開題報(bào)告-齒盤式棉桿起拔機(jī)的設(shè)計(jì)

塔里木大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告課題名稱齒盤式棉稈起拔機(jī)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)所屬學(xué)院機(jī)械電氣化工程學(xué)院專業(yè)農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化班級(jí)農(nóng)機(jī)16-3指導(dǎo)教師起止時(shí)間機(jī)械電氣化工程學(xué)院教務(wù)辦制填表說明一、學(xué)生撰寫《開題報(bào)告》應(yīng)包含的內(nèi)容：1、本課題來源及研究的目的和意義；2、本課題所涉及的問題在國(guó)內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析；3、對(duì)課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析；4、本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路；5、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法；6、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃；7、主要參考文獻(xiàn)（不少于7篇）。二、本報(bào)告必須由承擔(dān)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題任務(wù)的學(xué)生在接到“畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書”的兩周內(nèi)獨(dú)立撰寫完成，并交指導(dǎo)教師審閱。三、開題報(bào)告要求手寫體，字?jǐn)?shù)在3000字以上，由學(xué)生在本報(bào)告冊(cè)內(nèi)填寫，頁面不夠可自行添加A4紙張。四、每個(gè)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題須提交開題報(bào)告一式三份，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師存閱，一份學(xué)生所在學(xué)院存檔，備檢備查。齒盤式棉稈起拔機(jī)課題研究的目的和意義棉花是我國(guó)的重要經(jīng)濟(jì)作物，目前，全國(guó)棉花種植面積600萬hm2,每年棉稈產(chǎn)量約為3000萬t。按1t棉稈相當(dāng)于0.4m3林木用于制造紙漿量計(jì)算，若全部利用每年可節(jié)省林木資源12萬m3，如此大的可再生資源如果實(shí)現(xiàn)循環(huán)綜合利用，將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。發(fā)展棉花秸稈機(jī)械化收獲技術(shù)，對(duì)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)剩余物綜合利用，發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)意義重大。對(duì)棉稈收獲機(jī)械化的要求雖然十分迫切，但由于棉稈主干粗細(xì)不一，枝杈多，長(zhǎng)勢(shì)特殊等原因，收獲技術(shù)和收獲機(jī)械仍不完善。近年來，隨著社會(huì)和科技的發(fā)展，棉稈已被廣泛應(yīng)用于能源、造紙及生物基材料等領(lǐng)域，尤其是棉稈木質(zhì)成分含量高，可作為優(yōu)質(zhì)的可再生資源原料，棉稈收獲技術(shù)與裝備的研究備受關(guān)注。因此，對(duì)棉稈收獲過程的機(jī)理和特性進(jìn)行探討，提高棉稈收獲效率成為一個(gè)重要的課題。近幾年已有多種機(jī)型問世。因此，設(shè)計(jì)的一種棉稈起拔機(jī)，這種棉稈起拔機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，對(duì)棉稈的損傷小。對(duì)解決現(xiàn)有的棉稈收獲技術(shù)中存在的問題起關(guān)鍵性作用。