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12 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)
青玉米秸稈收割切碎機(jī)械的設(shè)計(jì)
學(xué)術(shù)論文
學(xué)生姓名 陳 剛
學(xué) 號(hào) 8031208112
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) 12-1
指導(dǎo)教師 李宜峰
日 期 2012.05
塔里木大學(xué)教務(wù)處制
青玉米秸稈收割切碎機(jī)械的設(shè)計(jì)
Green corn straw harvest mechanical design of the chop
陳剛
Chengang
（塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院， 阿拉爾 843300）
Tarim University, Mechanical Electrical Engineering
摘要：針對(duì)我國(guó)北方地區(qū)青貯玉米種植面積大，但收割和后續(xù)加工的機(jī)械化水平低，造成秸稈利用率低等問(wèn)題，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了青玉米秸稈收割切碎機(jī)械。該機(jī)由切割機(jī)構(gòu)、輸送機(jī)構(gòu)、切碎機(jī)構(gòu)、拋送機(jī)構(gòu)等組成。該機(jī)一次完成秸稈收割、秸稈切碎、秸稈回收等作業(yè)。該青貯機(jī)主要的研究點(diǎn)在收割和切碎部分。本次設(shè)計(jì)的青貯機(jī)主要就是為了克服國(guó)產(chǎn)青貯機(jī)的不足，其采用被拖拉機(jī)牽引的方式，切割器采用回轉(zhuǎn)的形式，切割的時(shí)候棘齒刀圍繞一中心點(diǎn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，降低了功率消耗．棘齒刀固定在刀盤(pán)上，與刀盤(pán)一體，可以提高刀軸的轉(zhuǎn)速，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率．其粉碎方式采用動(dòng)定刀相結(jié)合的方式，動(dòng)刀采用V型，定刀采用長(zhǎng)方形，這樣可以降低作物在切割時(shí)的滑動(dòng)，使切割更省力，提高了機(jī)器的工作效率．
Abstract：In view of China's northern region of planting area silage maize, but the harvest and subsequent processing the mechanization level of low, causing straw low utilization ratio, designing and developing the green corn straw harvest by cutting machine mechanical chopped convey mechanism chopped into institution organization send mechanism etc the machine once completed straw harvest straw cut up straw recovery work the machine of the major research point silage at harvest and cut up the design of the machine is mainly in order to overcome these domestic silage machine is insufficient, its use be tractor traction way, cutter, adopting rotary form, cutting knife around the teeth of a center of rotary motion, reduce the power consumption. The teeth fixed in the knife dish knife, the knife dish and a body, can improve the knife shaft speed, improving labor productivity. Its shattered by the fixed knife way dynamic combination
.
關(guān)鍵詞： 青玉米秸稈；收割；切碎
Keywords：Green corn straw; crushed straw machine; cut up
1 引言
青貯玉米飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值完善，適口性好，易于消化，滿足肉牛、奶牛等家畜冬春季的營(yíng)養(yǎng)需要，使肉牛、奶牛保持高水平的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)和生產(chǎn)水平，是肉牛業(yè)和奶牛業(yè)不可缺少的基礎(chǔ)飼料之一。最近幾年，肉牛業(yè)有了很大的發(fā)展，向國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)提供了大量的牛肉，很多地方成了有名的養(yǎng)?？h。牛奶業(yè)是公認(rèn)的節(jié)糧、經(jīng)濟(jì)、高效的產(chǎn)業(yè)，屬“菜籃子”工程。牛奶還是飼料轉(zhuǎn)化率最高的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。因此發(fā)展奶牛業(yè)，推廣種植青貯玉米，可以帶動(dòng)我國(guó)畜牧業(yè)的持續(xù)快速發(fā)展。
世界上畜牧業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家都很重視青貯玉米的種植和生產(chǎn)。如法國(guó)、加拿大、英國(guó)、荷蘭、德國(guó)等國(guó)家都培育了大量的青貯專用玉米品種。在歐美許多國(guó)家中，青貯玉米飼料早已成為反芻家畜日糧中主要的有效能量成分和幼畜育肥的強(qiáng)化飼料。1997年歐洲種植的青貯玉米面積達(dá)4.0106hm2，加拿大超過(guò)190，000hm2，近幾年美國(guó)青貯玉米種植面積占玉米總面積的6%-10%。由于青貯玉米的諸多優(yōu)點(diǎn)， 今后我國(guó)仍將保持較大比例的青貯玉米種植面積。
