開題報告-小型場上可移動式油菜脫粒機(jī)設(shè)計

湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)全日制普通本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告學(xué)生姓名學(xué)號年級專業(yè)及班級機(jī)械設(shè)計制造及其自動化(3)班指導(dǎo)教師及職稱學(xué)院20XX年1月7日畢業(yè)論文（設(shè)計）題目小型場上可移動式油菜脫粒機(jī)設(shè)計文獻(xiàn)綜述（選題研究意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、主要參考文獻(xiàn)等，不少于1000字）研究背景及意義我國是世界油菜生產(chǎn)大國，種植面積和總產(chǎn)量均占世界的30％左右，均居世界第一,在世界占有重要地位。油菜作為我國最主要的油料作物，是我國食用油的主要來源。但是長期以來，我國油菜生產(chǎn)基本上是傳統(tǒng)的手工作業(yè)，勞動強(qiáng)度大，生產(chǎn)成本偏高，效率低。各級政府和廣大農(nóng)民迫切需要發(fā)展油菜生產(chǎn)機(jī)械化技術(shù)。油菜脫粒是將油菜籽粒從果莢中分離出來的過程?，F(xiàn)有油菜聯(lián)合收割機(jī)脫粒裝置主要是借鑒稻麥聯(lián)合收割機(jī)的脫粒原理，通過脫粒元件對油菜果莢產(chǎn)生沖擊、揉搓以及碾壓等作用，使得果莢炸口、開裂或粉碎，從而分離出油菜籽粒。目前，油菜的機(jī)械化收獲主要分段收獲和聯(lián)合收獲兩種，兩種方式各有優(yōu)缺點：1、分段收獲即先割曬再撿拾、脫粒的分段收獲方式。采用分段收獲法，充分利用作物的后熟作用，可提前收割，延長了收割期，籽粒飽滿，產(chǎn)量有所提高，缺點是生產(chǎn)率較低，勞動強(qiáng)度大。采用分段收獲油菜時還應(yīng)注意一下兩點：一是油菜晾曬不可過干，否則暴殼多，損失大；二是喂入要均勻、適量，喂入過多容易堵塞，過小則影響工效。2、聯(lián)合收獲即收割、脫粒、清選作業(yè)一次完成的聯(lián)合收獲方式。在油菜的角果成熟后期，用聯(lián)合收割機(jī)一次完成所有的收獲作業(yè)環(huán)節(jié)。其特點是效率高，省工省時，尤其在氣候條件不好的情況下，有利于進(jìn)行搶收。但這種方式對收獲時機(jī)要求較嚴(yán)，既不能偏早，也不能偏晚。收獲過早，籽粒含水量高，品質(zhì)差，出油率低；收獲過遲，因過于成熟，菜籽易炸裂脫落，造成損失，影響產(chǎn)量。油菜機(jī)械化收獲最佳的收獲期是在菜籽到八成熟，即接近完熟期。從上面的分析可知現(xiàn)在油菜在聯(lián)合收獲方面還存在不少問題需要解決。相比之下，油菜的分段收獲更加適應(yīng)現(xiàn)階段我國油菜種植情況。我國油菜種植制度多樣，缺乏規(guī)范化的栽培制度，生產(chǎn)手段、生產(chǎn)經(jīng)營方式落后，缺乏與現(xiàn)代生產(chǎn)手段相適應(yīng)的集中、成片種植和規(guī)范化管理，因此分段收獲與之更加適應(yīng)。因此，研究與油菜的分段收獲相適應(yīng)的油菜收獲機(jī)械成為了實現(xiàn)我國油菜收獲機(jī)械化的一個重點方向。本課題為小型場上可移動式油菜脫粒機(jī)的設(shè)計，就是要根據(jù)油菜種植與收獲過程的特點，設(shè)計出與油菜分段收獲相適應(yīng)的場上可以移動的的小型油菜收獲機(jī)械。本課題研究的是一種小型油菜說話機(jī)械，因此他相對于適應(yīng)于油菜聯(lián)合收獲的聯(lián)合收割機(jī)更具經(jīng)濟(jì)性能，它成本更低，農(nóng)戶更加能夠接受。