玉米脫粒機,玉米,脫粒機 畢業(yè)論文（設計）開題報告 課題名稱 玉米脫粒機的設計 學生姓名 學 號 所屬學院 機械電氣化工程學院 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 指導教師 起止時間 機械電氣化工程學院教務辦制 填 表 說 明 一、學生撰寫《開題報告》應包含的內(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內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析； 3、對課題所涉及的任務要求及實現(xiàn)預期目標的可行性分析； 4、本課題需要重點研究的、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度計劃； 7、主要參考文獻（不少于7篇）； 二、本報告必須由承擔畢業(yè)論文（設計）課題任務的學生在接到“畢業(yè)論文（設計）任務書”的兩周內(nèi)獨立撰寫完成，并交指導教師審閱。 三、開題報告要求手寫體，字數(shù)在3000字以上，由學生在本報告冊內(nèi)填寫，頁面不夠可自行添加A4紙張。 四、每個畢業(yè)論文（設計）課題須提交開題報告一式三份，一份學生本人留存，一份指導教師存閱，一份學生所在學院存檔，備檢備查。 一、研究的目的及意義 我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟基礎(chǔ)。黨和政府對農(nóng)村、農(nóng)業(yè)和農(nóng)民問題十分重視。中共十六大提出，統(tǒng)籌城鄉(xiāng)經(jīng)濟社會發(fā)展，建設現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟，增加農(nóng)民收入，是全面建設小康社會的重大任務。建設現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，推進農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化與現(xiàn)代化，提高農(nóng)產(chǎn)品競爭力，努力增加農(nóng)民收入，需要加快農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展。這既是解決農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)效率低、經(jīng)濟效益不高的重要措施，也是縮小城鄉(xiāng)差別，提高農(nóng)業(yè)和農(nóng)村整體水平的重要條件。 玉米是我國三大糧食作物之一，同時也是重要的飼料和工業(yè)原料。我國年種植面積3.67億畝,目前我國已形成三大玉米生產(chǎn)區(qū)。一是北方玉米區(qū)，包括吉林、黑龍江、遼寧、河北等省市，播種面積占全國40％；二是黃淮平原春夏玉米區(qū)，包括山東、河南、江蘇等省市，播種面積占25％；三是西南丘陵玉米區(qū)，包括云貴等省，約占播種面積15％。三大玉米產(chǎn)區(qū)種植面積占全國80％以上。大力發(fā)展糧食生產(chǎn)機械化，提高勞動生產(chǎn)率和糧食單產(chǎn)，改善糧食品質(zhì)，節(jié)約生產(chǎn)成本，是增加糧食主產(chǎn)區(qū)農(nóng)民收入的一條重要途徑。研究玉米脫粒機的設計，發(fā)展玉米生產(chǎn)機械化，對于穩(wěn)定和提高我國糧食生產(chǎn)能力，減輕農(nóng)民負擔，提高農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)率，提高農(nóng)業(yè)收入，具有重要意義。 第一、解決糧食供給問題的需要。我國有13億人口，每年還純增人口1000多萬，耕地逐年減少，糧食供給形式十分嚴峻。