畢業(yè)設(shè)計(jì)-秸稈粉碎還田機(jī)的設(shè)計(jì)與計(jì)算
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畢業(yè)設(shè)計(jì)
開(kāi)題論證報(bào)告
專 業(yè) 機(jī)械制造設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化
學(xué)生姓名
班 級(jí)
學(xué) 號(hào)
指導(dǎo)教師
完成日期
課題名稱:秸稈粉碎還田機(jī)的設(shè)計(jì)與計(jì)算
一、課題來(lái)源、課題研究的主要內(nèi)容及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀綜述
1.課題來(lái)源:
本課題來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)際。1BF-160型拔桿粉碎還田機(jī)與黃海金馬-50型拖拉機(jī)相匹配,能夠?qū)⒚藁ā⒂衩椎冉斩掃B根拔起后粉碎還田,以變廢為肥和方便于后茬作物的種植。本課題是在現(xiàn)有機(jī)型“錘爪式粉碎還田機(jī)” 的基礎(chǔ)上改進(jìn)設(shè)計(jì),主要研究和解決秸稈在粉碎前如何連根拔起等問(wèn)題。
2.課題研究的主要內(nèi)容:
1)設(shè)計(jì)總體方案:在現(xiàn)有機(jī)型“錘爪式粉碎還田機(jī)” 的基礎(chǔ)上,融合“拔棉桿機(jī)的技術(shù),使之兩機(jī)合一,以達(dá)到一次性完成拔桿、粉碎和還田作肥的目的;
2)繪制總裝圖、田間作業(yè)狀態(tài)圖;
3)設(shè)計(jì)零部件: 包括繪制拔棉桿部件圖,繪制傳動(dòng)軸、齒輪、帶輪、齒輪箱體零件圖等。主要零件進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算和校核。
3.國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀綜述:
1)國(guó)外在保護(hù)性耕作技術(shù)的實(shí)施中,并不過(guò)分強(qiáng)調(diào)完全的免耕(零耕作),而是多采用覆蓋耕作、少耕與免耕播種相結(jié)合,覆蓋耕作、少耕被作為保護(hù)性耕作技術(shù)路線中必不可少的環(huán)節(jié),這樣做并不僅只是為了防止秸稈對(duì)播種機(jī)的堵塞,而是基于這種做法對(duì)作物生長(zhǎng)有利的科學(xué)實(shí)踐與認(rèn)識(shí),收到較好的效果 。
2)美國(guó)保護(hù)性耕作機(jī)具是配套的、構(gòu)成系列產(chǎn)品,保護(hù)性耕作機(jī)具的研制與使用被放在很重要的位置。我國(guó)對(duì)免耕播種機(jī)的研制與發(fā)展很重視,將耙、除草機(jī)、深松機(jī)等耕作機(jī)具放在相對(duì)次要的位置。實(shí)際上,美國(guó)的保護(hù)性耕作機(jī)具在設(shè)計(jì)上并不要求將秸稈切得很碎,不使用秸稈粉碎機(jī)和旋耕機(jī)。而我國(guó)為了解決免耕播種機(jī)的堵塞問(wèn)題,不得不大量使用秸稈粉碎機(jī)和旋耕機(jī),正是因?yàn)槲覈?guó)缺乏開(kāi)發(fā)像美國(guó)那樣的保護(hù)性耕作配套機(jī)具。因此,建議引進(jìn)美國(guó)保護(hù)性耕作機(jī)具的主要類型為:條狀少耕機(jī)(Min-Ti ll Ripper)、松土除草機(jī)(Cultivators) 和聯(lián)合作業(yè)機(jī)(Combination Tools)。
3)我國(guó)從80年代開(kāi)始就有不少企業(yè)從事農(nóng)作物秸稈粉碎還田的研究與生產(chǎn)。到1998
年,全國(guó)擁有各種秸稈粉碎還田機(jī)11萬(wàn)臺(tái),較上年增加 2.79萬(wàn)臺(tái);1998年全國(guó)推廣秸稈粉碎還田面積1040萬(wàn)公頃,較上年增長(zhǎng)了309萬(wàn)公頃。
