《手持氣吸式采棉機(jī)構(gòu)的設(shè)計開題報告》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《手持氣吸式采棉機(jī)構(gòu)的設(shè)計開題報告（7頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 畢業(yè)論文開題報告 學(xué) 校： 學(xué) 院：機(jī)械電氣化工程學(xué)院 姓 名： 學(xué) 號： 課題題目：手持氣吸式采棉機(jī)的設(shè)計 指導(dǎo)教師： 手持氣吸式采棉機(jī)構(gòu)的設(shè)計 一、課題研究的意義 中國是世界上最

2、大棉花生產(chǎn)國,同時又是最大紡織用棉消費(fèi)大國,紡織品出口是我國出口創(chuàng)匯的大宗產(chǎn)品,直接影響國民經(jīng)濟(jì)和外匯儲備。同時,棉花作為經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)農(nóng)民的主要經(jīng)濟(jì)來源,對促進(jìn)地區(qū)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展,增加農(nóng)民收入都具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。自20世紀(jì)50年代末到70年代末,我國自育棉花良種種植面積由8.8%上升到80%以上。由于棉花生產(chǎn)具有用工多等特點(diǎn),從而使經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)擁有更突出的生產(chǎn)優(yōu)勢,并成為本地區(qū)農(nóng)民脫貧致富、增加收入的重要源泉。我國市場上出現(xiàn)的手持氣吸式采棉機(jī)告別繁重枯燥重復(fù)的采摘動作，解放勞動力，一臺機(jī)械可抵10個人工！棉花采摘機(jī)，操作簡單，棉花采摘可達(dá)到99%的摘凈率！真正的實(shí)現(xiàn)了高效采摘，比人工采

3、摘提高3倍，每人每天可采摘200公斤以上籽棉，減輕了勞動強(qiáng)度，告別人為彎腰采摘的歷史，實(shí)現(xiàn)選擇性高效采摘。大大的減輕了棉農(nóng)負(fù)擔(dān)，同時有很好的工作效益和實(shí)惠的價格。 二、國內(nèi)外手持氣吸式采棉機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r及存在的問題 2.1國外手持氣吸式采棉機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r 美國、以色列、澳大利亞是世界上全部用機(jī)器采棉的國家。早在 1850 年美國開始了對采棉機(jī)的研究，到 20 世紀(jì) 40 年代開始批量生產(chǎn)采棉機(jī)。到目前為止，采棉機(jī)有機(jī)械式、氣力式及氣力機(jī)械綜合式，廣泛應(yīng)用的是機(jī)械式。采棉機(jī)按采摘部件的工作原理及結(jié)構(gòu)可分為 4 大類，一是美國約翰迪爾公司、凱斯公司生產(chǎn)的水平摘錠采棉機(jī)，二是前蘇聯(lián)（現(xiàn)烏茲別克斯坦

4、）塔什干棉花機(jī)械局設(shè)計制造的垂直摘錠自走式采棉機(jī)，三是美國約翰迪爾公司生產(chǎn)的刮板毛刷統(tǒng)收采棉機(jī)，四是阿根廷生產(chǎn)的梳脫不對行統(tǒng)收采棉機(jī)。烏茲別克斯坦采棉機(jī)的主要特點(diǎn)是全部采用垂直摘錠式采摘部件，結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，價格低；適宜采收棉株較矮（80 cm 以下）、分枝少、棉桃集中、吐絮率在 60% 左右、需多次采收的棉花；采摘性能差，籽棉含雜率在 10% ～ 20% ，采摘率 85% 左右，落地棉 10% ～ 20% ；班次生產(chǎn)率較美國采棉機(jī)低20% ， 作業(yè)速度為 3 ～ 5 km /h；采棉機(jī)多采用懸掛式，動力利用率高，但自動化控制水平低，操作性能較差，人工輔助作業(yè)時間多。由于上述特點(diǎn)，僅在其國

