狀。同時，研究節(jié)水技術(shù)在中國的學(xué)術(shù)界十分有限，文件稀少。該研究節(jié)水技術(shù)的采用，主要是個案研究和定性分析，缺乏定量分析。 因此，本文采用來自中國10個省份的數(shù)據(jù)進(jìn)行了定量分析，農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)的采用和其決定因素。目前地球上水資源的儲備程度，在中國應(yīng)該采取怎樣的節(jié)水技術(shù)？哪些因素可能有顯著影響？水資源短缺的情況分析和政府政策的發(fā)揮？具體說來，本文的目的有二：首先描述節(jié)水技術(shù)的變化趨勢；第二，查明這一因素的影響。 本文安排如下：介紹數(shù)據(jù)來源，種類，現(xiàn)狀和采用節(jié)水技術(shù)的變化趨勢、采用節(jié)水技術(shù)的分析、計量分析成果、結(jié)論和采取的政策。 2. 數(shù)據(jù)、類型、現(xiàn)狀和采用節(jié)水技術(shù)的變化趨勢 節(jié)水技術(shù)是指充分合理地利用各種可用水源，采取工程、農(nóng)藝、管理等技術(shù)措施，是區(qū)域內(nèi)有限水資源總體利用率最高及其效益最佳的農(nóng)業(yè)，即節(jié)水高效的農(nóng)業(yè)。同樣的定義，水分利用效率意味著單產(chǎn)作物輸入水的量。節(jié)水技術(shù)的采用在某些情況下是不成立的，是用水的凈使用量來衡量總體的灌溉系統(tǒng)或?qū)α饔蛎娣e規(guī)模。這是因為節(jié)水性質(zhì)不僅取決于技術(shù)特點，而且取決于其他因素，如輸水系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)調(diào)整的輸出。 2.1 數(shù)據(jù)來源 數(shù)據(jù)來源于實地調(diào)查的中國農(nóng)業(yè)政策中心(CCAP)的三個項目. 第一個項目是研究中國水利制度和管理小組的數(shù)據(jù)。本次調(diào)查分為兩個階段：第一階段，是在河南、河北、寧夏，調(diào)查期間分別為1990年， 1995年和2001年。第二階段，是在2004年9月的河南，河北省后續(xù)調(diào)查。另一后續(xù)調(diào)查是在2005年8月的寧夏。這一項目的調(diào)查了77個村莊的的水資源稀缺程度 第二個項目是對水資源的調(diào)查，2004年12月在中國北部的6個省進(jìn)行了調(diào)查，包括河南，河北，陜西，山西，內(nèi)蒙古，遼寧。投資期限為1995年至2004年，我們通過分層隨機抽樣的方式選取中國北部農(nóng)村的樣本。首先，我們選定每個省的樣本，然后根據(jù)其灌溉面積分成4類，即嚴(yán)重缺水，部分缺水，正常的和絕對水資源短缺(山區(qū)和沙漠地帶)。我們隨機抽取2個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的縣和4個村莊，第二次調(diào)查收集了401個村莊的樣本。 第三個項目是于2006年7月調(diào)查了3個省的水資源消費狀況，包括甘肅，湖北，湖南。我們在1995年和2005年分別通過隨機分層抽樣的基礎(chǔ)上調(diào)查了水資源的稀缺程度。共有60個村莊被選定為樣本。 三次調(diào)查獲得了60個樣本村。因此，總共有538個樣本作為樣品最后調(diào)查的數(shù)據(jù)。 2.2節(jié)水技術(shù)的類型 根據(jù)調(diào)查10個省的538個村莊，我們發(fā)現(xiàn)在農(nóng)村地區(qū)有不同類型的節(jié)水技術(shù)。為了便于分析，我們按照資本需要、可分性和通過時間把它們歸為三類。 第一類是傳統(tǒng)的節(jié)水技術(shù)，包括畦灌，溝灌和土地平整。我們把這些技術(shù)歸為同一個類型。大部分村領(lǐng)導(dǎo)反映，他們是在農(nóng)業(yè)改革之前就已運用。而且，這些技術(shù)的固定費用相對較低，每個家庭可獨立運作。 第二類是以家庭為基礎(chǔ)的節(jié)水技術(shù)，其中包括地面管道（薄膜塑料管或水袋） ，塑料薄膜覆蓋，使茬避免犁（小麥秸稈覆蓋），間歇灌溉和使用抗旱品種。通常這種類型的技術(shù)可以通過一個單一的家庭（而不是村民委員會或農(nóng)民家庭組）。此外，他們還具有相對較低的固定費用。在與傳統(tǒng)技術(shù)相比，這種類型的技術(shù)出現(xiàn)的時候晚。 第三類是以社區(qū)為基礎(chǔ)的節(jié)水技術(shù)，其中包括地下管道，噴灌，滴灌，防滲渠道。這些類型的技術(shù)通常是通過社區(qū)或農(nóng)民群體而不是個別農(nóng)戶的需求而設(shè)立的，因為它們的固定費用相對較高，并要求集體或大多數(shù)農(nóng)戶合作。相對于前兩種類型，這些技術(shù)直到最近幾年才開始運用。 2.3節(jié)水技術(shù)的現(xiàn)狀及變化趨勢 一般來說，鄉(xiāng)村所采用的節(jié)水技術(shù)在中國分布廣泛且分散迅速?？梢钥闯?， 79 %的村莊采用節(jié)水技術(shù)，并在1995年，這一數(shù)字上升到95 % ， 2005年增加了16%。從1995年到2005年，節(jié)水技術(shù)的普及率平均為87%，也就是說，在10年間，只有13 ％的村莊沒有采取任何形式的節(jié)水技術(shù)。 然而，實際的節(jié)水面積在每一個村莊是相當(dāng)小的。在1995年的比率為11 ％，在2005年僅僅為16 ％。雖然在一定程度上有所增長，但采取節(jié)水技術(shù)的地區(qū)仍然相當(dāng)少，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于村莊所需的節(jié)水技術(shù)。這表明，該地區(qū)實際上運用的節(jié)水技術(shù)是非常小的，盡管節(jié)水技術(shù)在中國的空間分布廣泛。這也意味著節(jié)水技術(shù)有很大的發(fā)展空間。 