二、國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及其分析1.3.1國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀及分析我國(guó)對(duì)棉稈收獲機(jī)械的研究始于上世紀(jì)六十年代中期，猶豫存在棉稈枝杈繁多，主莖直徑不同，種植情況差異等原因，收獲機(jī)械和收獲技術(shù)研究進(jìn)展遲緩。近年來。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)棉稈收獲機(jī)械的研究熱情明顯高漲，已有多種棉稈收獲機(jī)械問世，同時(shí)對(duì)棉稈機(jī)械收獲技術(shù)與結(jié)構(gòu)的改進(jìn)研究仍在進(jìn)行中。1.3.2國(guó)內(nèi)棉稈收獲技術(shù)研究目前應(yīng)用較廣泛的棉軒收獲機(jī)械所采用的收獲原理和方法大致可以分為：產(chǎn)切法、滾切法、提拔法三種。1)產(chǎn)切法該方法利用“”型雙翼刀以一定角度深入土壤下約，由動(dòng)力機(jī)帶動(dòng)產(chǎn)刀將棉根伊斷，并將棉稈向上抬起，再由輸送裝置將其收集成堆。由于刀入土作業(yè)，其前行過程中由前次作業(yè)所帶起的土壤及作物根巷若不能及時(shí)掉落并與辛產(chǎn)刀分離，下次作業(yè)時(shí)伊刀前端就會(huì)大量壅土，不但增加了伊刀工作阻力，致使作業(yè)效率低下，也增加了機(jī)具的功耗。該方法存在動(dòng)力消耗大、殘留棉根較多、鋪放不整齊等缺點(diǎn)。2)滾切法該方法基于旋耕原理，采用旋轉(zhuǎn)刀棍作為收獲部件進(jìn)行作業(yè)。為便于纟產(chǎn)切提拔，在水平刀棍上等角度安裝三組刀片。機(jī)組在田間作業(yè)時(shí)，隨著機(jī)組前行，刀輥逆向旋轉(zhuǎn)切入棉稈根部，刀片將棉根產(chǎn)斷，并將其拔起。刀棍為通軸刨刀，在整個(gè)作業(yè)過程中機(jī)具無需考慮棉稈行距，且土壤被刀輔不斷翻動(dòng)，棉根被產(chǎn)斷，不會(huì)發(fā)生壅土現(xiàn)象。該方法同樣消耗動(dòng)力較大，但工作效率較高，對(duì)不同棉桿的行距適應(yīng)性較強(qiáng)，主要適應(yīng)于直徑較細(xì)小，高度不超過1M的密植棉桿。3)提拔法該方法利用夾持裝置夾持棉稈，在機(jī)組田間行進(jìn)速度配合下，拉動(dòng)起拔機(jī)構(gòu)產(chǎn)生向上的提拔力，將棉根從土壤中拔出。大部分機(jī)械設(shè)計(jì)有撿拾喂入部分，或設(shè)計(jì)有輸送機(jī)械，可將棉稈直接收集或鋪放在地面上。這類機(jī)具的工作原理、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，制造成本較高，同時(shí)對(duì)棉花種植的株距、行距、機(jī)具在田間的行進(jìn)速度與夾持裝置的配合要求也很高。但該方法動(dòng)力消耗較少，拔凈率較高，殘留棉根較少。a）齒盤式齒盤式在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較為普遍，其起拔機(jī)構(gòu)是一對(duì)對(duì)碾齒盤，常用齒形有梯形、銀齒形、矩形等。這類機(jī)具通常并排安裝兩齒盤，在兩齒盤間隙處裝有扶禾裝置。機(jī)具作業(yè)時(shí)，兩齒盤通過錐齒輪傳動(dòng)反向旋轉(zhuǎn)，齒盤與扶未裝置配合，將棉桿夾持緊，借助行進(jìn)速度將棉稈拔起并拋送到機(jī)具后面。b)對(duì)輥式對(duì)輥式是利用一對(duì)按一定角度配置安裝的圓輯反向旋轉(zhuǎn)，棉稈進(jìn)入兩親間隙形成夾持點(diǎn)，從而夾持棉稈并將其從地表拔出。隨著機(jī)具在田間行走，棉稈根部被兩對(duì)反方向旋轉(zhuǎn)對(duì)輯夾持住，隨著圓輯的滾動(dòng)向前，棉稈被拔起并拋向后方。這種方法較適合行距較寬的種植模式，且機(jī)具動(dòng)力消耗較大，不適宜大面積推廣。c)圓盤式圓盤式結(jié)構(gòu)利用一對(duì)具有夾角的圓盤，夾持點(diǎn)在兩盤軸向橫截面上，兩盤保留一定間隙，保證能夠順利夾持棉稈。在工作時(shí)，機(jī)具沿棉稈方向前進(jìn)，兩盤將棉稈根部夾緊，隨著兩盤的滾動(dòng)，棉稈被拔起拋至后方。