青玉米秸秆收割切碎机的设计-机械仪表-工程科技-专业资料【完整版】.doc
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1、青玉米秸秆收割切碎机的设计_机械仪表_工程科技_专业资料【完整版】(文档可以直接使用,也可根据实际需要修订后使用,可编辑放心下载) 届毕业设计青玉米秸秆收割切碎机械的设计学生姓名 学 号 8031208112 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 12-1 指导教师 日 期 2021.05 xxxx大学教务处制1. 绪 论21.1研究的目的和意义212 青贮玉米的收获工艺3直接收获法3二次收获法313 国内外青贮机的开展现状42. 总体设计方案421总体方案的制定422总体布局设计623主要工作部件的选择6231青贮机的切割器的选择6232青贮机粉碎刀的选择724
2、 主要工作部件的理论设计7241切割器设计7242 切碎刀的设计73. 主要工作部件的设计计算831功率的选择8收割刀轴消耗功率的计算8粉碎刀轴功率的计算8抛扬功率的计算832 V带设计8322 选择V带带型9323 确定带轮的基准直径9324确定带的基准长度和传动中心距9327计算预紧力10328计算作用在轴上的压轴力10329 带轮的结构设计1033 链传动设计10331 选择链轮齿数10332 计算功率10333 确定链条的链节数10334 确定链条的节距10335 确定链长及中心距11336 链速的验算11337 验算小链轮的轮毂11338 计算作用在轴上的力11339有效圆周力计算1
3、134 齿轮传动设计11341选定齿轮的类型、精度等级、材料及齿数11342按齿面接触强度设计12343 按齿根弯曲强度设计13344 齿轮几何尺寸的计算15345验算154. 轴的设计1541材料的选择1542割刀轴的设计1643 输入轴的设计1744 输入轴的结构设计17441 拟订轴上零件的装配方案17442 根据轴向定位要求确定轴的各段直径及其长度185.其他零部件的设计2052辅助装置设计20521喂入口的设计20522机壳设计206. 结 论20致 谢21参考文献221. 绪 论1.1研究的目的和意义青贮玉米饲料营养价值完善,适口性好,易于消化,满足肉牛、奶牛等家畜冬春季的营养需要
4、,使肉牛、奶牛保持高水平的营养状态和生产水平,是肉牛业和奶牛业不可缺少的根底饲料之一。最近几年,肉牛业有了很大的开展,向国内外市场提供了大量的牛肉,很多地方成了有名的养牛县。牛奶业是公认的节粮、经济、高效的产业,属“菜篮子工程。牛奶还是饲料转化率最高的营养物质。因此开展奶牛业,推广种植青贮玉米,可以带动我国畜牧业的持续快速开展。世界上畜牧业兴旺的国家都很重视青贮玉米的种植和生产。如法国、加拿大、英国、荷兰、德国等国家都培育了大量的青贮专用玉米品种。在欧美许多国家中,青贮玉米饲料早已成为反刍家畜日粮中主要的有效能量成分和幼畜育肥的强化饲料。1997年欧洲种植的青贮玉米面积达4.0106hm2,加
5、拿大超过190,000hm2,近几年美国青贮玉米种植面积占玉米总面积的6%-10%。由于青贮玉米的诸多优点, 今后我国仍将保持较大比例的青贮玉米种植面积。青贮玉米种植面积在迅猛的增加,但相应的收获机械的开展却跟不上步伐,且收获的质量并不是很高,每年因为这个原因损失的粮食非常可观。且国产收获机的机械性能和国外的相比还存在很大的差距。因此研制新的玉米收获机是迫切要解决的问题。为了尽快解决这个问题,我们设计一种结构简单的收获机,该机采用简单的切割器和粉碎刀,因此机器的重量大大减轻,整体结构更加合理。其收获的质量与国外的机器很接近。12 青贮玉米的收获工艺直接收获法 用悬挂式青贮玉米收获机或带有玉米割