由以上可知，這三種類型的節(jié)水技術(shù)的有效利用是非常低的?？梢钥闯?，即使是最早和最廣泛的傳統(tǒng)的節(jié)水技術(shù)，通過的耕地面積也僅僅占28 ％ 。在2005年，以家庭為基礎(chǔ)和以社區(qū)為基礎(chǔ)的技術(shù)，僅僅是占了12 ％和9 ％。我國運用節(jié)水技術(shù)的耕地面積只占世界耕地面積平均水平的1 / 10，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家。 這三個類型的節(jié)水技術(shù)在其增長趨勢和現(xiàn)狀上有顯著性的差異。一方面，在傳統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展上，是以家庭和社區(qū)為基礎(chǔ)的類型。從1995年到2005年，傳統(tǒng)技術(shù)只是增加了47 ％ ，而以家庭和社區(qū)為基礎(chǔ)的技術(shù)分別增長了200 ％和300 ％ 。這表明，現(xiàn)代節(jié)水技術(shù)正在迅速發(fā)展。另一方面，雖然傳統(tǒng)技術(shù)正處于低增長，但是仍有很高的普及率。 2005年，傳統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域的普及率為28 ％ ，而這些家庭和社區(qū)為基礎(chǔ)的技術(shù)，均小于15 ％ 。這意味著，節(jié)水技術(shù)在中國的發(fā)展還比較落后。 3 .對影響采用節(jié)水技術(shù)因素的描述性分析 我們對節(jié)水技術(shù)的采用和兩種類型的因素進(jìn)行相關(guān)性分析，在這個分析中，按照地區(qū)抽樣的方法將三種節(jié)水技術(shù)分為5組，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行等距分組。 3.1采用節(jié)水技術(shù)與水資源匱乏的的相關(guān)性 從理論上講，水已經(jīng)成為稀缺資源，所以必須通過節(jié)水技術(shù)來保存這個資源。以往的實證研究也表明，水資源匱乏與節(jié)水技術(shù)的采用是呈正相關(guān)。我們的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，這三種類型的節(jié)水技術(shù)的三個變量在反映水資源稀缺基本上呈正相關(guān)的。例如，以地下水作為灌溉用水的比例增加至43 ％和45 ％。雖然以社區(qū)為基礎(chǔ)的技術(shù)與水資源匱乏之間的相關(guān)性是積極的，整體相關(guān)性是積極的。其他兩個變量，如地表水和地下水也呈正相關(guān)。 3.2政府的支持政策和節(jié)水技術(shù)采用的相關(guān)性 一般來說，政府對節(jié)水技術(shù)采用更多的支持政策，，就越有可能是普及它們。然而，很難分析政府支持的一個又一個有關(guān)的政策有沒有必要這么做。因此，我們把這些政策分為三個方面的要求，即推廣，資金和示范?，F(xiàn)有的研究表明，通過政策支持推廣節(jié)水技術(shù)具有重大的積極影響。數(shù)據(jù)顯示，政府政策支持很可能對節(jié)水技術(shù)的采用有突出影響。由于政府的支持政策節(jié)水技術(shù)分別由22 ％ 、 24 ％和28 ％延長增加至45 ％ 、45 ％和62 ％ ，該地區(qū)的三種類型的節(jié)水技術(shù)也有所增加，這表明政府的支持政策與節(jié)水技術(shù)的采用有巨大的正相關(guān)關(guān)系。同樣，政府資助分別由4 ％ 、5 ％和5 ％增加至13 ％ 、13 ％和17 ％ ，也顯示了該地區(qū)三種類型的節(jié)水技術(shù)有明顯的積極關(guān)系。 可以肯定的是，節(jié)水技術(shù)的采用可能會受其他因素（比如經(jīng)濟(jì)作物的種植面積， 農(nóng)業(yè)類型 ，非農(nóng)業(yè)人口就業(yè)率，教育水平，人均耕地）的影響。由于政府的支持政策節(jié)水技術(shù)的普及分別由22 ％ ， 24 ％和28 ％延長增加至45 ％ ， 45 ％和62 ％ ，該地區(qū)的三種類型的節(jié)水技術(shù)也有所增加，這表明政府的支持政策與節(jié)水技術(shù)的采用有巨大的正相關(guān)關(guān)系。同樣，政府資助分別由4 ％ 、5 ％和5 ％增加至13 ％ 、13 ％和17 ％，也顯示了該地區(qū)三種類型的節(jié)水技術(shù)有明顯的積極關(guān)系，通過地區(qū)的三種類型的節(jié)水技術(shù)。此外，該變量在建立示范村也具有積極的關(guān)系。 以前的分析表明，水資源稀缺和政府政策的支持在節(jié)水技術(shù)的采用上起著非常積極的作用。然而，上述分析只是反映了簡單的相關(guān)性變數(shù)，但是沒有考慮到其他影響因素。在進(jìn)一步分析的基礎(chǔ)上建立計量經(jīng)濟(jì)學(xué)模型，控制的其他因素并計算出所需的結(jié)果。 4 計量經(jīng)濟(jì)模型和結(jié)果 為了準(zhǔn)確分析上述現(xiàn)象的內(nèi)在關(guān)系，我們建立了以下計量經(jīng)濟(jì)模型來分析538個村莊在1995年和2005年通過節(jié)水技術(shù)采用的數(shù)據(jù)的決定因素。 4.1建立計量經(jīng)濟(jì)模型 節(jié)水技術(shù)的采用程度（不論灌溉用水是否完全為地下水還是地表水;政府是否提供了資金支持，是否已成立示范村莊或?qū)嶒灮?，采用?jié)水技術(shù)的控制變量和其他因素） 。 通過地區(qū)的節(jié)水技術(shù)我們選擇的是百分比(％) ，以反映通過這些技術(shù)的程度。該指數(shù)是指地區(qū)之間分別采用三種節(jié)水技術(shù)的總耕地面積的比率。為了全面反映水資源的稀缺程度，我們從三個不同方面衡量水資源的匱乏，即灌溉水的資源，可靠的地表水和地下水的可靠性。 (1)灌溉用水是否來自地下水(0表示沒有，而1表示有) ; (2)地表水的不足率(％) ，該指數(shù)的計算方法是調(diào)查1993年至1995年以及2002年至2005年村莊的水渠道的水。同樣，我們也可以選擇三個變量，以反映政策可能會影響節(jié)水技術(shù)的采用： (1)政府是否已開展了活動，以擴大節(jié)水技術(shù)(0表示沒有，而1表示有） ; (2)是否政府已提供資金支持這個村采用節(jié)水技術(shù)(0表示沒有，而1是) ; (3)有否已成立了示范村或?qū)嶒灮夭捎霉?jié)水技術(shù)(0表示沒有，而1是)。為了避免任何問題我們添加一些控制變量的模型。舉例來說，我們增加經(jīng)濟(jì)作物的比例(％)，土壤類型(砂土0-1)和壤土(0:1) ，并與黏土作為對照組，通過節(jié)水技術(shù)它們可能會影響到成本和效益。我們還控制其他一些村級的變量，包括人均耕地（畝/人） ，灌溉面積（％） ，人均純收入（元/人） ，非農(nóng)業(yè)人口就業(yè)率（％） 。現(xiàn)有的研究表明，這些變數(shù)都會對節(jié)水技術(shù)的采用產(chǎn)生影響。因為采用這些技術(shù)需要成本，信息和知識。此外，實施節(jié)水技術(shù)也與村莊和上級政府之間的距離。更困難的是，要監(jiān)控使用該技術(shù)。 4.2選擇模型的估計方法 為因變量是有限因變量，許多實測值是零。例如， 658 ， 306和264個觀測值為零的地區(qū)分別采用以社區(qū)為基礎(chǔ)，家庭為基礎(chǔ)的技術(shù)和傳統(tǒng)技術(shù)。這樣的方法，普通最小二乘法（生命線行動）可能會導(dǎo)致無效傾斜的結(jié)果，所以我們使用托比特估算方法。此外，考慮到每個省有一些失控的因素，一個省級虛擬變量加入模型中。 4.3 解釋和估計結(jié)果 節(jié)水技術(shù)采用主要的影響因素歸納如下：首先，一般來說， Tobit模型試驗是非常明確的系數(shù)符號的獨立變量，基本上符合預(yù)期。這表明，它是可以通過Tobit模型的估計。與此同時，共同線性也是考驗。由于變量之間條件數(shù)非常小，所以該模型基本上沒有共線問題。 此外，通過三種類型的節(jié)水技術(shù)的模型，其控制變量也具有顯著的影響。舉例來說，灌溉面積的利用率，教育變量（比率為村民與中等學(xué)校教育）和人均純收入等在預(yù)期的理論模型都有顯著的積極影響。此外，該地區(qū)經(jīng)濟(jì)作物的比例在以家庭以社區(qū)為基礎(chǔ)的節(jié)水技術(shù)具有顯著的積極影響。這可能被解釋為這樣一個事實，即高收益的經(jīng)濟(jì)作物就可以補償以家庭和社區(qū)為基礎(chǔ)的節(jié)水技術(shù)的高投入成本。 值得一提的是系數(shù)，人均耕地和非農(nóng)業(yè)人口就業(yè)率是消極的傳統(tǒng)技術(shù)模式，分別達(dá)到顯著水平的1 ％和5 ％。這表明，這兩個系數(shù)與采用傳統(tǒng)技術(shù)存在顯著的負(fù)相關(guān)。這一結(jié)果可能是由于這樣一個事實，即相對落后的傳統(tǒng)技術(shù)往往需要更多的勞動力。 其次，水資源匱乏促進(jìn)了節(jié)水技術(shù)的采用. 估算結(jié)果表明，該模型的三個變量表明水資源匱乏與節(jié)水技術(shù)的采用有顯著的影響。這符合以前的分析。然而，不同類型的節(jié)水技術(shù)與水資源匱乏有不同的反應(yīng)，。 從回歸結(jié)果可知，三種類型的節(jié)水技術(shù)的灌溉用水來自地下水完全是積極的。這表明，村莊的灌溉用水來自地下水比灌溉用水來自地表水更傾向于采用節(jié)水技術(shù)。然而，從簡單的系數(shù)分析，這一解釋程度不高，即分別為7.9 ％ ， 2.1 ％和6.4 ％。 地表水的不足制約著傳統(tǒng)模式節(jié)水技術(shù)的運用，并達(dá)到1 ％顯著性的水平統(tǒng)計。這表明，地表水越稀少，就越有可能是采用傳統(tǒng)技術(shù)。這可能是原因是，傳統(tǒng)的節(jié)水技術(shù)極大地影響了地表水 。 同樣，以社區(qū)為基礎(chǔ)的地下水模型中節(jié)水技術(shù)達(dá)到10 ％。這表明，地下水稀少的村莊更愿意通過以社區(qū)為基礎(chǔ)的節(jié)水技術(shù)，這可能的原因是以社區(qū)為基礎(chǔ)的節(jié)水技術(shù)的使用主要來自地下水，因此，地下水的任何改變都可能極大地影響到通過以社區(qū)為基礎(chǔ)的節(jié)水技術(shù)。但影響程度不高于12.6 ％。 以家庭為基礎(chǔ)的節(jié)水技術(shù)，通常有兩個來源（地表水和地下水） ，因此變數(shù)不足。地表水和地下水都在以示范戶為基礎(chǔ)的節(jié)水技術(shù)和他們的積極系數(shù)達(dá)到顯著水平，高于1 ％ 。這表明，缺乏地表水和地下水都可能影響到通過這種類型的節(jié)水技術(shù)。但是，從一定程度的顯示，地下水和地表水不足的影響程度不足，分別是7.8 ％和5.7 ％ 。 第三，政策支持明顯影響節(jié)水技術(shù)的采用。 可以從估計的結(jié)果得出結(jié)論，政策支持對節(jié)水技術(shù)的采用也具有明顯的影響。 政府的支持對三種類型的節(jié)水技術(shù)達(dá)成5 ％以上的影響，這表明有政府支持的村莊相比，與那些沒有政府支持的，更傾向于采用節(jié)水技術(shù)。這可能被解釋為這樣一個事實，即信息和技術(shù)推廣人員把促進(jìn)了節(jié)水技術(shù)的采用。這個變數(shù)程度分別在三種模式達(dá)到21.2 ％、12.9 ％和16.9 ％。 政府補貼在以社區(qū)為基礎(chǔ)的節(jié)水技術(shù)模型中是起積極作用的，統(tǒng)計達(dá)到1 ％的顯著水平的。這表明，有政府補貼的村莊相比，與那些沒有政府補貼的，更可能采取以社區(qū)為基礎(chǔ)的節(jié)水技術(shù)。這可能是原因是，以社區(qū)為基礎(chǔ)的節(jié)水技術(shù)往往需要大量的投資，從而對補貼政策更加敏感。