5、內(nèi)應(yīng)用，我國新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)引進(jìn)后試驗(yàn)效果較差，已停止使用。有人曾經(jīng)總結(jié)了美國采棉機(jī)的主要特點(diǎn)，其中包括全部采用水平摘錠，結(jié)構(gòu)復(fù)雜（2 行型配 96 個摘錠），但制造工藝水平高，質(zhì)量可靠；適宜采收棉株高 80 ～ 120 cm ，株形大，棉桃較松散，吐絮率高（90%）以上的棉花；機(jī)采籽棉含雜率低（6% ～ 8% )，采摘率高達(dá) 90% 以上，落地棉少（約 5% ～ 10% ）；生產(chǎn)率及作業(yè)速度高，一般為 5. 67 ～ 6. 7 km /h；采用自走式， 自動化控制水平高， 操作性能好， 但造價高。 2.2國內(nèi)手持氣吸式采棉機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r 1954 年，新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)首次引進(jìn)了 37

6、臺前蘇聯(lián)的 CXM -48M 型單行垂直摘錠后懸掛式采棉機(jī)和幾十臺 X40 型剝鈴機(jī)。1959—1974 年，中國農(nóng) 業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院組織全國 60 多名科技人員進(jìn)行了國產(chǎn)棉田自動底盤拖拉機(jī)及配套采棉機(jī)的研制。由國家科技部組織，從 1996 年開始研制國產(chǎn)采棉機(jī)， 1997 年 第 1 臺 國 產(chǎn) 自 走 式 采 棉 機(jī) 4M Z-3 問 世，1998 年第 2 臺研制成功，該機(jī)驅(qū)動和工作部件傳動采用靜液壓系統(tǒng)無級變速、電磁閥操作控制，光電循環(huán)監(jiān)控主要運(yùn)轉(zhuǎn)工作部件，報警顯示故障部件。不但能采收等行距 60 cm 、70 cm 、90 cm 棉田，且適用于（30+6）cm 、（68+8）c

7、m 寬窄行采收。摘凈率 不小于 90% ，含雜率不大于 10% 。進(jìn)入 21 世紀(jì)以來，新疆機(jī)采棉基本上在推廣應(yīng)用國外采棉機(jī)。2007 年，由新疆建設(shè)兵團(tuán)農(nóng)八師與貴州航空工業(yè)集團(tuán)聯(lián)合研制31開發(fā)的“平水”牌采棉機(jī) 4M Z-5 自走式采棉機(jī)開始投入使用，打破了國外采棉機(jī)壟斷市場的局面。該機(jī)是一種采用前置懸掛式采摘工作臺，翻轉(zhuǎn)自動輸卸式棉箱，液壓與機(jī)械混合式傳動的大型（5 行）水平摘錠自走式采棉機(jī)。作業(yè)效率 0. 4 ～ 0. 67 hm2 /h、吐棉采凈率可達(dá) 90% 、籽棉含雜率約為 10% 、機(jī)械撞落棉損失率約 10% 。目前我國小型采棉機(jī)械研制的類型較多，但大部 分處于研究開發(fā)階段，

8、在生產(chǎn)上推廣應(yīng)用較少。2013年 5 月 10—12 日，在昌吉舉行的新疆農(nóng)業(yè)機(jī)械博覽會上， 浙江 “大宇” 牌便攜式采棉機(jī)引起了觀眾的注意。每臺機(jī)組可適配 4 ～ 6 只采摘頭，滿負(fù)荷作業(yè)時，每只采摘頭按 10 h 工作，可拾棉 200 多 kg。 2.3國內(nèi)外手持氣吸式采棉機(jī)械存在的問題 分析采棉機(jī)生產(chǎn)中存在的問題,包括機(jī)采棉栽培品種、采棉機(jī)與發(fā)展機(jī)采棉不配套,脫葉催熟技術(shù)掌握不到位等方面,提出今后機(jī)采棉的發(fā)展對策,以促進(jìn)機(jī)采棉技術(shù)的應(yīng)用。 （1）沒有與機(jī)采精搭配的早熟品種 在機(jī)采棉品種上,通過十幾年的推廣實(shí)踐,雖然也選育了一些比較適宜機(jī)采棉特性的中熟品種,但是沒有與機(jī)采棉搭配

