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12 屆畢業(yè)設(shè)計 青玉米秸稈收割切碎機械的設(shè)計 學(xué)術(shù)論文 學(xué)生姓名 陳 剛 學(xué) 號 8031208112 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 12-1 指導(dǎo)教師 李宜峰 日 期 2012.05 塔里木大學(xué)教務(wù)處制 青玉米秸稈收割切碎機械的設(shè)計 Green corn straw harvest mechanical design of the chop 陳剛 Chengang （塔里木大學(xué)機械電氣化工程學(xué)院， 阿拉爾 843300） Tarim University, Mechanical Electrical Engineering 摘要：針對我國北方地區(qū)青貯玉米種植面積大，但收割和后續(xù)加工的機械化水平低，造成秸稈利用率低等問題，設(shè)計開發(fā)了青玉米秸稈收割切碎機械。該機由切割機構(gòu)、輸送機構(gòu)、切碎機構(gòu)、拋送機構(gòu)等組成。該機一次完成秸稈收割、秸稈切碎、秸稈回收等作業(yè)。該青貯機主要的研究點在收割和切碎部分。本次設(shè)計的青貯機主要就是為了克服國產(chǎn)青貯機的不足，其采用被拖拉機牽引的方式，切割器采用回轉(zhuǎn)的形式，切割的時候棘齒刀圍繞一中心點回轉(zhuǎn)運動，降低了功率消耗．棘齒刀固定在刀盤上，與刀盤一體，可以提高刀軸的轉(zhuǎn)速，提高了勞動生產(chǎn)率．其粉碎方式采用動定刀相結(jié)合的方式，動刀采用V型，定刀采用長方形，這樣可以降低作物在切割時的滑動，使切割更省力，提高了機器的工作效率． Abstract：In view of China's northern region of planting area silage maize, but the harvest and subsequent processing the mechanization level of low, causing straw low utilization ratio, designing and developing the green corn straw harvest by cutting machine mechanical chopped convey mechanism chopped into institution organization send mechanism etc the machine once completed straw harvest straw cut up straw recovery work the machine of the major research point silage at harvest and cut up the design of the machine is mainly in order to overcome these domestic silage machine is insufficient, its use be tractor traction way, cutter, adopting rotary form, cutting knife around the teeth of a center of rotary motion, reduce the power consumption. The teeth fixed in the knife dish knife, the knife dish and a body, can improve the knife shaft speed, improving labor productivity. Its shattered by the fixed knife way dynamic combination . 