一定敏感程度的變量高達(dá)24.8 ％ ，也就是說，政府分別在三個型號的補貼的1/4變化是通過以社區(qū)為基礎(chǔ)的節(jié)水技術(shù)，其中大約20 ％是采用的節(jié)水技術(shù)。 不同于前兩次的政策支持，政府示威對三種類型的節(jié)水技術(shù)幾乎是沒有任何影響的。這表明，政府示威政策不會影響節(jié)水技術(shù)的采用。這可能是因為沒有真正實施這一示范政策。然而，政府政策的支持通過地區(qū)的節(jié)水技術(shù)對于水資源缺乏的問題具有更大的影響。 5 結(jié)論和政策的影響 本文主要分析了中國農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)造成的影響。實地調(diào)查的數(shù)據(jù)來自三個項目中心所做的中國農(nóng)業(yè)政策（ CCAP ），是在用于估計和分析的基礎(chǔ)上建立的計量經(jīng)濟(jì)模型。研究結(jié)果表明，雖然在中國節(jié)水技術(shù)迅速增加，但整體水平仍然相當(dāng)?shù)?，?jié)水技術(shù)的采用在中國是由多種因素影響的。其中包括水資源匱乏和政策干涉，這兩個主要因素影響了節(jié)水技術(shù)的采用。此外，作物結(jié)構(gòu)，人均耕地面積，非農(nóng)業(yè)人口就業(yè)率和受教育程度也在不同程度影響到節(jié)水技術(shù)的采用。 上述研究的結(jié)果意味著，如果中國促進(jìn)整體采取節(jié)水技術(shù)，推廣節(jié)水技術(shù)，很可能是一個有效的政策工具，如果中國大力發(fā)展以社區(qū)為基礎(chǔ)的節(jié)水技術(shù)，補貼政策的節(jié)水技術(shù)可能會更有效;調(diào)整作物結(jié)構(gòu)，用高附加值的經(jīng)濟(jì)作物可能會鼓勵農(nóng)民和社區(qū)運用現(xiàn)代節(jié)水技術(shù)。此外，由于缺乏一定程度的水資源利用方法，所以采取節(jié)水技術(shù)存在一定的阻礙，所以建立水權(quán)市場和完善的水的定價政策來促進(jìn)節(jié)水技術(shù)的運用。 原文： Determinants of agricultural water saving technology adoption: an empirical study of 10 provinces of China 1. Introduction China is confronted with severe shortage of water resources. On the one hand, the supply of water resources is constantly decreasing. Although the national water resources total 2.5 trillion m3, listed as No. 6 in the world, the water resource per capita is merely 1,945 m3, less than 1/4 of the average world per capita listed among the 13 water-poor countries. Furthermore, the shortage is aggravating, especially the total underground water resources tends to decrease. On the other hand, the total demand for water resources is dramatically increasing. Since the establishment of the People's Republic of China, the total demand for water resources has been growing rapidly. Total water consumption of China increased from 103.1 billion m3 in 1949 to 543.5 billion m3 in 2005. The shortage of water resources and fierce competition between various departments result in decreasing water consumption rate of agricultural sectors. Back to the early period after establishment of P.R.C，the water consumption rate of China's agricultural sectors was up to 97%; however, by 2005, that rate had decreased to 69% and the water consumption rate of non-agricultural sectors had exceeded 30% . It can be foreseen that the water consumption rate of agricultural sectors in China will further decrease along with the rapid economic development. Nevertheless, the use efficiency of China's agricultural irrigation water is rather low. Researches demonstrate that the use coefficient of agricultural irrigation water is merely 0.3-0.4, with a difference of 0.4-0.5 compared with 0.7-0.9 of those developed countries; and the water use efficiency