總體歸納起來(lái),秸稈粉碎還田機(jī)的發(fā)展趨向,有以下幾個(gè)主要方面。
⑴大中型拖拉機(jī)配套機(jī)型成為發(fā)展的方向。
以往我國(guó)的秸稈粉碎還田機(jī)主要是配套小型四輪拖拉機(jī)的,與大知中型拖拉機(jī)相配套的秸稈還田機(jī)的數(shù)量增長(zhǎng)較快,大中機(jī)型成為主要發(fā)展方向。原因是配套小四輪的小型還田機(jī),生產(chǎn)效率低,粉碎效果亦不太理想。另外,目前農(nóng)民購(gòu)買(mǎi)秸稈還田機(jī)也想像購(gòu)買(mǎi)聯(lián)合收割機(jī)一樣,把還田機(jī)作為一種賺錢(qián)的工具。在河南省,機(jī)械粉碎秸稈還田每畝收費(fèi)達(dá)10元,1臺(tái)6000余元的秸稈還田機(jī),一年作業(yè)兩個(gè)季度,基本上就可以收回投資。因而,農(nóng)民愿意購(gòu)買(mǎi)作業(yè)效率高,作業(yè)質(zhì)量好的大中型秸稈還田機(jī)。
⑵新商品開(kāi)發(fā)進(jìn)程加快
過(guò)去我國(guó)的秸稈粉碎還田機(jī)主要是臥式結(jié)構(gòu)的甩刀式或錘爪式兩種。而近兩年,新機(jī)型涌現(xiàn)出很多。
從結(jié)構(gòu)上看,有天津市富康農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)有限公司研制開(kāi)發(fā)的新型鞭式秸稈根茬切碎還田機(jī),其刀具為仿三節(jié)鞭式,爆發(fā)力大,不僅能粉碎地上的秸稈,還可以切碎地下的玉米根茬;河北省欒城縣農(nóng)機(jī)所研制的立式雙軸切碎機(jī)。懸掛于拖拉機(jī)前部,雙軸垂直于地面,對(duì)于玉米等作物秸稈,也有較好的切碎效果。
從原理講,山東定陶縣興農(nóng)機(jī)械廠的玉米秸稈還田機(jī)則改變過(guò)去習(xí)慣的旋轉(zhuǎn)刀式原理,采用了剪切式原理,采用了剪切式原理,用上下運(yùn)動(dòng)的切刀把玉米秸稈切成了3-5厘米的短節(jié)。
⑶秸稈還田機(jī)的功能在擴(kuò)展,走向復(fù)合式作業(yè)。
傳統(tǒng)的秸稈粉碎還田只能完成秸稈粉碎一項(xiàng)作業(yè)。無(wú)論式片刀還是錘刀都不能入土。而如今,秸稈還田機(jī)除了粉碎地表上的秸稈外不少機(jī)型還可以完成滅茬作業(yè)。如前面提到的天津富康農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)公司的新型鞭式秸稈根茬切碎還田機(jī),還有山東鄆城黃泥崗工業(yè)集團(tuán)公司的jc-118型分離式秸稈滅茬還田機(jī),山東滕州市豐田機(jī)械有限公司的jhm-130型玉米秸稈還田滅茬機(jī)等。既可以粉碎秸稈,又可以完成對(duì)玉米根茬的破碎作業(yè)。
⑷聯(lián)合收割機(jī)增設(shè)秸稈切碎裝置
目前我國(guó)生產(chǎn)的小麥聯(lián)合收割機(jī),基本上都沒(méi)有配置秸稈切碎裝置。而現(xiàn)在小麥?zhǔn)崭顧C(jī)在我國(guó)又有很大的保有量,因此,不少企業(yè)便盯上它。因此,不少企業(yè)對(duì)秸稈還田機(jī)進(jìn)行了改進(jìn),變換刀片或改變轉(zhuǎn)速,以實(shí)現(xiàn)既能粉碎玉米秸稈,又能粉碎小麥秸稈的要求?,F(xiàn)在看來(lái),大部分機(jī)型也能滿足這一要求,只是粉碎小麥秸稈的效果尚不夠理想。
同時(shí),還有一些單位正在進(jìn)行將秸稈還田機(jī)與播種機(jī)或與深松機(jī)相結(jié)合的嘗試,以此來(lái)增加還田機(jī)的功能,從單一的秸稈還田,向滅茬、播種或深松作業(yè)等的復(fù)合作業(yè)方向發(fā)展。擴(kuò)展功能,提高效益,節(jié)省成本,這也是秸稈粉碎還田機(jī)發(fā)展的必然方向,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的必然結(jié)果?!?
