滴灌帶收集裝置的設(shè)計【說明書+CAD+SOLIDWORKS】

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塔里木大學 畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告 課題名稱 滴灌帶收集裝置的設(shè)計與仿真 學生姓名 學 號 所屬學院 機械電氣化工程學院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化 班 級 12-1 指導教師 起止時間 2011.12.1—2012.5.26. 機械電氣化工程學院教務(wù)辦制 滴灌帶收集裝置的設(shè)計與仿真開題報告正文 1課題來源及研究的目的和意義 滴灌技術(shù)是針對實際生產(chǎn)需求, 在棉田滴灌技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的, 是對密植作物灌溉的一次改革, 也是荒漠綠洲灌溉農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢。 隨著滴灌帶技術(shù)在大田作物中的大面積采用，滴灌帶的回收已成為人們迫切解決的問題。滴灌帶的用量非常大，是滴灌作業(yè)一項較大的投資。滴灌帶不及時回收對作物的影響是極為嚴重的，勢必影響來年的使用，特別是多年使用的滴灌帶，如果殘存在土壤中將會影響土壤結(jié)構(gòu)，影響作物生長[1]。因此，滴灌帶的回收和重復使用是降低滴灌投資、節(jié)省費用的重要措施，對土壤保護也是有積極的意義。目前，人們進行滴灌帶的回收主要采用的是人工回收，卷成帶卷，這樣的勞動強度較大，投入人力較多，作業(yè)效率低，尤其是大面積回收則需要的勞動量較大，從而提高了相應的回收成本，而且回收的帶卷松散，堆放在一起，雜亂無章，不利于分類，不利于搬運和儲存，甚至一部分農(nóng)戶只是在來年春天才用耙子樓一樓甚至不收。消除滴灌帶污染，保持良好的自然生態(tài)環(huán)境，將成為滴灌帶技術(shù)能否長久和持續(xù)應用下去的關(guān)鍵，也是關(guān)系到土地生產(chǎn)力的發(fā)揮和造福子孫后代的重大問題。因此研究滴灌帶回收機械化對發(fā)展我國當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的意義十分重大。[2] 滴灌帶依靠人工回收，效率低，回收率過差，而機收的作業(yè)效率是人工收滴灌帶的幾十倍，效率高，不僅減輕了農(nóng)民的勞動強度，還可極大的緩解滴灌帶回收勞動力緊張的局面。目前滴灌帶回收機技術(shù)還不夠成熟得不到廣泛的推廣，因此滴灌帶回收機械化技術(shù)需要進一步研究制造。[3]回收滴灌帶循環(huán)利用降低購買滴灌帶的價格，增加農(nóng)民收入。 目前棉田、麥田、甜菜、番茄、辣椒等推廣采用滴灌技術(shù)市場前景廣闊，滴灌面積廣闊，滴灌帶使用量日益劇增。因此，研究滴灌帶回收機械化具有重要意義。 2 課題所涉及的問題在國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀及分析 2.1國外滴灌帶收回機械 滴灌帶技術(shù)是當今世界上最先進的節(jié)水灌溉技術(shù)之一，以美國、以色列應用的滴灌帶技術(shù)不使用地膜，直接用滴灌帶 滴灌帶回收處理是世界各國面臨的一個棘手僅次于殘膜回收的問題。英國和前蘇聯(lián)主要是采用懸掛式回收機,在殘膜回收機械裝置上經(jīng)過改進而研制的滴灌帶回收裝置。 以色列是研究滴灌帶回收裝置起步較早的國家之一, 利用收卷機來回收滴灌帶, 效果較好。以色列所用滴灌帶較厚強度高, 鋪滴灌帶主要用于幫助澆水施肥,滴灌帶在田間停留時間較長, 一般是在作物收獲后才開始回收滴灌帶。 歐美國家為防止殘膜滴灌帶污染危害, 一方面推廣使用高強度、耐老化, 可以連續(xù)使用2～3 年。采用收卷式回收滴灌帶和殘膜。另一方面, 積極開發(fā)研制新型產(chǎn)品, 防止滴灌帶及地膜降解, 使殘膜滴灌帶經(jīng)一定時期自動分解成無害物質(zhì)混入土壤。 