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黑龍江八一農(nóng)墾大學
畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告
學生姓名： 徐少華 學 號： 20054024125
專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化（1）
設(shè)計(論文)題目： 割草壓扁機的設(shè)計
指導教師： 李玉清
2009 年 3 月 18 日
畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告
文 獻 綜 述
1、本課題的目的及意義
苜蓿是豆科牧草，含有較多的膠體物質(zhì)和較少的碳水化合物而不易青貯，刈割的苜蓿必須及時干燥，否則就會發(fā)霉變質(zhì)甚至腐爛，致使動物無法食用。青干草是草產(chǎn)品流通的主要形式，同時也是發(fā)展綠色畜牧業(yè)的重要的蛋白質(zhì)資源。目前，已開發(fā)的牧草產(chǎn)品有草粉、草顆粒、草塊、草餅、草捆、葉塊、葉粒和濃縮葉蛋白等。牧草產(chǎn)品在國際、國內(nèi)均具有非常廣闊的市場，亞洲已成為世界上最大的苜蓿產(chǎn)品進口市場，年總需求量240-255萬噸，其中，紫花苜蓿是生產(chǎn)量和銷售量最大的牧草產(chǎn)品，在美國已成為僅次于小麥、玉米和水稻的第四大農(nóng)作物，成為美國農(nóng)業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)。由于苜蓿草產(chǎn)品品質(zhì)高低的決定因素之一是適宜收獲期——始花期，而這個時期只有15天。據(jù)恩斯明格（1980）報道，無論禾本科、豆科或是混播牧草，在始花期以后，每推遲一天，牧草的消化率和采食量均降低0.5%以上，總營養(yǎng)價值下降1%以上。因此必須根據(jù)不同牧草及飼料作物的產(chǎn)量及營養(yǎng)物質(zhì)含量，適時刈割。使之既不影響牧草的生長發(fā)育，又能獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的青干草。苜蓿草產(chǎn)品品質(zhì)高低的決定因素之二是干草的調(diào)制。處于收割期的苜蓿不僅有80%的含水量，同時也含有占物質(zhì)質(zhì)量20%～25%處于活性狀態(tài)的蛋白質(zhì)和維生素，營養(yǎng)非常豐富。但苜蓿在被刈割后，當干燥72h時，蛋白質(zhì)保存率只有70%左右。隨著干燥時間的加長，蛋白質(zhì)的保存率逐漸降低，不能保證苜蓿產(chǎn)品的質(zhì)量，尤其在陰雨天損失更大。此外，苜蓿葉片與莖的干燥速度不同，當葉片已經(jīng)脫水達到安全水分（14%～15%）時，莖的含水量還很高，在此后的進一步脫水過程中，葉與莖的連接力很小，只要輕微的抖動或搬運都可能造成嚴重的落葉損失，使苜蓿的蛋白質(zhì)含量急劇減少，從而失去應有的商品價值和飼喂價值。經(jīng)過壓扁的牧草的干燥時間明顯縮短。為使苜蓿草能適時刈割，提高苜蓿在田間的晾曬時的干燥速度，又要保證苜蓿莖和葉的干燥速度達到基本同步，必須研制割草壓扁機。
割草壓扁機是專門用于收獲優(yōu)質(zhì)飼草的一種機具。目前，牧草收獲機械特別是苜蓿收獲機械主要是由外國進口，國產(chǎn)機械處于起步階段。它的最大優(yōu)點是促進飼草快進干燥，有效保存飼草養(yǎng)分。近年來由于國家西部大開發(fā)，開展大規(guī)模生態(tài)建設(shè)和“三化”草原生態(tài)治理，人工種植草場面積不斷擴大，尤其是近年來不同方式下牧草的干燥過程Fig 1.1 The dry process of the herbage under different way(1)是用割草機割下未壓扁的（2）是經(jīng)過壓扁的牧草的干燥過程城市郊區(qū)興起的大面積種植苜蓿熱，對切割壓扁機的需求呼聲高叫。