3676 小型棉花秸稈收獲機(jī),小型,棉花,秸稈,收獲,收成 塔里木大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告課題名稱 小型棉花秸稈收獲機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 韓喜東 學(xué) 號(hào) 8031208228 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化 班 級(jí) 12-2 指導(dǎo)教師 李鳳娟 起止時(shí)間 2011.12-2012.5 機(jī)械電氣化工程學(xué)院教務(wù)辦制填 表 說(shuō) 明一、學(xué)生撰寫《開題報(bào)告》應(yīng)包含的內(nèi)容：1、本課題來(lái)源及研究的目的和意義；2、本課題所涉及的問(wèn)題在國(guó)內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析；3、對(duì)課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析；4、本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問(wèn)題及解決的思路；5、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法；6、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃；7、主要參考文獻(xiàn)（不少于 7 篇）。二、本報(bào)告必須由承擔(dān)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題任務(wù)的學(xué)生在接到“畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書”的兩周內(nèi)獨(dú)立撰寫完成，并交指導(dǎo)教師審閱。三、開題報(bào)告要求手寫體，字?jǐn)?shù)在 3000 字以上，由學(xué)生在本報(bào)告冊(cè)內(nèi)填寫，頁(yè)面不夠可自行添加 A4 紙張。四、每個(gè)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題須提交開題報(bào)告一式三份，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師存閱，一份學(xué)生所在學(xué)院存檔，備檢備查。1、課題的來(lái)源，目的與意義人類要真正實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展就必須切實(shí)保護(hù)生態(tài)與環(huán)境,于是發(fā)展可再生資源就成為了世界各國(guó)發(fā)展的主要任務(wù)。我國(guó)已經(jīng)把經(jīng)濟(jì)發(fā)展生物質(zhì)能源作為一項(xiàng)重要的國(guó)家能源戰(zhàn)略。我國(guó)是世界上最大的棉花生產(chǎn)國(guó)與消費(fèi)國(guó)，已形成長(zhǎng)江流域、黃河流域、西北內(nèi)陸三大棉花主產(chǎn)區(qū)，據(jù)統(tǒng)計(jì)。2007 年全國(guó)種植面積 548 萬(wàn)公頃，月產(chǎn)棉花秸稈200 萬(wàn)噸。目前由于人工收獲棉桿強(qiáng)度大，又缺乏規(guī)?；斋@適用設(shè)備，在現(xiàn)有種植模式下，除部分還田之外，剩余秸稈隨意丟棄或就地焚燒，既浪費(fèi)資源又污染環(huán)境。而棉桿是一種木質(zhì)化程度高，韌皮纖維豐富的硬秸稈，容重，熱值高，已成為我國(guó)生物質(zhì)發(fā)電的主要燃料之一 [1]。但是棉桿量大，收儲(chǔ)季節(jié)性強(qiáng)；人工收集棉桿勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低；缺乏合適的配套棉桿收獲機(jī)。稈是棉花種植業(yè)的副產(chǎn)物，經(jīng)粉碎壓縮后也是一種很好的生物質(zhì)成型燃料。近年來(lái)棉花秸稈成型燃料產(chǎn)業(yè)在政府的大力支持下得到很快的發(fā)展 [2]。所以加快棉桿的綜合利用，實(shí)現(xiàn)秸稈的資源化，商品化，是國(guó)家促進(jìn)資源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)、農(nóng)民增收的重大措施。而棉花秸稈收獲機(jī)械化又是秸稈資源化、商品化的重要環(huán)節(jié)。 