在農(nóng)業(yè)機械科研領(lǐng)域，國外的農(nóng)業(yè)機械應用技術(shù)是比較先進的，但是在滴灌帶回收機械的運用上，國外目前應用較多的是半機械化作業(yè)的滴灌帶回收機械，DuboisAgrinovation生產(chǎn)的Mulch Lifter 1800 Challenger；Plastic mulch lifter, RobertMarvel Plastic Mulch LCC生產(chǎn)的Model98Mulch Lifter；美國Kennco Manufacturing, Inc.公司開發(fā)的等，這幾種型號的滴灌帶回收機的工作原理基本一致[4]。比如美國Kennco Manufacturing, Inc.公司開發(fā)的PS610型殘膜滴灌帶回收機，其由機架、地輪、地輪竊膜刀、起膜鏟和切斷圓盤等組成。機器工作時，由拖拉機作為牽引力，地輪切刀先將地膜兩邊影響起膜的雜草和根莖等切斷，然后由起膜鏟將地膜掀起，并且將地膜上的土等雜物抖落，最后由切斷圓盤將地膜由中部切開，以便于人工撿拾。[5]該機型主要用于作物收獲后的地膜滴灌帶回收，其工作幅寬可以根據(jù)地膜寬度進行調(diào)整，成本低，結(jié)構(gòu)簡單。在國外已經(jīng)得到了推廣應用。從其工作原理可以看出，該型滴灌帶回收機只是將滴灌帶挑起，并不能完成機械撿拾滴灌帶，只能靠人工將挑起的滴灌帶撿拾起來，其工作效率先對比較低。 2.2國內(nèi)滴灌帶收回機械 2.2.1 在半自動起膜機基礎(chǔ)上，以色列、英國、美國、前蘇聯(lián)和日本等國都先后開發(fā)了全機械化殘膜回收機具，如圖1-1和1-2所示。 1-1 1-2 該機型一次可以完成兩行或兩行以上的收膜作業(yè)，工作效率比半機械化滴灌帶回收機高很多，但是也存在很多問題：①該型滴灌帶回收輥兩個相對的圓錐軸，因此在開始卷滴灌帶和滴灌帶斷裂后都要人工進行重新卷滴灌帶，影響了機器的工作效率；②在進行滴灌帶回收時，要求滴灌帶要有一定的強度，否則在收滴灌帶過程中，隨著滴灌帶上的雜土雜物的增加積累會導致滴灌帶斷裂，造成工作中斷，影響工作效率；③根據(jù)該機型的工作原理可知，該機型只能對長而完整的滴灌帶精心回收，而對于短碎的滴灌帶卻不能進行撿拾。 2.2.2 2002.石河子大學，王婉珠，馬本學，錢興盛，吳雪飛.研制了8SG-4型農(nóng)田滴灌毛管回收機.[7]主要由地輪、調(diào)速機構(gòu)、機架、懸掛架、仿形機構(gòu)、卷筒、變速裝置、排管機構(gòu)等組成，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示: 主要技術(shù)參數(shù)1）外形尺寸（長*寬*高）：4560*1300*1435 mm2）結(jié)構(gòu)重量：865kg；2）工作幅寬：3.6 m；3）收管行數(shù)：4 行；；5）作業(yè)速度：3.5～4 km/h；6）生產(chǎn)率：1.3-4.0 hm2 /h ； 本機的主要創(chuàng)新點為：采用相應的機構(gòu)解決了繞管速度與拖拉機前進速度的同步問題，結(jié)構(gòu)簡單的排管機構(gòu)保證毛管在卷筒上排列緊而整齊。毛管回收機配套動力為輪式拖拉機，運輸時由拖拉機懸掛，工作時由拖拉機牽引，回收機的地輪機構(gòu)作為動力源，通過鏈傳動、皮帶傳動將動力分別傳到卷筒及排管機構(gòu)，必須設(shè)計卷繞毛管的圓柱形卷筒。本機為使毛管在卷筒上排列整齊，設(shè)有排管機構(gòu)。毛管回收機的前進速度與拖拉機前進速度相同，基本保持不變，但隨著卷筒上卷盤直徑逐漸增大，卷筒的繞管速度是不斷增加的。工作時，若繞管速度小于拖拉機前進速度，將出現(xiàn)毛管來不及回收的現(xiàn)象；若繞管速度大于拖拉機前進速度將出現(xiàn)扯斷毛管的現(xiàn)象。[10][11]為此，必須設(shè)計一無級變速裝置及相應的調(diào)速機構(gòu)，以確保繞管速度基本與拖拉機前進速度同步。繞管速度隨卷筒上卷盤直徑而變化，為使卷盤直徑的變化及時反映到無級變速裝置上，此回收機還設(shè)有一仿形機構(gòu)。[12] 當8SG-4型農(nóng)田滴灌毛管回收機工作時存在不足之處（1）卷筒上毛管卷盤直徑逐漸增大時，不能確保繞管速度與拖拉機前進速度同步，此回收機的傳動比不夠完善（2）不能確保毛管在卷筒上排列整齊和滴灌帶的緊密纏繞（3）毛管在卷筒上卷滿后拆卸不便、安裝不方便。（4）配套動力至少40kw，據(jù)調(diào)查在大多農(nóng)戶還是使用小馬力小四輪，帶動此回收機尚有不足。[13][14] 目前，此滴灌帶回收機在田地工作時其設(shè)計與現(xiàn)實不夠匹配、完善。