該機主要用于苜蓿類飼草的收獲作業(yè)，可一次性完成收割、調(diào)質(zhì)壓扁和鋪條作業(yè)。中央要求到2010年完成8300萬hm2人工草地和“三化”草地的治理。若其中五分之一采用機具收獲，按33 hm2草場配置一臺割草壓扁機計算，則需要五萬臺以上，因此，割草壓扁機前景廣闊。目前國內(nèi)已有企業(yè)生產(chǎn)割草壓扁機，由于結(jié)構(gòu)和材料方面的原因，易將枝條壓折、枝條壓掉。國外較具有代表性的機型是美國約翰迪爾的往復式割草壓扁機，其獨特的設(shè)計不僅能夠成分保持牧草的營養(yǎng)成分，減少對土壤的壓實，加快下一茬作物的生長，而且具有效率高，可靠性好，割茬高度、切割角度調(diào)整方便等一系列特點，值得我們?nèi)⒖冀梃b。21世紀要實現(xiàn)農(nóng)牧業(yè)經(jīng)濟的騰飛，根本出路在于農(nóng)林牧綜合發(fā)展，而突破口在于種草，種草是發(fā)展畜牧業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ)。牧草生產(chǎn)的特點是規(guī)模大，勞動強度大，生產(chǎn)條件變化多。我國平均每5500hm2才有一套割摟草機，配套機具嚴重缺少，而在美國每60hm2就有一套較完備的配套機械收獲設(shè)備。由于機具缺少，不配套，每年收割的干草僅占可割草量的9.8％，因此，必須發(fā)展與之相適應的機械的支撐。
2、牧草壓扁機的發(fā)展現(xiàn)狀
國內(nèi)外牧草收獲機械按其切割部件的結(jié)構(gòu)分為往復式和圓盤式；按其行走動力分為牽引式、半懸掛式、懸掛式、自走式割草機；按照割草幅寬可為窄幅和寬幅式割草機。割草壓扁機作為牧草機具的一種，其主要功能是對牧草進行切割與壓扁，并在地面上形成一定形狀和厚度的草鋪。按照切割部件的結(jié)構(gòu)分類，可分為往復式割草壓扁機和圓盤式割草壓扁機；按照行走動力驅(qū)動方式分類，可分為自走式與牽引式，而對于牽引式又有側(cè)牽引架式與中樞軸牽引架式之分；按照壓扁方式進行分類，有橡膠輥、鋼輥和捶片式之分。各種不同的割草壓扁機有不同的作業(yè)使用條件。往復式切割器牧草機具的研究發(fā)展概況往復式切割器牧草機具歷史悠久，適于收割天然牧草和種植牧草，具有割茬低而整齊，牧草損失少，所需拖拉機配套動力相對較小，機械造價相對較低，投資較小，運行成本比圓盤式高，便于調(diào)整使用等優(yōu)點。其發(fā)展趨勢是提高生產(chǎn)效率：一是提高前進速度，二是增加割幅。加大割幅將增加金屬消耗量，因此以提高前進速度更為有利。但為保證切割質(zhì)量，必須同時提高切割器切割速度。但隨著切割速度的提高，割刀往復慣性力增加，從而加劇了機器振動和機件損壞，導致切割高產(chǎn)或濕潤牧草時堵刀。這種割草壓扁機雖有這些缺點，但目前仍作為一種標準機型被國內(nèi)外廣泛使用和大量生產(chǎn)，并且在不斷完善和改進。
我國畜牧機械工業(yè)是農(nóng)業(yè)工業(yè)中起步較晚、發(fā)展緩慢的行業(yè)之一。牧草收獲機械是我國生產(chǎn)及使用最早的畜牧機械之一，其發(fā)展分兩個階段:第一階段為50～70年代中期，只生產(chǎn)一些仿蘇40～50年代畜力及機引的往復割草機、橫向樓草機和畜力捆草機，這些機具機型陳舊、指標落后、質(zhì)量低、成本高。第二階段為70年代后期至90年代末，開始仿制一些國外先進的具有70～80年代水平的牧草收獲機械，填補了許多空白，使我國改變了過去只沿用唯一的割、摟、集、垛、運的收獲工藝，初步形成了散草、方捆、圓捆等多種收獲工藝系統(tǒng)。盡管如此，我國直到1979年白城牧機廠才試制成9GS-4.0型自走式割草壓扁機，同年呼和浩特畜牧研究所和佳木斯聯(lián)合收割機廠研制成9GSQ-4.0型牽引式割草壓扁機，1982年由呼和浩特牧機所和大同農(nóng)牧機械廠共同研制了電擺環(huán)驅(qū)動的9GY-3.0型牽引式切割壓扁機，填補了牧草收獲機械的一項空白。