國外曾有人預言，21世紀中國的糧食難以自給，甚至提出“誰來養(yǎng)活中國”的論調(diào)，進而得出了中國威脅論。為了使這些預言破產(chǎn)，同時也真正解決我國龐大人口的實際糧食需求，解決我國糧食安全問題，我國采取可擴大玉米種植面積和提高玉米單產(chǎn)等多項措施。其中，提高單產(chǎn)靠選用高產(chǎn)優(yōu)良品種、緊湊型玉米種植模式、覆蓋、移栽、機械收獲等措施。我國糧食問題從長遠來看，不單是口糧問題，還有飼料問題，其中主要是玉米問題。因為隨著人民生活水平提高，飲食文化的提高，人均口糧下降，需要更多的飼料，而飼料首選作物是玉米。玉米面積的不斷擴大，單產(chǎn)不斷提高，對玉米生產(chǎn)機械化發(fā)展提出了客觀需求。 第二、對提高玉米產(chǎn)量的需求。我國玉米總產(chǎn)量居世界第二，但單產(chǎn)卻比美國低56%，位居世界第28位，增產(chǎn)潛力極大。糧食的增產(chǎn)，帶來農(nóng)民收入的提高，必將推動玉米生產(chǎn)機械化的發(fā)展。玉米收獲作為玉米生產(chǎn)的主要環(huán)節(jié)，也是玉米生產(chǎn)實現(xiàn)機械化不可逾越的關(guān)隘。 第三、發(fā)展玉米生產(chǎn)機械化是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的必然，也是農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展的客觀要求。解決玉米生產(chǎn)的機械化間題是廣大農(nóng)民群眾的迫切要求，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的急需，玉米生產(chǎn)機械化水平低，尤其是收獲機械化水平極低，已經(jīng)成為制約農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展的瓶頸。目前，收獲機械化程度很低，收獲基本靠人工完成，勞動強度大，效率低，“三秋”時間拖得很長，有些地區(qū)(一年兩熟地區(qū))影響適時種麥。因此，提高玉米收獲機械化水平已成為當務之急。 二、國內(nèi)（外）發(fā)展現(xiàn)狀及分析 （1）我國自動玉米脫粒機的行業(yè)現(xiàn)狀 90年代末我國能生產(chǎn)為農(nóng)作物脫粒的機械就有兩百家以上的企業(yè)領(lǐng)取生產(chǎn)許可權(quán)，可謂是遍布長江南北及黑吉遼等地對我國糧食高產(chǎn)區(qū)做出了巨大的貢獻。小麥水稻等常見的多季節(jié)種植的農(nóng)作物脫粒機械比較普遍，對于單一農(nóng)作物生產(chǎn)地區(qū)是一個突破，在玉米高產(chǎn)區(qū)的黑龍江、河南、山東、遼寧、內(nèi)蒙等地的脫粒企業(yè)在著重的突破技術(shù)革新對玉米進行更為完善安全的脫粒作業(yè)。由于地質(zhì)氣候特征影響著我國的北方，其中以山東為主的地區(qū)農(nóng)作物以玉米、豆類為主，相對應的長江兩岸，山東地區(qū)的脫粒機占比重較高，當?shù)匾卜Q之為棒槌脫粒機。自動上料玉米脫粒機的生產(chǎn)企業(yè)以企業(yè)類型劃分為中小型企業(yè)為主，其中小型企業(yè)占據(jù)著較為大的比例，在中型企業(yè)中以國有為主，小型企業(yè)以集體企業(yè)為主及少量的鄉(xiāng)鎮(zhèn)個體。在中型自動上料玉米脫粒機中，該企業(yè)的主要產(chǎn)品不單一是自動上料玉米脫粒機。據(jù)不完全統(tǒng)計顯示，對生產(chǎn)自動上料玉米脫粒機的企業(yè)在企業(yè)類型上可以分為：A.方面軟硬件都做到完善，有較強的知識水平支撐以及大型生產(chǎn)集裝設備，在后盾有企業(yè)領(lǐng)導的大力支持及與市場調(diào)研行業(yè)的合作及時了解市場最新動態(tài)，對自動上料玉米脫粒機進行及時革新以便滿足市場需求。