另一方面，雖然這個機(jī)械是小型的，但相對于人工作業(yè)，其生產(chǎn)效率卻是人工作業(yè)不能比擬的。其次，本課題研究的這個機(jī)械在場上是可以移動的，所以更加更加具有靈活性，從而能夠減少較長距離搬運(yùn)作物的時間與其他投入，這點使它相對于傳統(tǒng)的場上固定式油菜脫粒機(jī)械有更加具有優(yōu)勢。另外，用機(jī)械化生產(chǎn)代替人工勞動可以改善農(nóng)民的工作環(huán)境，解放勞動力，因此，本課題的研究還能產(chǎn)生很好的社會效益。再次從油菜的本身的特性來說，分段收獲更加適應(yīng)其收獲過程，因此從這方面講，本課題研究也具有很大意義，它能減少收獲的損失，提高菜籽收獲品質(zhì)。綜合上述方面，本課題具有較大的研究意義。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀：國內(nèi)外研究狀況：總體來說，我國油菜機(jī)械化水平還比較落后，2006年底，全國油菜機(jī)收水平僅為5.2%。總結(jié)其原因，主要是油菜自身特性制約了機(jī)械化技術(shù)發(fā)展，這些表現(xiàn)為油菜的莖稈也存在分枝低、交叉多、易炸裂、成熟度不一致等因素，這些特點對油菜的高質(zhì)量收獲有較大的阻礙。2007年9月19日，國務(wù)院頒布了新型油菜脫粒分離裝置的研究以提高生產(chǎn)率減少菜籽損失為目標(biāo)。在傳統(tǒng)的紋桿切流滾筒及鍵式逐稿器的脫粒分離裝置之后,滾筒橫置的軸流式結(jié)構(gòu)廣為應(yīng)用,繼而又研制了單滾筒或雙滾筒縱軸流式脫粒分離結(jié)構(gòu)。軸流分離清選系統(tǒng)能夠適應(yīng)油菜打擊、揉搓和攪動為主的脫清要求。為實現(xiàn)提高生產(chǎn)率減少菜籽損失的目標(biāo)，與脫粒機(jī)構(gòu)相關(guān)的科研活動也日益增多。華中科技大學(xué)工學(xué)院宗望遠(yuǎn)，廖慶喜等人對完熟期油菜果莢不同脫粒方式的脫粒效果進(jìn)行了實驗研究，得出油菜聯(lián)合收割機(jī)脫粒裝置宜設(shè)計為沖擊脫粒和搓擦脫粒組合的脫粒方式的結(jié)論。洛陽工學(xué)院的師清翔，劉師多等人對小麥的脫粒方式進(jìn)行實驗研究，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院的謝方平教授，孫松林教授等以及華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院羅錫文教授等人，通過對水稻等作物的脫粒方式進(jìn)行了實驗研究，通過與傳統(tǒng)的剛性脫粒原理進(jìn)行對比，從多方面研究了柔性脫粒機(jī)理，并證明了其優(yōu)越性，能夠減少脫粒的籽粒破碎率為油菜脫粒機(jī)械的設(shè)計開拓了新方向。江蘇大學(xué)的李耀明，李洪昌，徐立章等人通過對短紋桿-板齒與釘齒脫粒滾筒的脫粒對比試驗研究，發(fā)現(xiàn)相對釘齒脫粒滾筒而言，短紋桿-板齒脫粒滾筒在脫粒水稻時功耗低，脫出混合物雜余含量少，能有效的減輕清選負(fù)荷，也為油菜脫粒機(jī)構(gòu)的設(shè)計提供了新思路。在國家與領(lǐng)導(dǎo)人對油菜生產(chǎn)的直接支持下，各地做了不少嘗試：如前些年北方少數(shù)油菜種植地區(qū)，對大型谷物聯(lián)合收割機(jī)稍加改裝用來收獲油菜，投資雖少，但收獲損失嚴(yán)重，總損失率達(dá)15-20％；無錫市惠山區(qū)農(nóng)機(jī)化推廣中心對桂林3號聯(lián)合收割機(jī)的割臺、脫粒、清選、分離等部分進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計，并開發(fā)研制適合油菜收割的豎式切割分禾裝置，解決了油菜生長茂盛、莖稈高、枝節(jié)交錯切割難的問題。