青貯玉米種植面積在迅猛的增加，但相應(yīng)的收獲機(jī)械的發(fā)展卻跟不上步伐，且收獲的質(zhì)量并不是很高，每年因?yàn)檫@個(gè)原因損失的糧食非?？捎^。且國(guó)產(chǎn)收獲機(jī)的機(jī)械性能和國(guó)外的相比還存在很大的差距。因此研制新的玉米收獲機(jī)是迫切要解決的問(wèn)題。
2 基本結(jié)構(gòu)、原理及主要技術(shù)參數(shù)
2.1 結(jié)構(gòu)
青玉米秸稈收割切碎機(jī)結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。它主要由機(jī)架總成、動(dòng)力輸出軸、變速箱總成、傳動(dòng)軸系總成、玉米桿收割器和玉米桿切碎器總成等組成。
圖2-1 棉稈粉碎還田機(jī)械
1、齒輪箱 2、收割臺(tái) 3、切刀 4、傳動(dòng)軸 5、傳送帶
2.2工作原理
該機(jī)由拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸傳入動(dòng)力，經(jīng)一對(duì)皮帶輪將動(dòng)力傳給齒輪箱，齒輪箱箱將水平傳動(dòng)改變?yōu)榇怪痹鏊賯鲃?dòng)，帶動(dòng)切刀旋轉(zhuǎn)，對(duì)秸稈進(jìn)行切割。液壓馬達(dá)帶動(dòng)割刀對(duì)玉米秸稈進(jìn)行收割。當(dāng)拖拉牽引機(jī)具前進(jìn)時(shí)，秸稈喂入機(jī)殼，在刀片較大的加速度和動(dòng)能的作用下秸稈切斷并打入機(jī)殼內(nèi)。秸稈經(jīng)過(guò)切刀的剪切被切成碎節(jié)最后被風(fēng)機(jī)吹出機(jī)體并回收。
2.3主要技術(shù)參數(shù)
外形尺寸(長(zhǎng)×寬×高)(mm) 1250×1800×1060
工作幅寬(mm) 1800
粉碎長(zhǎng)度(mm) ≤200
留茬高度(mm) ≤100
動(dòng)刀額定轉(zhuǎn)速() 1450
工作速度() 8-10
生產(chǎn)效率() 0.8-3
配套動(dòng)力(馬力) ≥18
3.關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)
3.1 切割刀的設(shè)計(jì)和刀片的分布結(jié)構(gòu)
本次設(shè)計(jì)采用的是圓盤(pán)切割器，圓盤(pán)刀切割器有小巧靈便的特點(diǎn)，整機(jī)體積小，是新興的用于青貯玉米的切割器．更換方便隨著機(jī)器的前進(jìn)，作物會(huì)自動(dòng)喂入到粉碎裝置， 喂入條件改善許多，且圓盤(pán)切割器容易制造，價(jià)格非常低，
刀盤(pán)體中心軸套和刀盤(pán)軸連接，這種結(jié)構(gòu)力求減少氣流阻力，節(jié)約能源。刀盤(pán)都是做過(guò)靜平衡試驗(yàn)，不平衡力矩≤0.025Nm（即2.5克重米）。刀片都分組稱其質(zhì)量，每組刀片質(zhì)量之差≤5g。每個(gè)刀片應(yīng)做到其質(zhì)量和幾何形狀都相同。
圖3-1
3.2 切碎刀的設(shè)計(jì)
切碎刀的設(shè)計(jì)如圖3-2
參數(shù)的確定：切碎刀是青貯玉米收獲機(jī)中非常重要的工作部件，其參數(shù)的設(shè)計(jì)很重要，相關(guān)參數(shù)如下
1）切碎動(dòng)刀的夾角 該夾角的大小決定著切碎莖桿的長(zhǎng)度，夾角過(guò)大，則粉碎效果差，夾角小粉碎效果好，可是功率消耗大。從試驗(yàn)中得知，該夾角在30°～60°之間最好。本設(shè)計(jì)取45°
2）切碎動(dòng)刀的旋轉(zhuǎn)速度 切碎刀的旋轉(zhuǎn)速度是影響切碎質(zhì)量的重要因素，但速度不應(yīng)該太高，由資料知切碎刀軸的轉(zhuǎn)速在1400-1500r/min之間，本次設(shè)計(jì)取
1450r/min。
圖3-2
4.結(jié)束語(yǔ)
青貯機(jī)制造技術(shù)的落后已經(jīng)嚴(yán)重影響著我國(guó)畜牧業(yè)的健康發(fā)展，盡快提高我國(guó)青貯機(jī)的制造水平和應(yīng)用水平，研制適應(yīng)我國(guó)發(fā)展的青貯設(shè)備，為我國(guó)畜牧業(yè)和奶業(yè)的發(fā)展提供性能優(yōu)良、造價(jià)適中的加工裝備，已成為一項(xiàng)必須盡快解決的任務(wù)。因此，應(yīng)盡快提高我國(guó)青貯機(jī)的應(yīng)用水平和制造水平，帶動(dòng)畜牧業(yè)和奶業(yè)的發(fā)展，徹底解決種植業(yè)的原料利用問(wèn)題，為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)持續(xù)、健康發(fā)展提供后勁。
本課題研究的青貯機(jī)是在原蘇聯(lián)制造的青貯機(jī)的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，采用新的切割器和粉碎器，使青貯機(jī)的工作效率大大提高，且在設(shè)計(jì)中采用套筒結(jié)構(gòu)，減小了青貯機(jī)的體積．。安全方面，該青貯機(jī)在輸出傳動(dòng)中采用帶傳動(dòng)，可有效的防止因?yàn)檫^(guò)載而損壞青貯機(jī)的部件。
根據(jù)市場(chǎng)需求，在調(diào)研國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，經(jīng)消化吸收、改進(jìn)設(shè)計(jì)了此機(jī)器，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，充分考慮了玉米的含水率，植株的密度和地塊的狀況等物理特性，因此工作的可靠性有了較大的提高。本機(jī)采用了先進(jìn)的加工工藝，在經(jīng)濟(jì)性、耐用性、可靠性、安全性、等達(dá)到了較高的水平。
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