6、台的牵引式、自走式青饲收获机,直接收割在田间直立生长的整株玉米,切碎并抛送到普通拖车或专用青饲拖车中,然后运到贮存地点,直接卸入青贮窖,压实密封。工艺框图如下表1-1所示。 图1-1直接收获法二次收获法 二次收获法的工艺过程是先用手工或玉米割晒机将玉米茎杆割倒在田间,然后运到场地上,用固定的青饲切碎机进行切碎、装车作业。其他运输、装料及贮存与直接收获大致相同。工艺流程框图如表1-2所示。 图 1-2二次收获法13 国内外青贮机的开展现状 我国青贮玉米收获机械的开展从仿制国外引进的机引型开始,逐步开展到根据我国特点在吸收国外机引型青贮收获机优点的根底上,因地制宜地自行设计了各种青贮玉米收获机。进
7、入20世纪90年代中期,其技术水平也随畜牧业的开展和需要得到了不断完善和提高,研制定型了几种机型。青贮玉米收获机械的类型按与拖拉机的挂接方式分为悬挂式青贮玉米收获机、带有玉米割台的牵引式青贮收获机以及带有玉米割台的自走式青贮收获机。另外,国内还有一种场上固定式作业的青贮收获机。 目前,国内生产使用的青贮玉米收获机械代表性机型主要有:燕北畜牧机械集团生产的9QS-1300型青贮切碎机、中国农业机械化科学研究院生产的PCC-60型青贮切碎机、黑龙江赵光机械厂与德国门格勒公司合作生产的MB220型青饲料收获机、中国农机化科学研究院研制的XDNZ-2021型自走式对行高杆作物割台青贮饲料收获机。引进的
8、国外机型有:白俄罗斯生产的巴列斯耶大型青贮饲料机、纽荷兰公司生产的790和900型牵引式青贮饲料收获机、约翰迪尔公司生产的2行和3行牵引式青贮收获机等。另外,用于青贮玉米收获的机型还有:河北省赵县农机修造厂生产的4YZ-3青贮玉米联合收获机、山东省莱州金圣农业机械研究所研制生产的4Y-2卫星玉米割晒机等。 但是,国产主要机型生产率低。固定式青饲切碎机作业时,需要把整株玉米运到场上,收割运输劳动强度大,青贮作业生产率低,不能满足规模生产的需要。悬挂式1行青饲收获机通过吸收国外机型优点,技术比拟成熟。但从应用的情况看,由于一次只能收割一行,生产效率低、往复作业、重复压地现象严重,造成土壤压实、板结
9、,不利于下一季耕种。 青贮玉米收获机作业时,工作速度高,受地块条件,青贮玉米种植密度,株高,湿度等因素影响,负荷波动也大,要求青贮玉米收获机的强度高,运转平稳好,性能可靠。国产青贮玉米收获机尚处于技术开展的初始阶段,存在着使用故障多,整机结构刚性差的问题。 因此设计一种实用和耐用的青贮机是首要的问题。另外,国产青贮机的关键零部件性能不过关。切割刀、切碎定动刀等部件可靠性差,使用寿命短。 本次设计的青贮机主要就是为了克服国产青贮机的缺乏,其采用被拖拉机牵引的方式,切割器采用回转的形式,切割的时候棘齿刀围绕一中心点回转运动,降低了功率消耗棘齿刀固定在刀盘上,与刀盘一体,可以提高刀轴的转速,提高了劳
10、动生产率其粉碎方式采用动定刀相结合的方式,动刀采用V型,定刀采用长方形,这样可以降低作物在切割时的滑动,使切割更省力,提高了机器的工作效率2. 总体设计方案21总体方案的制定青贮玉米收获机械的类型按与拖拉机的挂接方式分为悬挂式青贮玉米收获机、带有玉米割台的牵引式青贮收获机以及带有玉米割台的自走式青贮收获机。另外,国内还有一种场上固定式作业的青贮收获机。自走式青贮机消耗功率大,适合大农场作业;现在我国主要用的是悬挂式的青贮机,因为这种机型功率消耗小,割幅小,非常适合我国的国情。本青贮机采用的是牵引侧置式的,其主要针对当前青饲料加工机械存在的主要问题来进行研究的,主要由传动部件、切割动刀和切割定刀
11、、粉碎动刀和粉碎定刀,风机等组成。其工作原理是:切割器将玉米秸杆切断然后通过输送带输送到粉碎段,在粉碎段玉米秸杆被高速旋转的动刀切碎,切碎的秸杆落到风扇壳中,在风扇叶轮高速旋转的带动下,秸杆沿切线被抛送出去,工作简图如图2-1、图2-2、图2-3。图2-1青玉米秸秆粉碎机切割收获局部1.传送带 2.切割定刀 3.切割动刀 4.切断的玉米秸秆 5.玉米植株行图2-2青玉米秸秆收获切碎机切碎局部1. 传送带 2.切碎定刀 3.切碎动刀 4.切断的玉米秸秆图2-3青玉米秸秆收获切碎机局部1.风机 2.切碎定刀 3.物料 4.物料出料口22总体布局设计本设计在布局上采用层次式,割刀轴,粉碎刀轴和传送带