of crops averages 0.87 kg/m3, with a difference of 1.45 kg/m3 compared with Israel's 2.32 kg/m3. From similar studies we have found that the use efficiency of irrigation water in China is far lower than that of developed countries. In addition, studies of Wang Jinxia and Lohma have found that the shortage of investment, dilapidated condition without repair and improper management have resulted in the low use efficiency of irrigation water. Confronted with increasingly severe condition of agricultural irrigation water, the Chinese government has been continuously increasing investment in agricultural water-saving technologies. Starting from 1985, Ministry of Finance, in active collaboration with sectors of water resources and banking, has granted a total of 1.69 billion yuan of discount interest loan for water-saving irrigation in successive years: finances at all levels has accumulated discount interest of approximately 0.2 billion yuan and attracted investment of 1.6 billion vuan from various parties, developing over 15 million mu of water-saving irrigation area. For the purpose of enhancing the water-saving irrigation technology of China, in 1996 and 1997, the Central Finance listed the technology of water-saving irrigation among. State Imported 1000 Advanced Agricultural Technologies Project, as a key funding program. Meanwhile, to popularize advanced and practical water-saving technologies, Ministry of Finance allocated technology extension outlay for technology publicity and personnel training. Besides, the state has increased investment in the infrastructure of farmland irrigation. Although the government has been actively promoting water-saving technology adoption, it is ill-informed of the status of this adoption. Simultaneously, researches on water-saving technology adoption in　China by the academic circles are quite limited. The　scarce documents available, which study the water-saving technology adoption, are mainly cases study and qualitative analysis, lacking in quantitative analvsis. Therefore, this paper employs data from ten provinces in China to carry out a quantitative analysis of the status quo of agricultural water-saving technology adoption and its determinants. What on earth is the current adoption extent of water-saving technology in China? Which factors may have remarkable effect on its adoption? What roles do shortage of water resources and governmental policy play? Specifically speaking, this paper has two purposes: firstly to describe the changing tendency of water-saving technology adoption and secondly to identify the determinants affecting this adoption This paper is organized as follows: introduction data sources, types, status quo and changing tendency of water-saving technology adoption; descriptive analysis on water-saving technology adoption; econometric analysis and results; conclusion and policy implications. 