關(guān)鍵詞： 青玉米秸稈；收割；切碎 Keywords：Green corn straw; crushed straw machine; cut up 1 引言 青貯玉米飼料營養(yǎng)價值完善，適口性好，易于消化，滿足肉牛、奶牛等家畜冬春季的營養(yǎng)需要，使肉牛、奶牛保持高水平的營養(yǎng)狀態(tài)和生產(chǎn)水平，是肉牛業(yè)和奶牛業(yè)不可缺少的基礎(chǔ)飼料之一。最近幾年，肉牛業(yè)有了很大的發(fā)展，向國內(nèi)外市場提供了大量的牛肉，很多地方成了有名的養(yǎng)?？h。牛奶業(yè)是公認的節(jié)糧、經(jīng)濟、高效的產(chǎn)業(yè)，屬“菜籃子”工程。牛奶還是飼料轉(zhuǎn)化率最高的營養(yǎng)物質(zhì)。因此發(fā)展奶牛業(yè)，推廣種植青貯玉米，可以帶動我國畜牧業(yè)的持續(xù)快速發(fā)展。 世界上畜牧業(yè)發(fā)達的國家都很重視青貯玉米的種植和生產(chǎn)。如法國、加拿大、英國、荷蘭、德國等國家都培育了大量的青貯專用玉米品種。在歐美許多國家中，青貯玉米飼料早已成為反芻家畜日糧中主要的有效能量成分和幼畜育肥的強化飼料。1997年歐洲種植的青貯玉米面積達4.0106hm2，加拿大超過190，000hm2，近幾年美國青貯玉米種植面積占玉米總面積的6%-10%。由于青貯玉米的諸多優(yōu)點， 今后我國仍將保持較大比例的青貯玉米種植面積。 青貯玉米種植面積在迅猛的增加，但相應(yīng)的收獲機械的發(fā)展卻跟不上步伐，且收獲的質(zhì)量并不是很高，每年因為這個原因損失的糧食非?？捎^。且國產(chǎn)收獲機的機械性能和國外的相比還存在很大的差距。因此研制新的玉米收獲機是迫切要解決的問題。 2 基本結(jié)構(gòu)、原理及主要技術(shù)參數(shù) 2.1 結(jié)構(gòu) 青玉米秸稈收割切碎機結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。它主要由機架總成、動力輸出軸、變速箱總成、傳動軸系總成、玉米桿收割器和玉米桿切碎器總成等組成。 圖2-1 棉稈粉碎還田機械 1、齒輪箱 2、收割臺 3、切刀 4、傳動軸 5、傳送帶 2.2工作原理 該機由拖拉機動力輸出軸傳入動力，經(jīng)一對皮帶輪將動力傳給齒輪箱，齒輪箱箱將水平傳動改變?yōu)榇怪痹鏊賯鲃?，帶動切刀旋轉(zhuǎn)，對秸稈進行切割。液壓馬達帶動割刀對玉米秸稈進行收割。當拖拉牽引機具前進時，秸稈喂入機殼，在刀片較大的加速度和動能的作用下秸稈切斷并打入機殼內(nèi)。秸稈經(jīng)過切刀的剪切被切成碎節(jié)最后被風(fēng)機吹出機體并回收。 2.3主要技術(shù)參數(shù) 外形尺寸(長×寬×高)(mm) 1250×1800×1060 工作幅寬(mm) 1800 粉碎長度(mm) ≤200 留茬高度(mm) ≤100 動刀額定轉(zhuǎn)速() 1450 工作速度() 8-10 生產(chǎn)效率() 0.8-3 配套動力(馬力) ≥18 3.關(guān)鍵部件的設(shè)計 3.1 切割刀的設(shè)計和刀片的分布結(jié)構(gòu) 本次設(shè)計采用的是圓盤切割器，圓盤刀切割器有小巧靈便的特點，整機體積小，是新興的用于青貯玉米的切割器．更換方便隨著機器的前進，作物會自動喂入到粉碎裝置， 喂入條件改善許多，且圓盤切割器容易制造，價格非常低， 刀盤體中心軸套和刀盤軸連接，這種結(jié)構(gòu)力求減少氣流阻力，節(jié)約能源。刀盤都是做過靜平衡試驗，不平衡力矩≤0.025Nm（即2.5克重米）。刀片都分組稱其質(zhì)量，每組刀片質(zhì)量之差≤5g。每個刀片應(yīng)做到其質(zhì)量和幾何形狀都相同。 圖3-1 3.2 切碎刀的設(shè)計 切碎刀的設(shè)計如圖3-2 參數(shù)的確定：切碎刀是青貯玉米收獲機中非常重要的工作部件，其參數(shù)的設(shè)計很重要，相關(guān)參數(shù)如下 1）切碎動刀的夾角 該夾角的大小決定著切碎莖桿的長度，夾角過大，則粉碎效果差，夾角小粉碎效果好，可是功率消耗大。從試驗中得知，該夾角在30°～60°之間最好。本設(shè)計取45° 2）切碎動刀的旋轉(zhuǎn)速度 切碎刀的旋轉(zhuǎn)速度是影響切碎質(zhì)量的重要因素，但速度不應(yīng)該太高，由資料知切碎刀軸的轉(zhuǎn)速在1400-1500r/min之間，本次設(shè)計取 1450r/min。 