二、本課題擬解決的問(wèn)題
1.撥桿刀輥與與粉碎還田機(jī)構(gòu)的結(jié)合問(wèn)題;
2.拔桿粉碎還田機(jī)與拖拉機(jī)聯(lián)接方式、配置方式以及傳動(dòng)方式;
3.要求拔桿刀軸入土深度可調(diào),以及與粉碎輥筒軸相對(duì)位置可調(diào)。;
4.重心問(wèn)題:要求拔桿粉碎還田機(jī)與主機(jī)聯(lián)接后盡可能達(dá)到前后平衡,以減輕負(fù)荷量和提高安全性能;
5.拔桿粉碎還田機(jī)與拖拉機(jī)聯(lián)接作業(yè)時(shí),萬(wàn)向傳動(dòng)軸偏置角度不得大于15°。田間過(guò)埂時(shí),刀端離地高度在150~250mm之間,此時(shí)萬(wàn)向傳動(dòng)軸角度不得大于30°;切斷動(dòng)力后,拔桿粉碎還田機(jī)最大提升高度達(dá)刀端離地250mm以上;
6.有關(guān)性能指標(biāo)滿足農(nóng)藝規(guī)范;
7.結(jié)構(gòu)緊湊,效率高,滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
三、解決方案及預(yù)期效果
解決方案:
1.在秸稈粉碎裝置的前端安裝拔桿刀輥,通過(guò)側(cè)邊傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與粉碎刀輥實(shí)現(xiàn)連接和傳動(dòng);
2.拔桿粉碎還田機(jī)與拖拉機(jī)之間采用三點(diǎn)懸掛聯(lián)接、偏置和側(cè)邊傳動(dòng)方式;
3.拔桿和粉碎刀輥設(shè)計(jì)為可拆卸機(jī)構(gòu),使拔桿刀輥相對(duì)于粉碎刀輥位置可調(diào);
4.拔桿刀軸采用空心軸,以增加其彈性和減輕重量。
5.采用Matlab優(yōu)化排列,使重心盡可能前移,使萬(wàn)向軸的傳動(dòng)角度盡可能小,使過(guò)埂時(shí)尾部盡可能臺(tái)高;
6.盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件、外購(gòu)件,以降低制造成本和增加制造質(zhì)量;
預(yù)期效果:
1. 既能拔桿也能粉碎秸稈,實(shí)現(xiàn)拔稈、粉碎、還田復(fù)式作業(yè);
2. 更換刀輥方便可靠,使用靈活安全;
3. 各項(xiàng)性能指標(biāo)滿足農(nóng)藝要求;
4. 各零部件的設(shè)計(jì)及圖紙的繪制符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
四、課題進(jìn)度安排
3月10日~3月22日.畢業(yè)實(shí)習(xí)階段。
畢業(yè)實(shí)習(xí),查閱資料,到多個(gè)公司實(shí)踐,撰寫(xiě)實(shí)習(xí)報(bào)告。
3月23日~4月5日.開(kāi)題階段。
提出總體設(shè)計(jì)方案及草圖,填寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。
4月6日~5月14日. 設(shè)計(jì)初稿階段。
完成總體設(shè)計(jì)圖、部件圖、零件圖。
5月15日~5月31日. 中期工作階段。
完善設(shè)計(jì)圖紙,編寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū),中期檢查。
6月1日~6月4日.畢業(yè)設(shè)計(jì)預(yù)答辯。
6月5日~6月12日.畢業(yè)設(shè)計(jì)整改。
圖紙修改、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)修改、定稿,材料復(fù)查。
6月13日~6月15日.畢業(yè)設(shè)計(jì)材料評(píng)閱。
6月16日~6月18日.畢業(yè)答辯。
6月19日~6月21日.材料整理裝袋。
五、指導(dǎo)教師意見(jiàn)
年 月 日
六、專業(yè)系意見(jiàn)
年 月 日
七、學(xué)院意見(jiàn)
年 月 日
4
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