2. Data, types, status quo and changing tendency of water-saving technology adoption The water-saving technology defined by us refers to perceptible water-saving irrigation technology at field level. Likewise, the definition of water use efficiency also means crop yield per unit water input measured at field level, for water-saving technology adoption is found not water-saving in some conditions when the net water use amount is measured in the overall irrigation system or on the drainage area scale. This is because the water-saving nature of each technology is not only determined by technological characteristics but also by factors like hydrological system and economic adjustment of output . 2. l Data source Data employed in this paper derives from field investigation of three projects done by the Center for Chinese Agricultural Policy (CCAP) The first project was investigation on China's water right system and management panel data. This investigation is divided into two phases: during the first phase, investigation was done in Henan, Hebei and Ningxia in 2001 and the investigation period was respectively 1990, 1995 and 2001; during the second phase, follow-up investigation was performed in Henan and Hebei in September, 2004. To add data to2004, another follow-up investigation was completed in Ningxia in August, 2005. The investigation of this project randomly sampled 77 villages based on the scarcity degree of water resources. The second project was investigation on water resources of Northern China in December, 2004. 6 provinces were investigated, including Henan, Hebei, Shannxi, Shanxi, Inner Mongolia, and Liaoning. The invested periods were 1995 and 2004 respectively.To make the research more representative, we adopted the way of randomly stratified sampling to select sample villages in Northern China. Firstly, we selected counties in each sample province and then divided them into 4 categories in accordance with their irrigation area, namely sever water shortage, partial water shortage, normal and absolute water shortage (mountain areas and deserts). We randomly sampled 2 townships in each county and 4 villages in each county. The second investigation collected 401 sample villages. The third project was investigation on water-consuming consortiums of 3 provinces in July, 2006, including Gansu, Hubei and Hunan. We adopted the randomly stratified sampling based on scarcity degree of water resources in 1995 and 2005 respectively. Altogether 60 sample villages were selected. Investigation of the first and second projects collected 478 sample villages and investigation of the third obtained 60 sample villages. Therefore, there are a total of 538 samples from the three investigations. As samples of the final investigation are data of 2005, we deal with all data of 2004 in accordance with those of 2005 in consideration of consistency. 