作為改進的技術(shù)方案，在機架的后端設(shè)有兩個立桿，收帶轉(zhuǎn)輪設(shè)于立桿的外側(cè)，軸的兩端為方軸，兩個收帶轉(zhuǎn)輪套接在方軸上，為了調(diào)節(jié)兩個收帶輪之間的距離，在收帶轉(zhuǎn)輪兩側(cè)的方軸上設(shè)有固定套，固定套上設(shè)有銷釘。為方便毛管卷盤的拆卸，設(shè)計有鐵皮筒，纏繞毛管前必須先將鐵皮筒卷在卷筒上，再將毛管從排管機構(gòu)的下方通過導管輪下方纏繞到卷筒上。[8]當卷筒上毛管卷滿后，撥動卷筒兩側(cè)的分離撥叉，取下卷筒和毛管卷盤后，再將鐵皮筒卷在卷筒上，重新安裝到毛管回收機上。卸下的毛管卷盤，必須用繩子或廢毛管扎好放在地頭，以便運走。傳送皮帶、傳動鏈條的傳動比設(shè)計應保證繞管速度與拖拉機前進速度同步。[9] 3 課題所涉及的任務(wù)要求及實現(xiàn)預期目標可行性分析 目前滴灌帶回收機械存在問題( 1) 滴灌帶回收機技術(shù)不過關(guān)。一是可靠性不高;二是適應性差; 三是生產(chǎn)效率較低。( 2) 滴灌帶回收機具功能單一。( 3) 滴灌帶質(zhì)量及規(guī)格問題。我國目前的滴灌帶非常薄( 0.2～0.3 mm) 抗拉強度不高, 給后期的滴灌帶回收帶來困難。 這些根據(jù)機械手冊和拖拉機牽引力以及拖拉機速度可以設(shè)計出來；所用的材料要求不是很高，作業(yè)速度和生產(chǎn)率都是可以通過計算得出；毛管回收機配套動力為輪式拖拉機，運輸時由拖拉機懸掛，工作時由拖拉機牽引，拖拉機傳動軸機構(gòu)作為動力源，通過鏈傳動、皮帶傳動將動力分別傳到卷筒及排管機構(gòu)，必須設(shè)計卷繞毛管的圓柱形卷筒。因此，此設(shè)計的預期目標是可行的 4 需要重點的、關(guān)鍵的問題及解決的思路 對整體進行參數(shù)確定，并對回收機部分和繞管速度與拖拉機前進速度同步進行試驗分析。 傳動比大小設(shè)計； 傳動形式: 鏈傳動+皮帶傳動； 作業(yè)速度：3.5～4km/h； 生產(chǎn)率：1.3-4.0hm2 /h ； 造價不超過3000元／臺； 操作人員1～2人； 配套動力大小及仿形結(jié)構(gòu)的設(shè)計。 機器在工作時一是為了提高操作人員的安全性，不造成傷人事件發(fā)生；二是此滴灌帶回收裝置是在田間作業(yè)，環(huán)境比較惡劣，最好平好田間和道路的溝、埂, 以利于拖拉機進地。。 5 完成本課題的工作條件及解決的辦法 完成本課題需要查閱有關(guān)農(nóng)業(yè)機械學、農(nóng)機具及機械設(shè)計等方面的文獻資料，了解產(chǎn)品性能、用途，以及各個部件、裝置的用途，這就要求我們對機械設(shè)計、機械原理、機械制圖等課程熟練掌握。通過上網(wǎng)查閱相關(guān)資料了解各部件的作用，根據(jù)簡圖想象實物，在草稿紙上畫出草圖。 完成本課題除需要大量的文獻資料外，還需要學校提供計算機等硬件設(shè)備，需要用制圖軟件AutoCAD和三維制圖完成對小型水稻種繩捻制機總體設(shè)計，及各部分零件的設(shè)計。在課題的選定、分析及研究方面都需要請教指導老師。 6 完成本課題的工作方案及進度計劃 第1-3周 查閱相關(guān)文獻，撰寫開題報告。 第4-6周 根據(jù)當?shù)貙嶋H情況確定設(shè)計方案。 第7-9周 根據(jù)工作要求，計算并查閱相關(guān)手冊，選擇和設(shè)計各零部件。 第10周 運用AutoCAD軟件，繪制二維零件圖和裝配圖。 第11-12周 運用三維設(shè)計軟件完成整機各零部件的三維建模。 第13-14周 從工藝性能，經(jīng)濟性能，實用性能等方面對產(chǎn)品進行綜合評價、 校核、修正。 第15周 完成設(shè)計說明書。 第 16周 答辯。 7 參考文獻 [1] 何文清, 嚴昌榮, 劉爽, 等. 典型棉區(qū)地膜應用及污染現(xiàn)狀的研究[J ]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報, 2009, 28 (8) : 1 618 [2] 張東興.農(nóng)用殘膜的回收問題[J].中國農(nóng)業(yè)大學學報,1998(3):103-106. 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