目前，國(guó)內(nèi)的棉花收獲機(jī)械從類型上可分為分段收獲機(jī)械和聯(lián)合收獲機(jī)械。分段收獲機(jī)械包括拔桿機(jī)、撿拾切碎機(jī)等。棉花的拔取、切碎、收集需要不同的機(jī)械來(lái)完成。拔棉柴機(jī)只是單純的將棉桿拔起放在田間，撿拾切碎機(jī)只是將放在田間的棉桿撿拾起來(lái)，送入粉碎裝置粉碎 [3]。這樣造成作業(yè)量作業(yè)量增加，勞動(dòng)強(qiáng)度大，收獲效率低?，F(xiàn)有的自走式聯(lián)合作業(yè)機(jī)械，對(duì)棉花棉桿不是拔取，而是剪短收獲，棉花根茬還留在田間，不但造成棉桿利用率低，還使后續(xù)耕作困難，同時(shí)由于該類機(jī)械價(jià)格昂貴，運(yùn)營(yíng)成本大，農(nóng)民迫切需要同時(shí)拔棉柴和粉碎收集的中型棉桿收獲機(jī)。因此，研發(fā)一種棉花秸稈聯(lián)合收獲機(jī)械，一次性的完成棉桿的拔除，撿拾，切碎，集箱等作業(yè)工序，將棉桿的傳統(tǒng)收獲環(huán)節(jié)濃縮成聯(lián)合收獲一個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)于提高棉花秸稈收獲機(jī)械化水平，提高棉花秸稈的利用率，減輕農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，增加農(nóng)民收入都有重要的意義。2、棉花秸稈收割機(jī)在國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析 美國(guó)，印度，烏茲別克斯坦、澳大利亞以及俄羅斯等主要是棉花的生產(chǎn)大國(guó)和貿(mào)易大國(guó)，其棉桿機(jī)械設(shè)備技術(shù)主要以對(duì)行式為主 [4]。按照收獲原理分為 3 種；鏟切，刨挖和拔桿。棉桿鏟切技術(shù)：由挖掘鏟深入土層中，把棉桿跟切斷，利用旋轉(zhuǎn)星輪撥取棉桿達(dá)到桿土分離。常用的機(jī)型有烏茲別克斯坦生產(chǎn)的 KV-3.6A 和 KV-4A 型，行距分別為.0.6 米和 0.9 米，由機(jī)架，挖根鏟，柵狀導(dǎo)向板，星型喂入輪和錐形齒輪減速器組成。由拖拉機(jī)牽引，一般收獲 4 行棉桿，鋪放成條，棉桿曬干后，由人工和打捆機(jī)成捆以備后用。此技術(shù)入土切割鏟動(dòng)力消耗較大，磨損嚴(yán)重。優(yōu)點(diǎn)是行距要求不嚴(yán)。棉桿刨挖技術(shù)；主要采取對(duì)稱傾斜雙圓盤刨挖，原理類似于雙圓盤開勾器。典型代表是美國(guó)的 DAVE KOENIG 和 ORTHMAN 棉花刨挖 [5]機(jī)。前者可以進(jìn)行2、4、6、8 行棉桿，對(duì)不同棉桿適應(yīng)性強(qiáng)；后者圓盤角度和高度可調(diào)，為了減少運(yùn)輸幅度，拔桿可以折疊起來(lái)。作業(yè)時(shí)，其機(jī)構(gòu)自動(dòng)伸展，采用平行四桿仿形，在拔桿后面安裝切碎裝置，實(shí)現(xiàn)秸稈拔取與還田。此技術(shù)動(dòng)力消耗相對(duì)較少，但是一般要求對(duì)行行就強(qiáng)棉桿拔取技術(shù)；采用 45 度傾角安裝的橡膠對(duì)輥夾取。典型的澳大利亞的 Muti 拔棉桿機(jī)械和美國(guó)的 AMADASM 棉桿拔取切碎收獲機(jī)。前者可進(jìn)行 8 行棉桿，作業(yè)速度高達(dá) 22Km/h 直接將棉桿平鋪地上。后者連根拔取并切碎，作業(yè)行走速度快，而且還有傳動(dòng)安全保護(hù)措施。缺點(diǎn)是對(duì)種植行距的標(biāo)準(zhǔn)性要求高，對(duì)機(jī)手操作的熟練程度要求很高。適用于標(biāo)準(zhǔn)化栽培的規(guī)模種植。在國(guó)外，棉花的主要處理方式有兩種；一是田間粉碎還田 [6]。如美國(guó)棉花種植區(qū)秋季收花后將棉花秸稈粉碎還田，或者將面秸稈拔取后經(jīng)粉碎散落于地表。如美國(guó)USM 棉花桿整根拔取收獲機(jī)。二是收獲；如俄羅斯，蘇丹，烏茲別克等國(guó)還用棉桿代替木材造紙，造板材等，取得了良好的效果，并形成了先進(jìn)的、適用的、可靠的利用模式。抓喲采取先進(jìn)的可一次實(shí)現(xiàn)棉桿收獲、粉碎、打捆的機(jī)械化技術(shù)。代表機(jī)型有烏茲別克生產(chǎn)的 KV-3.6A 和 KA-4A 型。機(jī)具作業(yè)時(shí)由拖拉機(jī)牽引，一般收獲 4 行棉桿，鋪放成條，棉桿曬干后由人工或打捆機(jī)打成捆。雖然其棉桿加工先進(jìn)技術(shù)不完全適合我國(guó)國(guó)情，但已經(jīng)形成的棉桿收獲及初加工工藝技術(shù)路線和循環(huán)利用模式為我國(guó)提供了值得借鑒的成熟的經(jīng)驗(yàn) [7]。