2.2 Types of adopted water-saving technologies Based on investigation of 538 villages in 10 provinces, we have found that there are various types of water-saving technologies in the rural area. To facilitate analysis, we categorize them into three types in accordance with capital needed, separability and time of adoption. The first type is traditional water-saving technologies including border irrigation, furrow irrigation and land leveling. We categorize these technologies into the same type as they were adopted rather early and some were adopted in 1980s prior to agricultural reform as most village leaders reflected. Besides, these technologies have relatively low fixed cost and are separable for each household to operate independently. The second type is household-based water-saving technologies which include ground pipes (film plastic pipe or water bags), plastic film cover, leaving stubble to avoid plough (wheat straw covering), intermittent irrigation and anti-drought breeds. Normally this type of technologies can be adopted by a single household (rather than village committees or farmer household group). In addition, they have relatively low fixed cost but high separability. In comparison with traditional technologies, these types of technologies were adopted later. The third type is community-based water-saving technologies which include underground pipes, sprinkler irrigation, drip irrigation and anti-seepage channel. These types of technologies are usually adopted by the community or farmer group instead of individual farmer household as they demand equipment with relatively high fixed cost and require cooperation of the collective or the majority of farmer households. Compared with the previous two types, these technologies were not adopted by farmers until recent years. 2.3 Status quo and changing tendency of adopted water-saving technology Generally speaking, villages adopting water-saving technologies in China are distributed widely and scattered rapidly. It can be seen that 79% villages adopted water-saving technologies in 1995 and that number increased to 95% in 2005 increasing by 16%. From 1995 to 2005, the adoption rate of water-saving technologies averaged 87%, that is to say, only 13% villages did not adopt any kind of water-saving technology during the 10 years. However, the actual adoption area of water-saving technologies in