小型拔梗机的研究机设计_毕业设计(35页).doc
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1、-小型拔梗机的研究机设计_毕业设计-第 II 页小型拔梗机的研究机设计【摘 要】本文针对农作物的茎秆采用机械化收获进行了一定的研究,并研制出了一种小型农作物拔梗机。设计的这种拔梗机在满足普通拔梗机的功能的基础上还做了一些改进,设计一种拔梗更快更干净、更加小型轻便,成本低,且效率更高,性能更好的拔梗机,广泛适用于中小型田间作业。阐述了小型农作物拔梗机的工艺流程、结构特点。根据设计要求,确定了基本参数及主要技术性能指标。对小型农作物拔梗机所需功率进行分析确定,通过实验分析得出了结论。改进后的拔梗机能一次完成农作物茎秆的破土、夹持、拔出、提升、输送和成堆集放,工序集中,生产效率高,结构简单、制造、安
2、装、操作方便、使用维护简便,功能齐全,适应性强,故障少,使用寿命长,能一机多用。【关键词】:小型内燃机;拔梗机;作物茎秆;实验分析Machine of small pulling machine design stemAbstract This paper adopted the stalks mechanized harvesting crops made certain research, and developed a small crops pull infarction machine. Design of the machine to satisfy common pulled i
3、nfarction pulled the function of stems machine based on made some improvements, design a kind of pull more clean, more faster infarction small and portable, low cost, and more efficient, pluck infarction better performance, extensively suitable for small and medium-sized machine field operations. Ex
4、pounds the small crops pull infarction machine process, structural features. According to the design requirements, determine the basic parameters and main technical performance indicators. Pull out of small crops needed power stems machine, through analysis to identify the conclusion experimental an
5、alysis.The improved pull infarction function once completed crop stalks break, clamping, uproot, upgrade, transmission and piles set to put, process focused, efficient production, simple structure, manufacture, installation, convenient operation, use convenient maintenance, the function is all ready
6、, adaptable, low malfunction, service life is long, can multi-usage.【Keywords】:Small internal combustion engine; Crop stalks;Pulled infarction machine;Experimental analysis第一章 绪论1.1 课题背景我国是一个农业大国,玉米、棉花的种植面积大,仅我省的玉米、棉花种植面积就达1000万亩以上。近几年来,玉米、棉花的种植面积仍在不断扩大,收获后茎杆留在地间中,农民要采用砍、割、拔的方式进行清除,劳动强度大,作业效率低。而且砍、割