南通五山牌4LZY-1．5型油菜聯(lián)合收割機(jī)收割油菜時總損失率8％，出糧口含雜率8％，破碎率0．5％。近幾年來，上海、江蘇的一些科研、推廣部門及企業(yè)對幾種不同的機(jī)型，對割臺、脫粒、清選部分都作了改進(jìn)設(shè)計，如湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)湯楚宙教授等人與與現(xiàn)代農(nóng)裝株洲聯(lián)合收割機(jī)有限公司合作，對碧浪4LZ(Y)?1.8型油菜聯(lián)合收獲機(jī)進(jìn)行了試驗、理論分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提高了籽粒的脫凈率，實現(xiàn)了柔性脫粒，取得了不錯的效果。但總體來說油菜聯(lián)合收割機(jī)收獲時損失率和清潔率不太理想。分段收獲更加適應(yīng)于油菜的自身特點與我國油菜種植狀況，所以分段收獲也是近期研究開發(fā)的重點。隨著我國對油菜產(chǎn)業(yè)的扶植逐漸加大，從事油菜機(jī)械化分段收獲研究的科技人員也日益增多，對油菜的分段脫粒清選進(jìn)行理論研究與現(xiàn)實與相關(guān)機(jī)械的發(fā)明。近年來，先后研制出了多款相應(yīng)機(jī)械，適用于油菜的分段收獲，這些機(jī)械也表現(xiàn)出相對于聯(lián)合收割機(jī)的的一些優(yōu)點，主要是收獲損失率的降低和對天氣的敏感程度的降低，所以不少機(jī)械都得到了應(yīng)用并推廣，如四川晨豐農(nóng)機(jī)裝備有限公司研制發(fā)明的一種油菜脫粒機(jī)，就獲得了國家的發(fā)明專利，并在四川地區(qū)得到了推廣，還有四川安通農(nóng)業(yè)有限公司研制的5TG-86C型油菜稻麥脫粒機(jī)。此外在我國民間還有許多農(nóng)民根據(jù)自身需要對以前的一些谷物脫粒機(jī)進(jìn)行改造，使之適應(yīng)油菜的脫粒情況，制成了一些油菜脫粒機(jī)，如四川省李云安研究發(fā)明的油菜脫粒機(jī)，于2009年獲得了國家專利。湖北省王正楚等人研究出的“一種油菜脫粒機(jī)”同樣獲得了國家專利。這樣的發(fā)明還有很多，這里不一一例舉。這類研究成果一般是根據(jù)某一種或幾種油菜品種一個或幾個地區(qū)的具體環(huán)境研制而出，所以其針對性也較大，實用性也相對于聯(lián)合收割機(jī)有了較大改善，但其也還受地域與油菜品種的制約，生產(chǎn)率也沒有聯(lián)合收割機(jī)高，這些也是在以后發(fā)展研究的重點。國外這方面的研究比較早，機(jī)械化程度也比較高，早在上世紀(jì)八十年代，就有國外專家對油菜的收獲方式從損失率，天氣影響，及油菜籽含油量等方面進(jìn)行了實驗研究，Sims對兩種方法的產(chǎn)量與含油量進(jìn)行試驗比較，Bowerman與Harris則從天氣影響以及菜籽含水率與含油率對兩種方法收獲方法進(jìn)行比較，Bengtsson也做了類似的比較，結(jié)果不完全一致，但多組數(shù)據(jù)表明，利用分段收獲法的損失率更小，菜籽含油也更高，總體來說，分段收獲更加適用于油菜本身，但在天氣影響較小的情況下，聯(lián)合收割也有其優(yōu)點，比如說作業(yè)效率，菜籽籽粒大而均勻等。目前世界上有二十多個國家種植油菜，聯(lián)合收獲和分段撿拾收獲方式在油菜主產(chǎn)國各有發(fā)展。其中加拿大美國直接聯(lián)合收獲和分段檢拾收獲方式并存，英國以分段撿拾收獲為主，而德國以直接聯(lián)合收獲為主，印度采取割放晾曬后場上脫粒方式。