畢業(yè)設計（論文）-自走式穗莖兼收玉米聯(lián)合收獲機切碎拋送裝置的設計.doc

山東理工大學畢業(yè)設計（論文）題目：自走式穗莖兼收玉米聯(lián)合收獲機切碎拋送裝置的設計學院：農業(yè)工程與食品科學學院專業(yè)：機械設計制造及其自動化學生姓名：指導教師：畢業(yè)設計（論文）時間：二一年3月1日6月17日共16周I摘要玉米是我國三大糧食作物之一，各地都有種植。我國玉米常年種植面積約為0.25億公頃，產量達1.2億噸，秸稈產量也超過2億噸。不論是對于提高糧食綜合生產能力、確保糧食安全，還是對于滿足日益增長的飼料需求，玉米種植都具有舉足輕重的地位。為了促進農業(yè)的現(xiàn)代化，必須實行糧食生產的機械化，尤其應加快實現(xiàn)收獲環(huán)節(jié)的機械化。但目前我國玉米收獲機械化程度還不到10%，這已成為玉米種植生產的瓶頸。本課題通過對現(xiàn)有玉米收獲機的研究分析，比較其優(yōu)缺點，設計出一種性能可靠、結構簡單、布局合理的自走式穗莖兼收型玉米聯(lián)合收獲機。該收獲機收割部分主要包括撥禾輪、摘穗單元、果穗輸送裝置、秸稈切碎器、攪龍輸送裝置和秸稈拋送裝置。果穗輸送裝置配合下刮板式果穗升運器，將果穗輸送到聯(lián)合收獲機后上方進行剝皮、暫存。通過UG對收割部件進行三維虛擬設計和裝配，檢測各部件設計參數(shù)是否合理，并檢測各部件是否存在干涉等，以便更好的完成此次課題任務。研制出適合我國國情的自走式穗莖兼收型玉米聯(lián)合收獲機，對我國經濟和農畜牧業(yè)的發(fā)展具有非常重要的現(xiàn)實意義。關鍵詞：玉米收獲機穗莖兼收切碎器攪龍拋送IIAbstractCornisoneofthethreemajorgraincropsinourcountry,andhasplantedthroughouthereandthere.Chinasannualplantedareaismorethan25millionhectares,andtheoutputofcornisupto120milliontons,cornstalksismorethan2milliontons.Plantingcornhasanimportantpositioninincreasingthecomprehensiveproductivityofgrain，ensuringfoodsafetyaswellasmeetingthedemandoffeedstuff.Inordertopromoteagriculturalmodernization,wemustimplementthemechanizationofgrainproduction,especiallyshouldacceleratetherealizationofmechanizedharvesting,However,ourcornharvestmechanizationlevelisveryslow,itislessthan10percent,anditbecomestheweaklinkofthegrainplantingandproduction.Thisresearchstartsonthebasisofanalyzingthemeritsandshortcomesofexistingcorncombineharvesters,istodesignanewkindofdependableperformanceandsimplestructureandrationallayoutspike-stalk-reapingbackpackcorncombine.Thiscornharvestermainlymadeupofdistributerotor、threshingunit、paddlescrewconveyer、strawchoppeddevice、screwconveyorandstrawcastsendparts.Grainconveyercooperatingwithunder-scraperlift-conveyer,conveyedearcorntotheback-aboveofcorncombineharvesterforskinning.ThoughthethreedimensionalvirtualdesigningandassemblingbyusingUGfortheharvestparts,wecandetectionoftherationalityofcomponentparametersandinterferenceofcomponent.Onthisbasis,wecompletethetopictaskbetter.Thistopic,developedthespike-stalk-reapingbackpackcorncombineharvestersuitableforChinasnationalconditions,hasveryimportantpracticalsignificancetoourcountryeconomyandtheagricultureandthedevelopmentofanimalhusbandry.Keywords:cornharvesterspike-stalk-eapingChoppeddevicescrewconveyorstrawcastsendIII目錄摘要.IAbstract.II目錄.III第一章緒論.11.1課題的提出與意義.11.2國內外玉米收獲機發(fā)展現(xiàn)狀.31.2.1國外玉米收獲機發(fā)展現(xiàn)狀.31.2.2國內玉米收獲機發(fā)展現(xiàn)狀.41.3本課題的主要研究內容.61.4本章小結.6第二章秸稈切碎拋送方案的確定與初步設計.72.1切碎器的設計.72.2拋送裝置的設計.102.3本章小結.12第三章秸稈切碎拋送裝置的詳細設計.133.1切碎器的參數(shù)設計.133.1.1切碎裝置主要參數(shù)的確定.133.1.2切碎器各部分結構設計.153.2拋送裝置的設計.183.2.1攪龍組件的設計.183.2.2拋送器的設計.203.3本章小結.23第四章各部件的校核.244.1拋送軸校核.244.2軸承的校核.284.3鍵的校核.284.4本章小結.29第五章總結與展望.305.1總結.305.2進一步設想.30參考文獻.32致謝.341第一章緒論1.1課題的提出與意義玉米是我國三大糧食作物之一，常年種植面積約0.25億公頃，產量達1.2億噸，秸稈產量也超過2億噸。分別占糧食種植面積的21.1%和糧食總產量的30%，在糧食生產中占有極重要的地位。同時，玉米也是優(yōu)質飼料和醫(yī)藥、化工原料，玉米的籽粒、秸稈均是很有價值的資源。隨著我國人民群眾生活水平的日益提高和改善，農牧業(yè)結構的進一步調整，作為主要飼料原料的玉米(籽粒、秸稈)需求量會大幅度增加，玉米生產將有一個大的發(fā)展和飛躍。搞好玉米生產加工對農業(yè)、農民、農村乃至整個國民經濟的發(fā)展都具有重要意義。我國是人口大國，存在著人多地少的突出矛盾，糧食生產在很多地方都是一年兩作。隨著我國經濟的快速發(fā)展，進城務工的農民是越來越多，農村勞動力向第二、三產業(yè)轉移的步伐加快，在很多地方，農業(yè)生產勞動力的季節(jié)性短缺問題已經相當嚴重，特別是在農忙時節(jié)，勞動力的相對短缺和搶農時對勞動力的大量需求的矛盾比較突出。玉米收獲的季節(jié)性強、勞動強度高、作業(yè)量大。加快發(fā)展玉米收獲作業(yè)機械化，對于提高作業(yè)效率，減輕勞動力生產強度，有效解決“搶收搶種”矛盾，確保玉米實現(xiàn)適時收獲和小麥及時播種，實現(xiàn)玉米、小麥生產雙豐收具有重大意義。不少地方依靠人力、畜力作業(yè)已經難以滿足搶收、搶種的要求。因此，玉米的機械化生產特別是機械化收獲就顯得尤為重要。從耕地、播種和收獲三個主要生產環(huán)節(jié)的機械化水平來看，收獲機械化是最薄弱的環(huán)節(jié)，而玉米收獲機械化則是這一薄弱環(huán)節(jié)中的薄弱環(huán)節(jié)。成了影響玉米生產機械化發(fā)展的瓶頸。據資料顯示：全國的玉米機械化收獲面積只占2%，而可作為飼料的秸稈60%66%以上被焚燒掉，只有14.7%20.1%的玉米秸稈經機械切碎還田，用于青貯的只有20%22%。玉米生產的發(fā)展拉動了機械的需求，玉米生產機械化也將是我國農業(yè)機械化發(fā)展的一個新增長點。從我國第三步戰(zhàn)略目標看，農業(yè)機械化的發(fā)展趨勢，己由生產環(huán)節(jié)的機械化向全過程機械化發(fā)展。隨著農村經濟的不斷發(fā)展和國家大幅度的惠農補貼政策的實施，激發(fā)了農民購機用機的積極性，繼小麥聯(lián)合收獲全面推廣的良好勢態(tài)后，玉米聯(lián)合收獲機也得到了迅猛發(fā)展。玉米收獲包括摘穗和秸稈處理兩項工作。秸稈的處理有打捆、還田等方式。秸稈2還田技術主要是機械化秸稈切碎直接還田技術，它是以機械的方式將田間的農作物秸稈直接切碎并拋灑于地表，隨即耕翻入土，使之腐爛分解，從而培肥地力，實現(xiàn)農業(yè)增產增收。機械化秸稈還田技術具有顯著的經濟效益和社會效益。