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1、-毕业设计(论文)开题报告-分区式残膜回收机的设计-第 8 页塔里木大学毕业论文(设计)开题报告课题名称 分区式残膜回收机的设计 学生姓名 学 号 所属学院 机械电气化工程学院 专 业 农业机械化及其自动化 班 级 16-3 指导教师 起止时间 2015.9.20-2016.5.10 机械电气化工程学院教务办制填 表 说 明一、学生撰写开题报告应包含的内容:1、本课题来源及研究的目的和意义;2、本课题所涉及的问题在国内(外)研究现状及分析;3、对课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析;4、本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路;5、完成本课题所必须的工作条件及解决的办法;6、完成
2、本课题的工作方案及进度计划;7、主要参考文献(不少于7篇)。二、本报告必须由承担毕业论文(设计)课题任务的学生在接到“毕业论文(设计)任务书”的两周内独立撰写完成,并交指导教师审阅。三、开题报告要求手写体,字数在3000字以上,由学生在本报告册内填写,页面不够可自行添加A4纸张。四、每个毕业论文(设计)课题须提交开题报告一式三份,一份学生本人留存,一份指导教师存阅,一份学生所在学院存档,备检备查。一、本课题来源及研究的目的和意义1.本课题来源:自选题2.目的与意义:2.1 地膜覆盖的作用 (1)保持土壤水分,增加作物抗旱能力,提高成活率。 (2)改善光照条件,提高光和效率。 (3)抑制杂草生长
3、和病虫的危害,提高农作物的品质。 (4)地膜覆盖技术遏制了土壤中盐分的上升,对于盐碱地的作物起到了很好的保护作用。 (5)地膜覆盖技术有效的将自然力与土壤之间分离开来,减少了自然力对土地的破坏,尤其是对翻耕之后的土地作用更大。 (6)因为地膜的保温保墒作用,使许多农作物逐渐向北方低温适作区推移,充分有效地利用了我国的耕地资源。2.2残膜污染产生的问题(1)影响土壤物理性状,降低土壤肥力 大量残留的农用地膜在土壤中很难被分解,影响土壤中的水,肥,气活动,给土壤环境带来严重污染,不利于农业的生态生态平衡。其表现在:一是破坏土壤的通透性和团粒结构的形成,使土壤上下隔离,形成断层,造成土壤板结,降低了
4、土壤的吸水保水能力,导致有水下不去,有浆上不来,使土壤的物理性得不到充分发挥。二是地膜的残留会使土壤胶体吸附能力降低。(2)影响作物生长发育,造成减产 地膜在土壤中,使种子不能很好地发芽,即使发芽,根系也因无法穿透地膜而扎不下去,达不到根深蒂固的目的,作物易遭受灾害。如果种子播到残膜下面,发芽后也生长不出来,造成缺苗断条,使作物减产。残膜覆盖连续15年之后,耕地会颗粒无收。(3)危害人体健康 农膜生产过程中添加一些助剂,当农膜废弃在田间或土壤里时,其中的助剂会向土壤和水中渗透,会污染大气,土质和水域等。特别是一些重金属有毒添加剂,会通过土壤富集于蔬菜,粮食及动物体中,人食用后直接影响健康。(4
5、)破坏环境,有碍观瞻 残膜被丢弃于田头地角,积存于排泄渠道,散落于水体或乱挂在树枝杆头,成为白色污染的重要标志,既不雅观还可能缠绕犁头和播种机轮盘,影响田间作业。2.3残膜污染的治理 (1)提高地膜的质量,改变现在广泛使用的地膜厚度。实验结果表明,使现有的 0.008mm厚的地膜增加到 0.012mm,同时增加一些抵抗老化的化学物质,这样不仅提高了地膜在农业生产上的作用,同时也可以使地膜重复利用和快速回收。(2)从生产实际的角度出发,根据农艺要求不同来提高地膜的使用效率和回收效率。例如可以更具不同地区的地势,地貌,气候变化来找出收取地膜的最佳时期。这样既有利于农作物的生长也能很好的回收残膜。(
6、3)随着地膜覆盖种植技术的广泛应用。回收残膜的工作也逐渐加大,想依靠人工来对残膜进行收取已经不能满足农业生产需要了。因此要加大残膜回收机械的研制与改良,使地膜回收工作更高效、更环保。 (4)加强对一些新的可降解地膜的研究与推广利用,从而减少普通地膜的使用。如目前我国正在努力开发研制的光降解地膜、生物降解地膜、和液态降解地膜等。这些种类的地膜可以从根本上解残膜回收,残膜污染的问题。二、本课题所涉及的问题在国内(外)研究现状及分析1、国内研究现状及分析目前我国所使用过和理论研究度过的残膜回收机有几十种。按残膜回收的时间划分分为三类:苗期残膜回收机械,秋后作物收获完成之后的残膜回收机械,春天播种之前