9、的早熟品種 。 特別是棉農(nóng)對種植早熟品種的思想觀念沒有轉(zhuǎn)變, 擔(dān)心早熟品種影響棉花產(chǎn)量和效益。由于沒有早熟品種搭配,機(jī)采棉的開花吐絮時間、脫葉時間向后推遲,機(jī)采收獲時間也向后推遲 。 特別在棉花田管的中后期若遇到下雨降溫天氣,這個問題更加突出 。 尤其到了采棉機(jī)作業(yè)時間, 棉田內(nèi)青鈴仍然比較多,吐絮率達(dá)不到95%以上,不能收積。 正常作業(yè),使機(jī)采時間向后推遲 。到中期棉花集中盛開,采棉機(jī)又非常緊張 。到后期有些棉田內(nèi)棉花由于吐絮時間過長沒及時采收出現(xiàn)“流鼻涕”,還有些棉花吐絮后風(fēng)吹日曬時間過長,造成含水量減少、纖維變粗變脆等。 由于以上問題,對機(jī)采棉作業(yè)時問、作業(yè)質(zhì)量、產(chǎn)量和品級都造成了較

10、大的影響。 （2）機(jī)采棉裁培密度偏大影響脫葉質(zhì)量 各團(tuán)場在機(jī)采棉的種植上,除雜交棉外,大部分都是采取常規(guī)棉的高密度植培模式, 理論株數(shù)一般都在l.75～1.85萬株/667m2左右。高密度栽培技術(shù)對提高棉花產(chǎn)量起到了重要作用。但由于機(jī)采棉66+l0 cm特殊的行距配置,種植密度過大時,對脫葉質(zhì)量的影響比較大。 打脫葉劑時棉株中下部受藥面積小,中下部脫葉質(zhì)量差 。打脫葉劑后有些棉株上部的葉片又掉落在下面的棉枝上, 采棉機(jī)作業(yè)時就會將棉葉一起收人棉倉, 從而增加了機(jī)采棉籽棉的含雜量 。籽棉含雜量的增加,又給機(jī)采棉加工質(zhì)量帶來了難度,同時也影響了機(jī)采棉的質(zhì)量 。 （3） 機(jī)采棉中含有殘膜等異

11、性纖維 機(jī)采棉中含帶殘膜等異性纖維是棉紡企業(yè)最為擔(dān)心的問題,也是影響機(jī)采棉推廣的重要因素 。殘膜等異性纖維的原因: 一是有些團(tuán)場對機(jī)采棉條田在機(jī)采前進(jìn)行了人工揭膜,由于揭膜不干凈,殘膜掛在棉枝上或遺留在棉田內(nèi), 當(dāng)采棉機(jī)作業(yè)時就被吸入棉倉;二是有些團(tuán)場雖然在機(jī)采前沒有揭膜,但由于棉花種植過矮或下部果節(jié)太低, 采棉機(jī)作業(yè)時采摘頭放的比較低,將地面薄膜掛起而吸人棉倉。 （4）機(jī)采精含雜量較高 近年來各團(tuán)場加工廠對機(jī)采棉籽棉水雜測定結(jié)果:含水率前期普遍較高,,一般在10～l4%左右,含雜率一般也在12~15%左右, 都分別超出兵團(tuán)機(jī)采棉技術(shù)規(guī)程要求的標(biāo)準(zhǔn) 。加工時為了提高清雜效果, 對前期含水