近幾年，隨著玉米秸稈還田作為持續(xù)性生產措施，逐步得到普及并產生了很好的經濟效益，但全面耕作中出現(xiàn)了一些問題，產生了負效應，具體表現(xiàn)在部分秸稈還田后的麥田出現(xiàn)出苗率低、苗黃、苗弱，甚至死苗現(xiàn)象，不但不增產，反而減產，分析其原因主要有以下幾個方面。一、碳氮比失調秸稈本身碳氮比為6585：l，而適宜微生物活動的碳氮比為25：1，秸稈還田后土壤中氮素不足，使得微生物與作物爭奪氮素，結果秸稈分解緩慢，麥苗因缺氮而黃化、苗弱，生長不良。二、秸稈切碎不符合要求有的地塊切碎后的秸稈過長，其長度大于10厘米，不利于耕翻，影響播種。三、土壤大小孔隙比例不合理秸稈還田后，使土壤變得過松，大孔隙過多，導致跑風，上壤與種子不能緊密接觸，影響種子發(fā)芽生長，使小麥扎根不牢，甚至出現(xiàn)吊根現(xiàn)象。這也使得不少農民焚燒秸稈，進而造成了嚴重的空氣污染，導致了諸如飛機不能起降、高速公路事故頻發(fā)等社會公害事件的發(fā)生。在實現(xiàn)小康向更加富裕邁進的新時期，隨著人民生活水平的提高，食物營養(yǎng)結構也在不斷改善，農牧業(yè)結構將進一步優(yōu)化調整，畜牧業(yè)比重將進一步增大，農牧業(yè)良性循環(huán)的發(fā)展將增大對飼料作物的需求。但由于我國草原資源有限，過渡的濫墾及放牧造成的草原退化、沙塵暴劇增等，使得生態(tài)環(huán)境急劇惡化，牲畜飼草需求的矛盾更加突出。因此大力開發(fā)莖桿資源，發(fā)展以莖桿為主要飼料的農區(qū)畜牧業(yè)，是我國畜牧業(yè)發(fā)展的重要途徑。我國當前在秸稈飼料利用上，主要有四種方法：直接飼喂、經過青貯后飼喂、氨堿復合處理以及生物處理。它們一般都需要經過鍘切后再進行處理。鍘切加工是適應牛、羊等反芻動物的飼養(yǎng)需要發(fā)展起來的一種對農作物秸稈的加工方法。作物秸稈經鍘切加工后，改善了飼料的適口性，動物采食后，更容易消化吸收，從而提高了飼料的利用率。另外，為了方便運輸、存貯和飼喂及其機械化的需要，也需要將飼料等切成一定長度的碎段。所以鍘切是處理秸稈飼料的最基本而又重要的方法之一。一般說來，對于玉米秸稈的青貯或氨化，鍘切是重要的預處理。首先，經過一定程度的鍘切，可以增加秸稈的表面積，增大秸稈與氨化介質的接觸面積，有利于氨化作用；能夠更多地釋放出秸稈內的汁液來，為青貯中乳酸菌的繁殖提供營養(yǎng)；其次，只有切得短才能壓得實，只有壓得實才能最大限度地排除空氣，從而抑制好氧菌的作用并為乳酸菌3的活動創(chuàng)造一個良好的環(huán)境。此外，鍘切或粉碎也是飼料、飼草配合或混合的必要預處理。所以，鍘切是秸稈飼料加工中一個重要的操作。基于上述現(xiàn)狀及原因，當前農民十分需要可實現(xiàn)秸稈粉碎并回收的機型。研制適宜我國國情的穗莖兼收型玉米聯(lián)合收獲機具有重要的現(xiàn)實意義。1.2國內外玉米收獲機發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1國外玉米收獲機發(fā)展現(xiàn)狀1921年，第一臺玉米聯(lián)合收獲機問世。在機械化程度較高的歐洲和美洲的某些國家，玉米機械化收獲已有幾十年的歷史。目前，經濟發(fā)達的國家都已經基本上實現(xiàn)了玉米收獲的機械化。從總體設計上看，國外機型有兩種基本形式：一種是專用于玉米果穗的收獲機，俄羅斯、烏克蘭和東歐一些國家，由于玉米在收獲期籽粒含水率高，不適合直接脫粒，故采用專用的玉米聯(lián)合收獲機收獲玉米果穗，如烏克蘭赫爾松康拜因聯(lián)合收獲機制造公司的kcky-6型玉米收獲機，可以進行摘穗、果穗剝皮與青貯聯(lián)合作業(yè)，實現(xiàn)穗莖兼收；另一種是在小麥聯(lián)合收割機上配置專用的玉米割臺，美國、加拿大等國家由于其種植地塊大且多為一年一季種植，收獲時玉米籽粒的含水率低，一般是在谷物聯(lián)合收獲機上換裝玉米割臺，采用直接脫粒的收獲方式，如美國的JohnDeere公司、Case公司、德國Mengle公司和道依茨公司等生產的玉米聯(lián)合收獲機，絕大部分是在小麥聯(lián)合收獲機上換裝玉米割臺，并通過調節(jié)脫粒滾筒的轉速和脫粒間隙進行玉米的聯(lián)合收獲。隨著科學技術的不斷發(fā)展，國外的玉米聯(lián)合收割機正在向著大型化、專業(yè)化、通用性、高適應性、智能化和人性化方向發(fā)展。JohnDeere公司生產的大型谷物聯(lián)合收割機配備的1293型玉米割臺，一次可收獲玉米達12行，割臺總寬度達8m左右，聯(lián)合收割機所配發(fā)動機的功率達250kW左右，生產效率高，