在歐美發(fā)達(dá)國家一般采用專用油菜收割機(jī),一次性完成收割、脫粒,產(chǎn)品主要有“黑格——160型”及“紐荷蘭型”等。參考文獻(xiàn)：[1]吳明亮，羅海峰，湯楚宙，謝方平.我國油菜生產(chǎn)機(jī)械化發(fā)展的現(xiàn)狀與對策[J].農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備，2009,166（05B）：28-2931.[2]吳崇友，易中懿.我國油菜全程機(jī)械化技術(shù)路線的選擇[J].中國農(nóng)機(jī)化，2009，(2):03-06.[3]孫嘯萍，陳新華.油菜收獲機(jī)械化技術(shù)及開發(fā)思路[J].江蘇農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝，2001，（4）：4-5.[4]吳從友，丁為民，張敏，石磊，盧宴，余山山.油菜分段收獲脫粒清選試驗[J]農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報,2010，41(8):71-76.[5]吳崇友，金誠謙，肖體瓊，等．我國油菜全程機(jī)械化現(xiàn)狀與技術(shù)影響因素分析[J]．農(nóng)機(jī)化研究，2007，29(12)：207—210.[6]鎖虎，朱耕如．油菜機(jī)械化收獲研究[J]．中國油料，1992(3)：82—85.[7]李耀明,徐立章,陸林.油菜脫出物清選性能的試驗[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報,2006,11(11):63-66.[8]遲騁，王巖，劉玉峰.油菜機(jī)收中存在的問題及解決方法[J].農(nóng)機(jī)使用與維修，2007，（2）：65.[9]孫志強(qiáng)，佘小明，李平，張先鋒，湛小梅.油菜脫粒與清選裝置的設(shè)計原理[J].吉林農(nóng)業(yè)，2011，(07):174[10]徐立章，李耀明，張立功．軸流式脫柱一清選裝置試驗臺的設(shè)計[J]．農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報，2007，38(12)：85—88．[11]石磊，吳崇友，梁蘇寧，金誠謙．油菜撿抬脫粒機(jī)脫粒清選裝置設(shè)計參數(shù)試驗研究[J]．中國農(nóng)機(jī)化，2010，(6)：45-47，64[12]陳翠英，王志華，李青林．油菜脫出物物理機(jī)械特性及振動篩參數(shù)優(yōu)化[J]．農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報，2005，36(3)：60～63．[13]李耀明，賈畢清，徐立章，等.縱軸流聯(lián)合收割機(jī)切流脫粒分離裝置的研制與試驗[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2009，25(12)：93－96.[14]謝方平，羅錫文，盧向陽，等．柔性桿齒滾筒脫粒機(jī)理[J]．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2009，25(8)：110－114．[15]衣淑娟，汪春，毛欣，等.軸流滾筒脫粒后自由籽?？臻g運(yùn)動規(guī)律的觀察與分析[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2008,24(5)：136－139.[16]宗望遠(yuǎn)，廖慶喜，陳立，等.完熟期油菜果莢不同脫粒方式的脫粒效果[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2012，28(9)：29－34.