7、后,这些作物兜根仍留在土壤中,影响来年播种。同时夹藏虫卵,增加来年庄稼病虫危害。加之秸秆碳氮比高,不易腐烂。所以秸秆还田常因翻压量过大,土壤水分不适,施不够,翻压质量不好等原因,出现妨碍耕作,影响出苗,烧苗,病虫害增加等现象,有的甚至造成减产。然而这些茎秆的收获却成了农民大伤脑筋的事情。历年来,这些茎秆的收获一直沿用人工拔收,一是农民劳动强度大,二是占用时间长,大都采用一年单熟的耕作方式,为减少农民的劳动强度,缩短作物的收获时间,最大限度地将一年单熟耕作方式改变为一年两熟,提高土地资源的利用率,让农民增加收入。大面积推广应用,作业质量符合农艺要求、工作效率高、使用可靠性强的农作物拔秆机显得非常
8、重要,也说明了该项目推广意义是很深远的。 小型拔梗机主要作业对象是农作物茎杆。即:棉梗、玉米梗、高梁梗等,其功能是将地间农作物茎杆进行除兜根拔茎杆集堆打梱机械化的作业。由于拔梗机不仅能大大降低农民的劳动强度、增加农民的工作效率,而且使得农民的作物增产增收。所以小型拔梗机的研究与设计是目前很有价值和意义的研究课题。 本次设计内容是小型拔梗机,它是由内燃机、行走底盘、机架,他还包括破土装置、拔梗装置、茎秆夹持装置、茎秆输送装置、传动箱、升降装置、集物栅。内燃机安装在行走地盘上,破土装置、拔梗装置、茎秆夹持装置、传动箱、茎秆输送装置和集物栅依次安装在机架上;机架安装在行走底盘的正前方,用升降装置中的
9、油缸和悬挂杆与行走底盘铰接,利用升降装置中的油缸动作来调节机架与地面的相对位置,达到破土装置的破土深度;破土装置固定在机架的前方下端;茎秆夹持装置安装在机架的上方;拔梗装置安装在传动箱中的传动轴上端;茎秆输送装置安装在机架的上方后部;集物栅的一端用铰接在机架一侧的下端,集物栅的另一端用弹簧挂接在机架上。 图1-1 小型条式拔棉梗机1.2 我国拔梗机的现状和发展前景1.2.1我国拔梗机的现状农民对各种农作物茎秆的收获一直沿用传统的人力拔收方式,不但增加了农民的劳动强度,而且不利于农田腾茬抢种。一个强壮的劳动力一天收不了一亩地农作物茎秆,且满手血泡,腰酸腿疼,苦不堪言。国内虽有几个厂家研制了单一的
10、拔杆机,但都因构造不合理,作业质量差,工作效率低,故障率高、适应性差或作业质量不能满足农艺要求等诸多原因农民不愿接受。一些农民试图用秸秆粉碎还田的方式将其直接粉碎还田,但是有的作物茎秆有着坚实的木质纤维,不易沤制,直接影响下茬作物生长,易导致大面积减产,农友怨声载道。1.2.2我国拔梗机的发展前景:今朝我国农作物拔梗机械处于发展开始的一段时间,拔梗机械化程度较低,发展小型成套机械设备是我国拔梗机械的发展趋势。农作物茎秆作为一种农业生产的副产品,产量大、品类多、漫衍广,同时也是一项重要的有生命的物质资源。占涉及方面计数,我国年产农作物茎秆6亿吨以上,资源领有量居世界榜首。根据预先推测,跟着农业生
11、产技能的不断提高,茎秆总量将呈增加趋势,至2010年达,年产量将到达7.26亿吨。鉴于茎秆的利用价值和经济价值,发展施用成本较低的拔梗机械是今朝我国迫切需要处理和完成的题目。由于国外一些发达国家所生产的茎秆收获机械,多为大型或重型,需要配置的动力大,价格又昂贵,加上受种植模式的制约,且我国是种植农作物的大国,需求量大,使得国外的拔梗机很难在我国推广应用。所以,开发小型化适合农业需求的拔梗机设备是促进我国农业发展的必然趋势。1.3 设计的主要内容本次设计在调查湖南丘陵地区的土地情况和棉花的生长周期后,在市场上比较了几种拔梗机的优缺点后,做出的优化方案。要求拔梗更快更干净、更加小型轻便,成本低,且