在產(chǎn)量上也是驚人的，如興民機械廠的自動上料玉米脫粒機在完成每年預定計劃的百分之百以上外，對于總量百分之50的客戶預定計劃也在同年完成。該企業(yè)在自動上料玉米脫粒機項目上被視為骨干企業(yè)B.者就是與上訴相反的，在技術(shù)方面沒有觀察市場動態(tài)及時革新，管理較為松散、生產(chǎn)條件差，以老企業(yè)為主，在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)出只能生產(chǎn)一些過氣的玉米脫粒機，如半復式脫粒機，但這樣的產(chǎn)品在市場份額中的比例相對較少?？梢哉f是在生產(chǎn)歷史上是元老級產(chǎn)品了，占據(jù)著市場份額的百分數(shù)幾。興民機械利用收割機的原理與玉米脫粒機的完美結(jié)合生產(chǎn)出自動上料玉米脫粒機，在脫粒領(lǐng)域?qū)儆诟鶕?jù)市場動態(tài)的革新（原因來自玉米脫粒機傷人事件），大受歡迎逐漸占據(jù)著脫粒機行業(yè)的市場份額。需要改進技術(shù)及管理來迎接新的挑戰(zhàn)，反之，那么也就進入了企業(yè)生命周期中的衰退期。自動上料玉米脫粒機之所以在市場中迅速發(fā)展，因為其避開了人為的與玉米脫粒裝置的直接接觸，在安全上做到了有效的保障。利用動力帶動及手搖式和半復式都在技術(shù)上徘徊，難以發(fā)展。近幾年科研成果表示玉米可以提煉出機械動力石油成分，玉米的市場需求在慢慢的擴大，能更好更安全的對玉米進行脫粒作業(yè)是市場需求的關(guān)鍵。 （2）國外自動玉米脫粒機的行業(yè)現(xiàn)狀 從1785年蘇格蘭人安朱梅克( AndrewMeikle)發(fā)明第一個回轉(zhuǎn)滾筒脫粒裝置以來，人們對種子玉米脫粒裝置做了大量的試驗和研究，不斷開發(fā)出新的種子玉米脫粒裝置。1815年，美國開發(fā)出世界上第一臺專用于玉米脫粒的手工操作玉米脫粒機。該機的脫粒部分主要由裝有釘子的盤型脫粒裝置構(gòu)成，通過手搖曲柄來轉(zhuǎn)動一個安裝有釘?shù)谋P片。脫粒時，操作員一邊搖動曲柄來旋轉(zhuǎn)盤片，一邊使盤片緊壓玉米穗，這個盤片就從玉米芯上把籽粒脫下來。加拿大的Agriculex公司研制了用于單穗種子玉米脫粒的SCS-2型種子玉米脫粒機，它由3個包有橡膠的、并以相同方向不同速度旋轉(zhuǎn)的輥子組成，在三個差速旋轉(zhuǎn)的輥子所產(chǎn)生的摩擦力作用下，玉米籽粒被脫下。該機不傷胚芽、不斷玉米芯，具有破碎率低、未脫凈率低及適應性強等特點。 美國AECgroup公司生產(chǎn)的HS-48型擠搓式種子玉米脫粒機，脫粒性能好、對不同類型種子玉米的適應性強、種子破碎率相對打擊式種子玉米脫粒機小，在歐洲及美國等發(fā)達國家應用普遍。該機生產(chǎn)率高( 10-12t/h)，破碎率0. 8%左右，但體積龐大，價格昂貴。 三、任務要求及實現(xiàn)預期目標的可行性分析 查閱相關(guān)文獻，完成畢業(yè)設計，采用CAD、Solidwork等軟件，按照傳動機構(gòu)的情況利用Solidwork對設計的機構(gòu)進行分析，輸出完整的圖紙，并撰寫設計說明。并熟悉掌握進料裝置和脫粒裝置的設計方法，提高動手能力，為將來具體的技術(shù)工作打下良好的基礎(chǔ)。 進料裝置與玉米脫粒機的主體上蓋相連，它是利用一厘米厚的鐵板制成，將玉米從入料口進入，送入到脫粒部位，進行脫粒。進料裝置的設計和性能直接影響到脫粒的加工質(zhì)量和后續(xù)加工的效率。脫粒裝置主要是由釘齒滾筒、柵格式凹板、半圓型上蓋組成。玉米穗在釘齒滾筒和柵格式凹板之間進行脫粒，將已脫下的玉米粒從柵格式凹板的縫隙漏下，落到下滑板，由倉口排出機體之外，玉米芯借助于滾筒上的螺旋排列的釘齒的螺旋推力和螺旋導向作用，由入料口的另一端（即出料口）排出機體之外。 四、重點研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路 1.