7、残膜回收机械。1.1苗期残膜回收机械(1) 卷膜式棉花苗期残膜回收机 该机具在苗期回收残膜是可以依次完成起膜、送膜、卷膜等收膜工序。这一机具通过卷膜滚进行收膜,收取的膜成卷,减少了二次污染。(2) 棉花苗期地膜回收机该机具是一种不扎膜、不挑膜,而是从膜下将膜拱起,自动抖掉膜上积土,顺利卷膜且极少伤苗的棉花苗期收膜机。它采用起膜铲和扁纺捶状抖土滚相结合的结构,能很好地实现膜苗、膜土分离,地膜回收率不低于 95.7%。(3) CSM-130B 型齿链式悬挂收膜机 该机具属于国家专利产品,由兵团农机技术推广站和农八师 134 团共同研制设计。主要用在苗期收膜,在收膜导轮与抓膜齿链的共同作用下,加上残
8、膜本身的强度,使残膜被提升的同时从植株上取下,而不破坏植株。1.2秋后残膜回收机 (1)4CM系列残膜回收整地机 此机具利用掘铲将土块、地膜、杂物一并铲起。土块被压碎滚压碎还田,杂物和地膜被齿刺式分离输送带运往集膜装置。在机架底部有碾压板完成整地。该机型在 2011 年 5 月的新疆农机博览会上很受参会人员的青睐。(2)弹齿式收膜机该机具工作时,先由松土器松土和起膜铲将膜铲起,然后用弹齿拾膜轮将残膜收起。该机具适用于 700mm 和 1000mm 的垄作,适用性较好,收膜率高达 91.6%。 (3)梳齿滚筒式残膜回收机 该机工作时,由 20KW 小型拖拉机悬挂拖带,先由捡拾滚筒上的片状勾膜齿进
9、行一次捡膜,再由紧跟在后面的搂膜齿进行二次搂膜。该机具结构简单,残膜回收率高,便于维护,符合农民的要求1.3春播前残膜回收机械 春播前对残膜进行回收,此时的残膜由于在地里时间较长,由于风沙等原因作用下使大部分残膜成为了小碎片,加上播前整地时间紧,所以此阶段残膜回收作业难度较大。主要有以下几种机型:(1) CMJ-5 型春秋两用密排弹齿式残膜回收机该机的主要用途是在播种前对地表残膜进行回收。在小四轮拖拉机的脱引下,机具上的前排齿和后排齿进行搂膜。这种机具重量轻,不需保养,作业成本低,深受广大职工的欢迎。 (2) IMS-450 型弹齿搂膜机 该机由农七师 127 团弹簧厂生产。适用于播前整地后。
10、机具由轮齿式拖拉机后悬挂,拖拉机前进中,弹齿入土将残膜和秸秆杂物捡拾成条,达到一定数量后,通过排膜结构将其卸下。 (3) 4MQ-1.5 型吸气式残膜回收机该机工作时挑膜轮将残膜挑离地面,至风机吸口处,由风机产生负压气流将残膜吸入风机,再吸送到集膜箱中。1.4我国残膜回收机主要存在的问题(1)作业功能单一,作业环节较长,残膜回收率低,通常只有60%70%,且回收后的残膜洁净度极差,膜,秆,土混合相当严重,无法二次利用,形成了新的废弃物群,加大了运输成本。(2)机具作业速度较低,因而导致生产率底下,经济效益不明显,且回收时间较长,机具作业适应性和可靠性较差,难以发挥机具效率。(3)在耕后的耕作层
11、中进行残膜回收时,对已耕松的农田造成机械压实,因此,为解决这一问题,可改为播种前整地时使用残膜回收机械。(4)耕前的残膜都较碎小,难以拣拾,迫使在研制残膜回收机械时不得不较密排列其拣拾秆齿,以提高其工作能力,并且进行耕前残膜回收的机械大都是联合作业机械,这类机械机构复杂,笨重。因此,目前国内与其配套的绝大多数是中型轮式拖拉机,在动力储备方面均是较弱环节。2、国外研究现象以及分析 由于残膜难降解,对土地污染严重,因此世界各国在残膜回收方面都做了大量的努力,争取早日解决残膜污染问题。 (1)英国和前苏联主要采用悬挂式回收机。在进行收膜候时,松土铲将压膜土耕松,然后将残膜收卷到羊皮网或金属网上,收好
12、的地膜洗后备用。 (2)以色列在残膜回收方面的研究起步比较早,主要是利用收卷的方式来收膜,因为以色列使用的地膜较厚,强度较大,覆盖时间段,所以地膜收净率非常高。(3)日本国家的土壤土质疏松,并且使用的地膜在质量要求的标注较高,覆盖期大约在 1.53个月,地膜保留较完整,清理起来较容易。 (4)美国主要采用卷膜式的残膜回收机械,利用卷膜滚将地膜从地表卷起。如 Sawyer 开发的就是这种类型的残膜回收机械。(5)欧洲国家主要采用高强度,耐老化的地膜。另一方面他们积极研制可降解免收地膜。综上所述,本课题研究的是一种适用于苗期可收获后残膜回收机,可将覆盖在地表的残膜,分为三个区,即中间收膜部分,两边