在六十年代中期，我國(guó)就開始了對(duì)棉花收獲機(jī)械的研制 [8]。到七八十年代末，家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制的推行，棉花產(chǎn)量劇增，引發(fā)棉花收割機(jī)的研制熱潮。到九十年代初，隨著棉花價(jià)格的上升和棉花輪種技術(shù)的發(fā)展，棉花種植面積擴(kuò)大，棉花機(jī)械迫切需要，中國(guó)農(nóng)機(jī)院成立了專業(yè)課題組，進(jìn)行研制。近年來(lái)，棉花已被光泛用于能源，造紙以及生物基材料等。多年來(lái)，我國(guó)發(fā)展研制出的機(jī)型大致分為鏟切式，提拔式和聯(lián)合作業(yè)式。（1）鏟切式： 主要研究前蘇聯(lián)二行鏟切式棉桿收獲機(jī)。這類機(jī)械的收獲部件，一般設(shè)計(jì)成一個(gè)“人”子形狀的大鋤鏟，作業(yè)時(shí)，懸掛在拖拉機(jī)前面，拖拉機(jī)高速行駛，而人字形鏟入土一定深度穿行，利用拖拉機(jī)前進(jìn)的動(dòng)力切斷根棉，并使面干向上抬起，自然堆放到地面；有的機(jī)型再拖拉機(jī)后牽引一把摟杷，把棉桿樓集成鋪條，此機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用方便，但是效率低，殘留棉桿跟較多，鋪放不整齊。主要與小型拖拉機(jī)配套使用。（2）提拔式：提拔式棉花收割機(jī)是用起拔機(jī)構(gòu)把棉桿從土壤中提拔出來(lái)，按起拔器的形狀和結(jié)構(gòu)分為輥式、夾式和鏈桿式 3 種。輥式起拔器又分為圓柱輥、半圓柱輥、圓椎、圓柱圓錐綜合輥等；夾式起拔器分為平動(dòng)夾式，鉗夾式、盤夾式；鏈桿式起拔器分為單鏈桿，雙鏈桿、齒盤鏈桿式和鏈抓式。以上機(jī)型由于個(gè)地點(diǎn)研發(fā)單位根據(jù)棉花生長(zhǎng)特點(diǎn)和本地地域環(huán)境初步試制的機(jī)型，沒(méi)有得到廣泛推廣。目前，具有代表性的有 4MJ-2 盤式棉花秸稈收獲機(jī)。工作時(shí)有拖拉機(jī)前進(jìn)帶動(dòng)機(jī)具前移，地輪傳動(dòng)帶動(dòng)拔盤轉(zhuǎn)動(dòng)，前進(jìn)中拔盤遇到棉花秸稈將秸稈拔起，并將其撥向后方，帶集成一堆放置于田間。（3）聯(lián)合收割機(jī)；此類機(jī)型雖沒(méi)有推廣使用，但從原理上給予設(shè)計(jì)上的啟示。綜合國(guó)內(nèi)外技術(shù)基礎(chǔ)，綜合聯(lián)合收割機(jī)技術(shù)。中國(guó)機(jī)械化農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院組織開發(fā)了一種切割式聯(lián)合收獲機(jī)械，一次完成收割，切碎，集箱作業(yè)，克服了種植行距的限制，解決了密植，細(xì)桿和西部?jī)?nèi)陸土地凍結(jié)后收獲難題，成為了以棉桿為原料的生物質(zhì)秸稈直燃發(fā)電廠配套的主要燃料設(shè)備。由于受到割刀工作原理，地面平整程度的限制，特別是壟作時(shí)做到低茬收割有一定難度，跟茬依然留在地里，沒(méi)有從根本上解決。為 了滿足我國(guó)長(zhǎng)江流域，黃河流域棉花主要產(chǎn)區(qū)棉桿粗大，高大，先拔取后收獲的分段工作方式，中國(guó)農(nóng)機(jī)院又開發(fā)了棉桿撿拾聯(lián)合收割機(jī)，集棉桿自動(dòng)撿拾、喂入、輸送、切碎、拋送、裝箱、切料一體化，該機(jī)重點(diǎn)突破了棉桿類冠狀植物強(qiáng)制抓取，連續(xù)喂入技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了棉桿分離高效聯(lián)合收獲作業(yè)。綜上所述，小型拖拉機(jī)配套的棉桿收獲機(jī)型，收獲效率受到限制，中間處理環(huán)節(jié)較多，無(wú)法滿足棉桿規(guī)?；I(yè)利用需求，大型高效規(guī)?；占夹g(shù)裝備成為主導(dǎo)。作為一種優(yōu)質(zhì)的可再生生物質(zhì)資源，棉桿規(guī)?；鲋导庸だ眯枨笃仍诿冀?，因此，深入開發(fā)研究長(zhǎng)江流域，黃河流域，西北內(nèi)陸棉花主產(chǎn)區(qū)種植模式和生長(zhǎng)特點(diǎn)的棉花收獲成套設(shè)備，形成聯(lián)合收獲和分段收獲兩大作業(yè)體系，實(shí)現(xiàn)棉桿田間收獲機(jī)械化作業(yè)，為棉桿資源規(guī)?