需要重點研究的關(guān)鍵問題： 1）進料和脫粒機構(gòu)的設計 2）進料和脫粒的配合與安裝 2.解決思路 要完成進料機構(gòu)和脫粒機構(gòu)的設計，首先對進料機構(gòu)和脫粒機構(gòu)的零部件有一個初步認識，主要是從進料機構(gòu)上的功能和性能進行改進，其中重點分析的是進料機構(gòu)的安裝位置和脫粒安裝結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)數(shù)據(jù)對他們的各個部件進行設計。其次，熟練運用AutoCAD繪制脫粒機各個圖形和總裝配圖，同時還利用Solidwork對設計的機構(gòu)進行分析，最終完成該設計。 本課題主要研究的是玉米脫粒機高效率高質(zhì)量工作，主要從進料機構(gòu)和脫粒機構(gòu)進行設計分析。脫粒機構(gòu)有釘齒滾筒、柵格式凹板、半圓型上蓋組成，關(guān)鍵是他們的位置設計。同時，進料機構(gòu)有進料裝置傳動裝置組成，主要分析傳動結(jié)構(gòu)。對這兩個機構(gòu)進行改進，來提高玉米脫粒機的效率。 整體設計想法的簡單介紹：玉米脫粒機主要有進料裝置脫粒裝置，進料裝置是像推土機一樣的大鏟子，將玉米鏟入其中，通過有許多葉片的旋轉(zhuǎn)式滾軸將玉米送人傳送帶上，通過傳送進入脫粒裝置。脫離裝置是一個釘齒式滾筒，由電機帶動不斷旋轉(zhuǎn)，通過高速撞擊與摩擦將玉米粒與玉米芯分離，然后利用玉米自身重力通過篩網(wǎng)使玉米粒與玉米芯分開。玉米芯從尾部出口排出，玉米粒通過篩網(wǎng)然后除塵從底部出口排出。工作原理與傳動關(guān)系是電動機輸出軸將動力輸出，經(jīng)過帶傳動給進料裝置與脫離裝置釘齒式滾筒進行玉米脫粒，然后進入篩選裝置，經(jīng)過從動帶傳動桿帶動篩選裝置使雜質(zhì)灰塵脫離玉米。 ?五、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法 機械設計及機械原理還有相關(guān)設計手冊等工具書、Solidwork、AutoCAD、ProE等計算機軟件和實驗環(huán)境條件均已滿足。 六、工作方案及進度計劃 1—2 周 確定總體設計方案，畫出玉米脫粒機結(jié)構(gòu)簡圖； 3—6 周 細化設計，對玉米脫粒機各部件進行設計，畫裝配圖和詳細零部件結(jié)構(gòu)圖； 9—10 周 利用Solidworks（或PRO/E）軟件繪制三維圖，完成裝配圖，對其可行性進行分析，完成運動仿真； 11—13 周 撰寫設計說明書，整理材料，準備答辯； 七、主要參考文獻 [1 ]王廷福. 低破碎玉米脫粒機的設計與分析[D].甘肅農(nóng)業(yè)大學,2008. [2 ]趙武云. 組合式螺旋板齒種子玉米脫粒裝置研究[D].西北農(nóng)林科技大學,2012. [3 ]李軍. 谷子脫粒裝置的設計與研究[D].山西農(nóng)業(yè)大學,2005. [4 ]李波. 湘西州小型玉米脫粒機的應用與推廣[D].湖南農(nóng)業(yè)大學,2012. [5 ]胡偉. 中國玉米收獲機械化發(fā)展研究[D].中國農(nóng)業(yè)大學,2005. [6 ]李志會. 黑龍江省玉米生產(chǎn)及影響因素研究[D].吉林農(nóng)業(yè)大學,2012. [7 ]毛江峰. 小型電動玉米脫粒機的設計[J]. 機械工程師,2012,11:115-116. [8 ]葛本瑜. 小型玉米脫粒機[J]. 新農(nóng)業(yè),1997,10:46. [9 ]李艷云. 忻城縣思練鎮(zhèn)玉米脫粒機發(fā)展快[J]. 廣西農(nóng)業(yè)機械化,2001,06:34. [10]李偉杰. 螺旋擠搓式玉米脫粒機的設計[J]. 農(nóng)機化研究,2010,08:82-85. [11]趙武云，吳勁鋒,張鋒偉,楊術(shù)明. 玉米軸流脫粒機研究現(xiàn)狀分析[J]. 機械研究與應用,2009,05:9-10+13. 學生簽名 年 月 日 指導教師審閱意見 指導教師簽名 年 月 日