13、收膜部分,中间收膜部分用于回收两垄之间的残膜,而两边埋在土里的残膜则通过两边收膜部分进行回收。三、对课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可靠性分析3.1、分区式残膜收获机工作过程 机具与拖拉机三点悬挂联接,作业时拖拉机液压系统置于悬浮状态,该分区式残膜回收机上的四个边架将该分区式残膜回收机分为中间收膜部分和两边收膜部分。在中间收膜部分的边架两端上装有切膜装置,将在距离棉杆根部 2cm 处的薄膜切开,安装在两边架之间的收膜装置将切断的两垄之间的残膜回收起来。对于收取边膜的部分也是同样在拖拉机的牵引下,切膜装置将薄膜在距离棉杆根部2cm的地方切断,然后起膜装置将埋在土里的边膜铲于地表,后边的收膜装
14、置将其卷起,待拖拉机到达田间地头的时候,液压系统将分区式残膜回收机提升起来通过卸膜装置卸膜,完成一次收膜过程。(1)设计一款分区式残膜收获机,以小型拖拉机为牵引动力。 (2)改变以往残膜回收机械效率低的现状,提高其回收率。(3)提高机具的作业速度,进一步提高其生产率,增强经济效益。(4)改变复杂结构,降低成本,实现普及。3.2可靠性分析本装置主要对残膜进行回收,能对混合物进行简单的分离,综合国内残膜回收机技术发展现状分析,国内残膜回收技术比较成熟,本课题主要介绍了要设计的主要问题以及思路。综上所述,该设计是可行的。四、课题研究的关键内容及其解决思路4.1、课题的研究内容该机械动力源为小型拖拉机
15、,通过拖拉机动力输出工作。包括框架,切膜装置,起膜装置,收膜装置,卸膜装置几部分组成,研究过程如下:(1)分区式残膜回收机的工作原理,根据大学学习的农业机械学以及农业机械化生产管理学知识。(2)分区式残膜回收机的整体框架的研究,框架是整个机械的支撑装置。查找相关文献专利说明。(3)进行起膜装置的研究,重点是起膜工具的研究,这一部分用来将膜掀起。(4)进行切膜装置的合理设计,这一部分用来切膜分膜。(5)对收膜装置及卸膜的研究,这是用来回收膜及卸掉膜。(6)最后进行整体的改进,提高回收效率,保证回收质量。 4.2、关键问题及解决思路(1)起膜工具及起膜角度的设计,查阅资料以及进行实验研究,做出合理
16、的方案。(2)初步确定回收装置的设计,主要是回收工具及其分布。(3)残膜回收机起膜角度进行了设计计算。(4)残膜回收机装配方案 ,以符合起膜要求, 对起膜装置的运动进行了分析。(5)卸膜部分的研究,参照以往回收机械进行改造。五、完成本课题所必须的工作条件(1)知识方面:运用具备的学科知识,如农业机械学,农业生产管理学,机械设计基础,机械综合设计,机械制造基础等。(2)硬件方面:有个人计算机,利用计算机等查阅工具,查阅有关资料选择相关参数及材料,设计残膜回收机构。(3)软件知识:运用塔里木大学图书馆各种在线网络资源,搜集相关资料。(4)运用Solidworks,pore软件,绘制三维零件图和装配
17、图。(5)运用三维设计软件完成整机各零部件的三维建模并进行仿真。六、完成本课题的工作方案及进度计划6.1工作方案: 1.查找大量关于残膜回收机原理设计出分区式残膜回收机的雏形。 2.绘制所有零部件并查阅相关说明,各零部件尺寸要达到合适效果。 3.组装装配图并生成三维立体模型,观察效果并加以改进。6.2进度计划第 一 周:查找分区式残膜回收机的相关资料并且熟悉课题内容。第 二 周:撰写开题报告,制定总体方案。第三周至第八周:设计分区式残膜回收机装置的三维实体模型图,并生成关键部件及装配图工程图。第 九 周:残膜回收装置进行切膜设计和起膜设计。第 十 周:撰写毕业论文,修改图纸中存在的问题。第十一
18、周:编写答辩提纲,准备答辩。第十二周:答辩七、主要参考文献 1 李 建 东 , 张 科 星 , 李 雷 霞 , 贾 晶 霞 , 李 娜 . TQ2 型 甜 菜 切 顶 机 的 研 制 J. 农 机 化 研究,2014,03:90-92+101. 2 侯书林,毛志怀,孔建铭,那明君,张惠友,董欣. 滚轮缠绕式残膜回收机的研制J. 中国农业大学学报,2002,06:26-28. 37 马少辉 , 张学军 , 任文涛 . 振动筛式残膜回收机的理论设计与试验研究 J. 农机化研究,2008,01:132-133+137. 3 王春耀 , 王学农 , 陈发 , 刘跃 , 谢勇 . 悬挂式残膜回收机强度分
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