[17]張認(rèn)成，桑中正.軸流脫粒滾筒功耗模型的研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，1999，15（4）：121-125.[18]李耀明，李洪昌，徐立章.短紋桿-板齒與釘齒脫粒滾筒的脫粒對比試驗研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2008，24(3)：139－142．[19]劉鴻文，材料力學(xué)[M],北京；高等教育出版社，2008[20]李寶筏，農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)[M].北京；中國農(nóng)業(yè)出版社，2003.[21]濮良貴，機(jī)械設(shè)計[M].北京；高等教育出版社，2006.[22]孫桓，陳作模，陳文杰,機(jī)械原理[M].北京；高等教育出版社，2006.注：此表如不夠填寫，可另加頁。研究方案（研究目的、內(nèi)容、方法、預(yù)期成果、條件保障等）本課題為小型場上可移動式油菜脫粒機(jī)的設(shè)計，研究的目的是設(shè)計一種充分適應(yīng)于油菜自身特點的油菜分段收獲的油菜脫粒機(jī)械，來達(dá)到節(jié)省油菜收獲投入的勞動力，提高生產(chǎn)效率，減小損失率的期望。機(jī)械的主要技術(shù)參數(shù)為；1.喂入量≥200kg/h;2.功率：2.2～3kW;3.總損失率≤5%;另外要求機(jī)械能在場上自由靈活的移動，以此來增大機(jī)械的作業(yè)效率。本課題研究的內(nèi)容主要有：1.研究機(jī)械的實用性與適用性的調(diào)研；2.脫粒機(jī)的動力與傳動裝置（柴油機(jī)與帶傳動）,脫粒裝置（滾筒）、分離裝置、清糧裝置、和機(jī)架等的結(jié)構(gòu)設(shè)計與力學(xué)分析以及主要零、部件（包括脫粒滾筒、逐稿器、清選篩、風(fēng)機(jī)等）的選擇和設(shè)計；3.可行性論證，以及機(jī)械生產(chǎn)效率的計算與控制，機(jī)械能耗的計算與控制，以及機(jī)械綜合性能的評估市場前景的調(diào)查。研究方法:本課題的研究參照以下步驟，第一步，調(diào)查研究我國油菜種植的相關(guān)情況，如油菜的種植范圍，種植時間段，種植的品種及分布區(qū)域等，從而確定本課題研究的實用性與適用性。第二步，參考相關(guān)文獻(xiàn)與調(diào)查研究與本課題研究相關(guān)的油菜的相關(guān)性質(zhì)，如油菜莖桿的力學(xué)性能與油菜籽脫粒性能等，為后面的機(jī)構(gòu)設(shè)計提供原始資料。第三步，參考相關(guān)資料，提出脫粒機(jī)各個部件的方案，進(jìn)行方案的比較與論證，論證各個方案的可行性，確定各個部件的方案以及整機(jī)的方案。第四步，根據(jù)前面的數(shù)據(jù)和資料進(jìn)行各部件的設(shè)計，邊設(shè)計邊修改，考慮整機(jī)的配合性質(zhì)與協(xié)調(diào)性，邊設(shè)計邊修改，直至理想結(jié)果，并運(yùn)用AutoCAD軟件以及Pro-E軟件進(jìn)行繪圖模擬。第五步，對所設(shè)計的機(jī)械從各方面進(jìn)行評估驗證，修改，直到達(dá)到設(shè)計要求。預(yù)期成果：按設(shè)計要求設(shè)計出滿足條件的小型場上油菜脫粒機(jī)，設(shè)計說明書以及必要的圖紙。條件保障：足夠的時間保證，豐富的相關(guān)資料的保證，一定的研究場地與實驗場地，與指導(dǎo)老師及時有效的溝通。進(jìn)程計劃（各研究環(huán)節(jié)的時間安排、實施進(jìn)度、完成程度等）2012.12--201