12、率偏高的機(jī)采棉還要進(jìn)行烘干處理,若烘干溫度過高,就會導(dǎo)致皮棉反光度降低、色澤下降、纖維變脆,從而影響加工后的皮棉等級。由于籽棉含雜率偏高, 在加工過程中又增加了籽棉和皮棉 的清雜次數(shù),導(dǎo)致皮棉纖維長度損傷大、短纖維率增加、皮棉外觀形態(tài)紊亂等,最終對皮棉質(zhì)量造成比較大的影響。 2.4研究內(nèi)容和方法 一種小型采棉機(jī)由機(jī)架、集棉箱、風(fēng)機(jī)、進(jìn)出氣管道及小型發(fā)動機(jī)等部分組成，其特征是：進(jìn)氣管道的進(jìn)氣口端頭裝有一對采棉輪，采棉輪附近的進(jìn)氣管內(nèi)設(shè)有進(jìn)氣控制閥，在進(jìn)氣管的手握部位安裝有控制按扭；有兩組這樣的帶采棉裝置的進(jìn)氣管其后部的軟管最后合并在一起與風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣口相接。采棉輪以發(fā)動機(jī)為動力源，通過減速機(jī)

13、構(gòu)和軟軸驅(qū)動旋轉(zhuǎn) 小型采棉機(jī)是一種棉花采收機(jī)具，主要用于代替人工采摘棉花，其特征是由人力手持半牽引行走。機(jī)架上裝有小型發(fā)動機(jī)、輸送風(fēng)機(jī)和集棉箱（袋）。風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣口引出兩個進(jìn)氣管，進(jìn)氣管上有采棉裝置，包括由軟軸驅(qū)動的采棉輪，可改變氣流通道的進(jìn)氣控制閥門，進(jìn)氣管手握部位的控制按鈕。作業(yè)時采棉工雙手各持一個進(jìn)氣管，操縱按鈕并將采棉輪對準(zhǔn)棉花即可將棉花摘下并被氣流送至集棉箱（袋）。 2.5預(yù)期目標(biāo) 其具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、體積小。價格低，效率高。操作方便、成本低等特點(diǎn)，使用該棉花采摘機(jī)，不但能降低采棉勞動強(qiáng)度，且能較大幅度地降低采棉成本，提高采棉效率和所采棉花的質(zhì)量告別繁重枯燥重復(fù)的采摘動作，解放

14、勞動力長時間破壞性實(shí)地采棉實(shí)驗(yàn)，證明小型機(jī)動采棉機(jī)能做到： （1） 大幅提高采棉效率，正常情況下，一臺機(jī)械可抵20個人工的棉花采摘量。不要起早貪黑的干活，一臺機(jī)械，輕輕松松采摘15畝地,是人工的30多倍。讓人們從繁重的體力勞動解放出來 。 （2） 性能穩(wěn)定可靠，能超長時間連續(xù)工作，不易出故障，不卡不堵，適合各種棉花（包括長絨棉花、潮濕棉花，開始變質(zhì)的棉花等）。 三、重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題及解決思路 柴油機(jī)通過動力傳動裝置，帶動風(fēng)機(jī)、物料分離器、蔽風(fēng)器、棉花清潔器、棉花集棉箱、行走輪、變速裝置等部件同時運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)用吸花軟管近距離對準(zhǔn)棉朵時，利用風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的負(fù)壓將籽棉經(jīng)吸花軟管吸至物料分離器 ，