圖3-2 4.結(jié)束語 青貯機制造技術(shù)的落后已經(jīng)嚴重影響著我國畜牧業(yè)的健康發(fā)展，盡快提高我國青貯機的制造水平和應(yīng)用水平，研制適應(yīng)我國發(fā)展的青貯設(shè)備，為我國畜牧業(yè)和奶業(yè)的發(fā)展提供性能優(yōu)良、造價適中的加工裝備，已成為一項必須盡快解決的任務(wù)。因此，應(yīng)盡快提高我國青貯機的應(yīng)用水平和制造水平，帶動畜牧業(yè)和奶業(yè)的發(fā)展，徹底解決種植業(yè)的原料利用問題，為農(nóng)村經(jīng)濟持續(xù)、健康發(fā)展提供后勁。 本課題研究的青貯機是在原蘇聯(lián)制造的青貯機的基礎(chǔ)上加以改進，采用新的切割器和粉碎器，使青貯機的工作效率大大提高，且在設(shè)計中采用套筒結(jié)構(gòu)，減小了青貯機的體積．。安全方面，該青貯機在輸出傳動中采用帶傳動，可有效的防止因為過載而損壞青貯機的部件。 根據(jù)市場需求，在調(diào)研國內(nèi)外同類產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，經(jīng)消化吸收、改進設(shè)計了此機器，在設(shè)計過程中，充分考慮了玉米的含水率，植株的密度和地塊的狀況等物理特性，因此工作的可靠性有了較大的提高。本機采用了先進的加工工藝，在經(jīng)濟性、耐用性、可靠性、安全性、等達到了較高的水平。 參考文獻 [1] 蔣 耀 八十年代國內(nèi)外農(nóng)機化新技術(shù) [M] 哈爾濱：農(nóng)村讀物出版社，1984 [2] 肖遠金．幾種飼料收獲機械 [J] 農(nóng)業(yè)機械，2002，（6）：50 [3] 沈再春．農(nóng)產(chǎn)品加工機械與設(shè)備[M]．北京:農(nóng)業(yè)出版社出版，1993，68-72． [4] 隆 重．青貯玉米機械化生產(chǎn)技術(shù) [J] 農(nóng)業(yè)機械，2001，（5）：54—55 [5] 王鐵靈．．中國奶業(yè)現(xiàn)狀[J]．中國牧業(yè)通訊，2002，（2）：40~42 [6]機械設(shè)計手冊 上 下冊（第二版） 化學(xué)工業(yè)出版社 [7] 王之煦．許杏根主編．簡明機械設(shè)計手冊． 北京：機械工業(yè)出版社 1997 [8] 洪鐘德主編．簡明機械設(shè)計手冊．上海：同濟大學(xué)出版社，2002 [9] 甘永立主編．幾何量公差與檢測．上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2001 [10]機械設(shè)計第七版 西北工業(yè)大學(xué)機械原理及機械零件教研室編． [11] 趙振起編著 機械制圖手冊 國防工業(yè)出版社． [12] 蔡春源主編．新編機械設(shè)計實用手冊．北京：學(xué)苑出版社，1992． [13]機械設(shè)計手冊聯(lián)合編寫組編．機械設(shè)計手冊（第二版）．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1987． [14] 李經(jīng)懿，王修桂，韋華琴．前置式玉米收獲機的研究[J]．山東農(nóng)機，1998，(4):3-7． [15] 劉漢林．玉米收獲機械化發(fā)展問題淺談[J]．江蘇農(nóng)機化，2004，(4):19-19． [16] 王如喜．玉米收獲機械化技術(shù)的發(fā)展及對策[J]．科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2004，14(6):92-93． [17]張寶苓．玉米聯(lián)合收獲機的發(fā)展及應(yīng)注意的問題．農(nóng)業(yè)機械化研究文集，2002（1）：3 [18]胡偉．應(yīng)加強玉米收獲機的開發(fā)和推廣．農(nóng)機質(zhì)量與監(jiān)督，2001（6）：31 [19]林建華．強力推進玉米機收．農(nóng)機科技推廣，2003（10）：8