each village was rather small. In 1995 the rate was 11% and merely 16% in 2005. Although there is a growth to some extent, the adoption area of water-saving technologies was still quite low, by far lower than the rate of villages adopting water-saving technologies. This indicates that the area which actually adopted water-saving technologies is very small in spite of the wide spatial distribution of adopted water-saving technologies in China. This also signifies that there is great development space for the adoption of water-saving technologies. As the same of the overall adoption, the adoption degree of the three types of water-saving technologies is very low. It can be seen that even for the traditional water-saving technologies which were adopted the earliest and the most widely, the adopted area merely accounted for 28% arable area in 2005,let alone the household-based and community-based technologies, which merely accounted for 12% and 9% respectively in 2005, accounting for 1/10 arable area in average, far below the adoption rate of developed countries like America and Israel. But there is a remarkable difference in the growth tendency and status of these three types of water-saving technologies. On the one hand, the growth of traditional technologies is slower than that of household-based and community-based types. From 1995 to 2005, the traditional technologies merely increased by 47% whereas the household based and community-based technologies increased respectively by 200% and 300%. This indicates that modern water-saving technologies are developing rapidly. On the other hand, though traditional technologies witness low increase, they are still significant in terms of adopted area. In 2005, the adopted area of traditional technologies was 28% whereas those of household-based and community-based technologies were less than 15%. This implies that water-saving technologies adopted in China are still rather backward. In similar studies done by Lohmaret , similar conclusion was drawn. 3. Descriptive analysis on factors affecting water-saving technology adoption We analyze the correlation between water-saving technology adoption and the two types of factors in this paper and classify the three types of water-saving technologies into five groups in accordance with rate of the adoption area in a method of sample-based isometric grouping. 3.1 Correlation between scarcity of water resources and water-saving technology adoption Theoretically speaking, the scarcer a resource becomes, the more likely it is to adopt technologies to save this resource. Previous empirical studies also demonstrate that scarcity of water resources is in positive correlation with water-saving technology