15、通過蔽風(fēng)器葉片將籽棉送至棉花清潔器，在棉花清潔器的作用下使粘連在籽棉上的棉葉、枝干等雜質(zhì)與籽棉分離，干凈的籽棉進(jìn)入集棉箱內(nèi)。行走裝置可調(diào)，驅(qū)動機(jī)具在棉花行間勻速運(yùn)動。 （1）選擇采棉機(jī)類型-設(shè)計傳動裝置、風(fēng)力輸送裝置、工作裝置。 （2）運(yùn)用AutoCAD軟件，繪制二維零件圖和裝配圖。 （3）運(yùn)用三維設(shè)計軟件完成整機(jī)各零部件的三維建模并進(jìn)行運(yùn)動仿真。 四、工作條件及解決方法 塔里木大學(xué)位于南疆中心位置，校內(nèi)有溫室實(shí)驗(yàn)基地，土壤條件較好，為項(xiàng)目開展提供了場地和基本條件。校內(nèi)擁有優(yōu)良的硬件環(huán)境，機(jī)械電氣化工程學(xué)院擁有先進(jìn)的使用時和機(jī)械加工制造設(shè)備，并且?guī)熧Y力量雄厚，完全可以滿足手持氣吸式

16、采棉機(jī)的工作條件。 五、工作方案及進(jìn)度 第1～2周 查閱相關(guān)文獻(xiàn)，撰寫開題報告。 第3～4周 根據(jù)現(xiàn)有的手持氣吸式采棉機(jī)確定手持氣吸式采棉機(jī)的種類和的總體設(shè)計方案，繪制總體結(jié)構(gòu)簡圖。 第5～6周 根據(jù)工作要求，計算并查閱相關(guān)手冊，選擇和設(shè)計各零部件。 第7～9周 運(yùn)用AutoCAD軟件，繪制二維零件圖和裝配圖。 第10～11周 運(yùn)用三維設(shè)計軟件完成整機(jī)各零部件的三維建模并進(jìn)行運(yùn)動仿真。 第12周 從工藝性能，經(jīng)濟(jì)性能，實(shí)用性能等方面對產(chǎn)品進(jìn)行綜合評價、校核、修正。 第13周 完成設(shè)計說明書。 第14周 整理材料，準(zhǔn)備答辯。 參考文獻(xiàn) 【1】魏曉文.中國棉花生產(chǎn)特性與生產(chǎn)預(yù)測

17、[J].中國棉花,1996,(2):9-12. 【2】劉曉麗;陳發(fā);王學(xué)農(nóng);韓玲麗;;國內(nèi)外梳齒式采棉機(jī)技術(shù)比較分析研究[J];農(nóng)機(jī)化研究;2012年03期 【3】馬娟;王維新;趙巖;;滾筒式采棉機(jī)采摘頭的設(shè)計與研究[J];農(nóng)機(jī)化研究;2010年02期 【4】畢新勝;王維新;武傳宇;叢錦玲;李吉新;李鵬;;采棉機(jī)水平摘錠的工作原及采摘力學(xué)分析[J];石河子大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2007年06期 【5】董偉;梳指式采棉機(jī)的設(shè)計與關(guān)鍵技術(shù)研究[D];新疆大學(xué);2009年 【6】翟超;周亞立;趙巖;劉向新;;水平摘錠式采棉機(jī)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械;

18、2011年25期 【7】付長兵;水平摘錠式采棉機(jī)采棉原理及關(guān)鍵零部件分析[D];新疆大學(xué);2010年 【8】司學(xué)富;摘錠式采棉機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究及采摘部件的設(shè)計[D];新疆大學(xué);2012年 【9】張鳳元. 我國棉柴收獲機(jī)械的研究歷史及現(xiàn)狀[J].山東農(nóng)機(jī),1996,(04):4-5. 【10】張鳳元,程建榮. 我國棉柴收獲機(jī)械的農(nóng)藝要求及類型[J].糧油加工與食品機(jī)械,1999,(01):6,10. 【11】張鳳元,原重現(xiàn),高金庫. 棉柴收獲機(jī)的設(shè)計與研究[J].糧油加工與食品機(jī)械,1993,(04):5-6. 【12】米雙山,李百儆,孫建瑞. 新型棉柴收獲機(jī)[J].河北農(nóng)機(jī),2002,(05):22.doi:10.3969/j.issn.1002-1655.2002.05.024