12、效率更高,性能更好的拔梗机,广泛适用于中小型田间作业。在综合考虑和比较不同拔梗机的优缺点后,决定此次拔梗机的设计思路为:工作时,启动内燃机操作行走底盘行驶。作物茎秆收获时,将行走底盘的动力传递给传动箱中的输入轴,通过传动链带动破土器茎秆夹持装置、拔梗装置和夹持输送装置运动。 此拔梗机主要由分杆器、兜根分离器、拔杆辊筒、拔杆夹持装置、茎杆输送装置、动力传动系统、茎杆铺放装置、机架、悬挂系统行走装罝和打梱器等组成。具有拔断率低、拔破率低、拔净率高等特点。 参考其他实例分析及设计,我认为此次拔梗机的设计主要考虑以下问题: 1、小型拔梗机分杆器的设计,包括分杆器的长度设计,强度的设计,力求使用最少的材
13、料设计出满足要求的分杆器; 2、小型拔梗机兜根分离器的设计,力求以消耗最小的力使梗茎与土壤分离,达到拔净的要求; 3、小型拔梗机拔杆辊筒的设计; 4、小型拔梗机拔杆夹持装置的设计与定位要求; 5、小型拔梗机茎杆输送装置的动力选取; 6、小型拔梗机动力传动系统的选取与计算; 7、小型拔梗机茎杆铺放装置的设计,外形尺寸设计,力求使机体体积小,外形美观大方; 8、机架、悬挂系统行走装罝和打梱器等的选取与设计计算; 9、小型拔梗机外形尺寸的设计,外形尺寸能否保证安装,分杆器与拔杆辊筒是否满足强度要求同时,在确定拔梗机的结构方案时,又要注意以下几个问题:1、确定拔杆机构夹持力的大小; 2、确定拔杆机构的
14、方式; 3、确定兜根分离器的方式选取;4、确定茎杆输送方式的选取; 5、确定拔杆夹持装置的位置以及安装方法; 6、确定整机外形尺寸、前进速度、收获行数; 7、确定拔梗机的动力选取。改进之后的拔梗机的创新之处有以下几点:1、拟采用弹簧对压链夹式拔杆机构,可根据棉秆粗细自动调整夹持力。2、拟采用双圆盘刀片式兜根分离器,可根据茎秆的位置将根、土分离,有利于减轻起拔力和减少拔断率;3、采用双拔杆辊筒和拔杆夹持装置双重拔杆作用,有利于提高机具作业质量; 4、采用全封闭式茎秆输送,减少了机具作业故障。5、变速装置拟采用同轴蜗杆分别带动两蜗轮及链轮运转,两链条则作同向运行。6、挂接机构拟采用固定式升降臂形式
15、,构成垂直升降机构,调节双圆盘刀片式兜根分离器入土作业的深度。7、采用牧草打结打梱器装置打梱,链式输送。第二章 系统总体方案设计2.1 拔梗机工作原理分析 拔梗机大量应用于棉花、玉米、高粱等农作物的拔梗。其工作原理如下:工作时,启动内燃机操作行走底盘行驶。作物茎秆收获时,将行走底盘的动力传递给传动箱中的输入轴,通过传动链带动破土器茎秆夹持装置、拔梗装置和夹持输送装置运动。利用升降装置中的油缸动作,调节破土装置的破土深度。通过行走底盘的行驶,破土器将作物茎秆两边土壤切割,使茎梗的须、根分开,降低拔梗阻力以减少拔断率。破土后的作物茎梗进入加持装置夹持。同时,由拔梗装置中的拔叉将作物茎梗叉住,;利用
16、机器前进和拔梗装置的旋转作用,将茎梗从土壤中拔出。作物茎秆在茎秆夹持装置的夹持下,完成作物茎秆的夹持、提升和纵向输送。再经茎秆输送装置与导向杆的共同作用,将作物茎梗输送到机架一侧放在集物栅上,当茎梗堆集重量超过弹簧的拉力时,在重力作用下落入地面成堆集放。其实物图见图2-1。图2-1小型农作物拔梗机 1连接杆 2.输入轴 3.箱体 4.机架 5.拔梗装置 6.破土装置 7.茎秆夹持装置 8.万向传动轴 9.油缸 10.茎秆输送装置 11.底盘2.1.1 拔梗机的动力分析 设计该款收割机动力参考市场上的收割机参数,在棉花地中工作选取柴油机动力(S195):额定功率为8.8千瓦,转速为2000转/分
17、,燃油消耗率0.27kg/kw.h,采用蒸发水冷却。由输出轴输出动力,柴油机相比较于汽油机能提供较大的马力,适宜使用于相对复杂的环境,在农业机械中大量应用。柴油价格相对于汽油价格略低,对于农业机械的使用上更易于接受。所以本拔梗机设计中采用柴油机最为本拔梗机的动力选择。图2-2 农用柴油机2.1.2 拔梗机动力输入装置的分析本次设计采用链传动。链传动是一种挠性传动,它由链条和链轮组成。通过链轮轮齿与链条的啮合来传递运动和动力。与摩擦型的带传动相比,链传动无弹性滑动和整体打滑现象,因而能保持准确的平均传动比,传动效率较高;又因链条不需要像带张得很紧,所以作用于轴上的径向压力较小;链条采用金属材料制
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