1.3.1.2國(guó)外棉稈收獲技術(shù)研究1）棉軒刨挖技術(shù)這種技術(shù)釆用對(duì)稱傾斜雙圓盤對(duì)棉軒進(jìn)行刨挖，與雙圓盤開溝器的作業(yè)原理相同，代表機(jī)型為美國(guó)的DaveKoening和Orthman棉稈挖刨機(jī)，其中機(jī)型根據(jù)需要可調(diào)整其收獲棉稈的行數(shù)，其參數(shù)有2、4、6、8行四種，對(duì)不同濕度棉桿有較強(qiáng)的適應(yīng)性。而機(jī)型的圓盤角度和高度是可調(diào)的，拔軒機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為可折疊式，采用平行四桿仿形，并在其后面安裝切碎裝置，實(shí)現(xiàn)棉稈的起拔與切碎還田2)棉稈拔取技術(shù)這種技術(shù)采用45°傾角安裝橡膠輪胎對(duì)輯起拔。代表機(jī)型有澳大利亞生產(chǎn)的Muti拔棉桿機(jī)以及美國(guó)生產(chǎn)的AMADAS棉稈拔取切碎收獲機(jī)。這兩種機(jī)型能將棉稈連根拔起并切碎，機(jī)具行走速度快，有較高的穩(wěn)定性且設(shè)有傳動(dòng)安全防護(hù)措施。但該技術(shù)對(duì)種植行距要求較高，適用于標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)?；N植。三、任務(wù)要求及預(yù)期目標(biāo)的可行性分析3.1任務(wù)要求（1）起拔機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。（2）機(jī)械成本低。（3）使用方便，操作簡(jiǎn)單。（4）適應(yīng)性強(qiáng)和工作效率高。3.2齒盤式起拔機(jī)的可行性分析通過大量查閱資料可知，棉桿在滿足前進(jìn)推力和旋轉(zhuǎn)拉拔力的作用下更容易拔出來，用機(jī)械代替人工，大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度，原理清晰易懂，適應(yīng)市場(chǎng)需求。綜上所述該設(shè)計(jì)是可行的。四、本課題需要重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題（1）齒盤夾角與齒盤大小的設(shè)計(jì)。（2）齒盤的轉(zhuǎn)速控制范圍。（3）扶禾裝置的設(shè)計(jì)。（4）動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。五、工作條件及解決方法（1）萬方數(shù)據(jù)庫和圖書館查閱相關(guān)資料，了解棉稈起拔機(jī)行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀。（2）從了解的信息中確定設(shè)計(jì)方案。（3）查閱相關(guān)資料，了解棉稈收獲機(jī)構(gòu)，以確定方案中所需的棉稈起拔機(jī)構(gòu)。(4)遇到關(guān)鍵性的問題向老師請(qǐng)教（4）畫出裝配圖。利用AutoCAD軟件繪制二維裝配圖和零件圖。（5）參考資料中的計(jì)算方法及公式等進(jìn)行計(jì)算校核。六、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃擬定工作進(jìn)度第1周—第2周通過查找文獻(xiàn)資料，了解國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀。第2周—第5周設(shè)計(jì)總體方案。第6周—第9周結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。第10周—第12周撰寫設(shè)計(jì)說明書，對(duì)部分問題修改、調(diào)整。第13周—第14周整理資料準(zhǔn)備答辯。七、主要參考文獻(xiàn)[1]郭振華，史建新，康秀生，等.鏟刀式拔棉稈機(jī)阻力分析[J].新疆農(nóng)機(jī)化，2008，(4):9-10[2]韓芹芹.棉稈循環(huán)利用理論模式探討[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2008,24(11)：457-463[3]韓樹明.秸稈固化成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