12、,不在同一个平面上。这样的布局,一是可以减小整机的宽度,提高了设备刚度,节省了原材料,降低了本钱;二是各轴的传动采用两边传动的方法,这样可以充分利用两个侧板的空间,还不会太拥挤。输出轴和各轴之间采用V带传动,起到了缓冲作用,可防止因物料带入异物而造成堵转,引起瞬间负荷过大时造成拖拉机熄火的发生;三是粉碎刀并不是固定的,用螺栓固定在刀轴上,可以随时方便的更换和修复,粉碎刀可旋转一个角度,防止了粉碎刀遇到坚硬物体被折断,因此可以较少的换粉碎刀,降低了机器的使用本钱。23主要工作部件的选择 由于本设计主要由切割部件、粉碎部件、输送和抛扬三个主要局部来构成,本设计过程主要设计切割部件和粉碎部件。切割器
13、局部、粉碎动刀与定刀局部, 在本设计中这两个局部的设计十分重要,也是本次设计任务的关键所在,所以在选择过程要格外重视。231青贮机的切割器的选择1: 往复刀切割器:往复刀切割,切割省力,割茬底,是现在最常用的切割器;但往复式切割器不灵便且消耗功率大,在切割时,玉米的滑动大,造成没必要的功率消耗。2:砍刀式切割器:砍刀式切割器也是近期出现的切割器,它采用斜切的方法,当砍刀将作物砍倒后,作物会向前和向后运动,只是在高速旋转时,离心力大,所以要保证安装的质量。应用砍刀有点笨重。3:圆盘切割器:圆盘刀切割器有小巧灵便的特点,整机体积小,是新兴的用于青贮玉米的切割器更换方便随着机器的前进,作物会自动喂入
14、到粉碎装置, 喂入条件改善许多,且圆盘切割器容易制造,价格非常低,但圆盘式切割器的喂入方式是单棵强行喂入,易造成堵塞,这是需要改良的地方。 圆盘式切割刀的形式如图2-2图 2-4 切割刀232青贮机粉碎刀的选择1:锤爪式粉碎刀:锤爪式粉碎刀被广泛应用于秸杆还田,其粉碎效果属于粗放式的不适合于对青饲料的粉碎,且由于其端面是一个钝面,所以消耗的功率大。2:滚筒式粉碎刀:这种粉碎刀是近来新出现的一种粉碎刀型式,它适合于对作物的彻底粉碎,经实验测定,其粉碎的作物长度低于30mm,非常适合做牲畜的饲料,且在切割时作物的滑动小,因此切割力小,消耗功率小。如图2-5 图2-3切碎刀在实际生产中,应该按照扬长
15、补短的原那么来进行设计。在本设计中,采用切割器的方案三和粉碎刀的方案二来进行设计,这样在设计过程中既满足了实际的生产需要,又满足了生产的实际要求,同时,还降低了本钱,到达了扬长避短的生产设计原那么。故在本设计中青贮机的实际情况来选择方案三和粉碎刀的方案二来进行设计。24 主要工作部件的理论设计241切割器设计圆盘式切割能否得到良好的工作质量和切割性能,其主要参数的设计至关重要,各主要参数如下:1切割速度 圆盘式切割器的工作质量跟切割速度与机组前进速度的速比有密切关系。切割速度是指平均速度,平均速度越高,切割性能越好。但过高的切割速度是不可取,因为会使整个机组产生较大的振动,不但增加了机组功率的
16、消耗,而且会加速零件的磨损与破坏。理论计算和试验结果说明,切割刀刃的速度为13m/s时效果好。2割刀与水平面的夹角 切割刀与水平面的夹角增大那么切削就容易,这样切割刀片切割玉米是斜切,可以节省切割力,同时因为切割刀有一个向上的角度,所以切割时玉米秸秆会向上和向后运动,便于玉米秸秆的喂入,但角度太大会使切割无法进行,且刀切割行程增大,消耗的功率增大,有资料知该角度在3040最适合,本次设计取30在实际过程中发现切割器除了主要参数外,其工作质量和切割性能还与刀片的种类和刀片的锐利程度有关。通过试验比照,一般采用齿刃刀片,它不用磨刀,虽然切割阻力较大,但使用方便。242 切碎刀的设计切碎刀参数确实定
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