；I(yè)利用提供原料收集技術(shù)裝備支撐，成為必然趨勢(shì)，且發(fā)展前景廣闊。 3、任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期的可行性分析通過(guò)此次設(shè)計(jì)棉花秸稈收割機(jī)，可形成聯(lián)合收獲秸稈的方法，實(shí)現(xiàn)棉桿收獲機(jī)械技術(shù)的提高，使切斷，收獲，粉碎同時(shí)進(jìn)行，大大的提高作業(yè)效率，從而改變以前棉桿收獲困難，而且也使收獲成本大大降低。聯(lián)合收獲，促進(jìn)了棉桿規(guī)?；a(chǎn)業(yè)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)秸稈能夠有效地綜合利用。秸稈作為一種優(yōu)質(zhì)能源，此技術(shù)也阻止了人們隨便焚燒秸稈，浪費(fèi)資源，防止環(huán)境污染，秸稈大量浪費(fèi)。4、研究的，關(guān)鍵的問(wèn)題及解決的思路（1）整機(jī)結(jié)構(gòu)圖 根據(jù)課本所學(xué)知識(shí)及外部相關(guān)資料，概括總結(jié)出該機(jī)器的工作原理，根據(jù)工作原理，看需要什么機(jī)構(gòu)，幾個(gè)機(jī)構(gòu)；什么裝置，幾個(gè)裝置，不能重復(fù)，也不能缺少。（2）傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì) 所設(shè)計(jì)的方案必須要滿足棉花收獲的各項(xiàng)工作性能要求（3）關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì) 關(guān)鍵零部件直接影響著機(jī)器的性能，在設(shè)計(jì)的時(shí)候必須要結(jié)構(gòu)合理。所選的零件必須要經(jīng)過(guò)充分的試驗(yàn)研究，每個(gè)零件結(jié)構(gòu)參數(shù)必須準(zhǔn)確。5、所必須的工作條件完成本課題需要相關(guān)的二維和三維制圖軟件，學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的電腦里面裝有這些軟件，可通過(guò)老師向?qū)W校借用。6、工作方案及工作進(jìn)度第一周~第三周 查找文獻(xiàn)資料，整理資料，了解棉花秸稈收割機(jī)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀第四周~第五周 對(duì)查閱的文獻(xiàn)資料進(jìn)行歸納整理，設(shè)計(jì)小型棉花秸稈收割機(jī)的總體方案第六周~第九周 對(duì)小型棉花秸稈收割機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)第十周~第十二周 撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明，對(duì)部分問(wèn)題進(jìn)行修改，調(diào)整第十三周~第十四周 整理資料準(zhǔn)備答辯7、參考文獻(xiàn)[1] 馮剛,吳永新 .棉稈資源的開發(fā)利用[J].水利水電機(jī)械,2006(12):50-52.[2] 張鳳元.我國(guó)棉花秸稈收獲機(jī)械的研究歷史及現(xiàn)狀[J].山東農(nóng)機(jī),1996(4):4-5.[3] 趙東波.棉花拔桿清膜旋耕機(jī)研究設(shè)計(jì)[J].農(nóng)機(jī)化.2004(4):34-35.[4] 賈健.撥棉柴機(jī)的設(shè)計(jì)[J].研究山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào).2005,(3):268-269.[5] 沈茂,張國(guó)忠 ,周勇.我國(guó)棉類機(jī)械收獲技術(shù)現(xiàn)狀綜述[J].農(nóng)機(jī)化研究,2009,(5):1-5.[6] 中國(guó)棉花 .棉花秸稈利用現(xiàn)狀分析和探討.2005,33(3).[7] 孫照斌 ,馬蘭菊.試論棉桿的工業(yè)化利用.建筑人造版.2001(3).[8] 武云亮.開發(fā)利用棉副產(chǎn)品,促進(jìn)棉花產(chǎn)業(yè)發(fā)展[J].江西棉花,1998(6).[9] 李樹軍,王俊友 ,楊炳南等,主要農(nóng)作物秸稈收集技術(shù)發(fā)展[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械,2008,6(A).23~26.學(xué)生簽名 韓喜東 2011 年 12 月 04 日指導(dǎo)教師審閱意見指導(dǎo)教師簽名 年 月 日