雖然近年來牧草收獲機械發(fā)展迅速，但機械化水平還是很低。尤其是在小型的農(nóng)場，主要還是手工收獲為主，刀具磨損非常厲害，農(nóng)民勞動強度非常大。根據(jù)農(nóng)村種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和當前經(jīng)濟體制的情況，畜牧機械的研制，在機型上應以中小型為主；在研究內(nèi)容上，要重點解決勞動強度大、用工多的牧業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)；在研究方向上，應本著先易后難的原則進行。當前應首先研制一些機型小、質(zhì)量好、價格低的牧草收獲機械；以適應專業(yè)戶發(fā)展的需要。我國的草場面積與美國大體相同，但是牧草機械的保有量卻很少。如割、摟草機保有量僅為美國的1%；20世紀80年代，日本方捆機的保有量為2.3萬臺，而我國20世紀90年代初的保有量僅為美國的0.07%、日本的0.2%.20世紀70年代中期，美國圓捆機保有量為10萬臺，而我國目前的保有量僅為美國的0.1%.我國牧草機械化水平與國外發(fā)達國家相比還有相當大的差距。
參考資料
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畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告
本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）
1、 研究內(nèi)容
（1）采用旋轉(zhuǎn)式割草機得到迅速發(fā)展，它屬無支承切割。切割器刀片安裝在刀盤上，并隨刀盤一起旋轉(zhuǎn)進行割草，其前進速度高（可達14~15km/h），有較高的生產(chǎn)率，不產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象，更換刀片簡易，工作平穩(wěn)性好，保養(yǎng)方便。但旋轉(zhuǎn)式割草機功率消耗較大，工作幅重割區(qū)大，割茬不齊，碎草多，機械造價相對較高，投資較高，且對地面的平坦程度要求較高。因此適應于平原地區(qū)的牧草切割。
（2）采用牽引式割草壓扁機。
（3）采用偏心撥禾輪，將牧草垂直撥入割臺，并及時推向壓扁輥，減少了牧草損失。
（4）拖拉機動力經(jīng)傳動軸傳至割草壓扁機變速器內(nèi)，驅(qū)動壓輥鏈輪轉(zhuǎn)動；帶動撥禾輪轉(zhuǎn)動和往復式割刀往復切割。
（5）采用人字型橡膠壓扁輥，既可將牧草柔和壓扁，又具有將牧草鉗入的功能。
2、本課題計劃設(shè)計指標
該課題所研制的牧草收割機將達到下列技術(shù)經(jīng)濟指標：
(1)切割速度：1.67-2.78m/s。
(2)人字形橡膠壓扁輥。
(3)平均割茬高度≤100cm。
(4)機器類型：牽引式。
(5)割幅≤2.8m。
(6)使用可靠性系數(shù)≥0.92。
(7)牧草品種為苜蓿。
(8)拖拉機動力要求 40馬力。
3、 研究方法
(1)利用檢索方法進行中外文獻資料收集。
(2)國內(nèi)外部分牧草收獲機械調(diào)查研究。
(3)對本課題進行總體分析和制定方案。
(4)利用機械設(shè)計理論進行計算并驗算所得結(jié)果。
(5)最后利用計算機軟件進行總裝配圖的繪制和重要部件的繪制。
畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告
指導教師意見：
1．對“文獻綜述”的評語：
2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計（論文）結(jié)果的預測：
指導教師：
年 月 日
所在專業(yè)審查意見：
負責人：
年 月 日
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