畢業(yè)設(shè)計（論文）-自走式穗莖兼收玉米聯(lián)合收獲機(jī)切碎拋送裝置的設(shè)計.doc

山東理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：自走式穗莖兼收玉米聯(lián)合收獲機(jī)切碎拋送裝置的設(shè)計學(xué)院：農(nóng)業(yè)工程與食品科學(xué)學(xué)院專業(yè)：機(jī)械設(shè)計制造及其自動化學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：畢業(yè)設(shè)計（論文）時間：二一年3月1日6月17日共16周I摘要玉米是我國三大糧食作物之一，各地都有種植。我國玉米常年種植面積約為0.25億公頃，產(chǎn)量達(dá)1.2億噸，秸稈產(chǎn)量也超過2億噸。不論是對于提高糧食綜合生產(chǎn)能力、確保糧食安全，還是對于滿足日益增長的飼料需求，玉米種植都具有舉足輕重的地位。為了促進(jìn)農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化，必須實(shí)行糧食生產(chǎn)的機(jī)械化，尤其應(yīng)加快實(shí)現(xiàn)收獲環(huán)節(jié)的機(jī)械化。但目前我國玉米收獲機(jī)械化程度還不到10%，這已成為玉米種植生產(chǎn)的瓶頸。本課題通過對現(xiàn)有玉米收獲機(jī)的研究分析，比較其優(yōu)缺點(diǎn)，設(shè)計出一種性能可靠、結(jié)構(gòu)簡單、布局合理的自走式穗莖兼收型玉米聯(lián)合收獲機(jī)。該收獲機(jī)收割部分主要包括撥禾輪、摘穗單元、果穗輸送裝置、秸稈切碎器、攪龍輸送裝置和秸稈拋送裝置。果穗輸送裝置配合下刮板式果穗升運(yùn)器，將果穗輸送到聯(lián)合收獲機(jī)后上方進(jìn)行剝皮、暫存。通過UG對收割部件進(jìn)行三維虛擬設(shè)計和裝配，檢測各部件設(shè)計參數(shù)是否合理，并檢測各部件是否存在干涉等，以便更好的完成此次課題任務(wù)。研制出適合我國國情的自走式穗莖兼收型玉米聯(lián)合收獲機(jī)，對我國經(jīng)濟(jì)和農(nóng)畜牧業(yè)的發(fā)展具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。關(guān)鍵詞：玉米收獲機(jī)穗莖兼收切碎器攪龍拋送IIAbstractCornisoneofthethreemajorgraincropsinourcountry,andhasplantedthroughouthereandthere.Chinasannualplantedareaismorethan25millionhectares,andtheoutputofcornisupto120milliontons,cornstalksismorethan2milliontons.Plantingcornhasanimportantpositioninincreasingthecomprehensiveproductivityofgrain，ensuringfoodsafetyaswellasmeetingthedemandoffeedstuff.Inordertopromoteagriculturalmodernization,wemustimplementthemechanizationofgrainproduction,especiallyshouldacceleratetherealizationofmechanizedharvesting,However,ourcornharvestmechanizationlevelisveryslow,itislessthan10percent,anditbecomestheweaklinkofthegrainplantingandproduction.Thisresearchstartsonthebasisofanalyzingthemeritsandshortcomesofexistingcorncombineharvesters,istodesignanewkindofdependableperformanceandsimplestructureandrationallayoutspike-stalk-reapingbackpackcorncombine.Thiscornharvestermainlymadeupofdistributerotor、threshingunit、paddlescrewconveyer、strawchoppeddevice、screwconveyorandstrawcastsendparts.Grainconveyercooperatingwithunder-scraperlift-conveyer,conveyedearcorntotheback-aboveofcorncombineharvesterforskinning.ThoughthethreedimensionalvirtualdesigningandassemblingbyusingUGfortheharvestparts,wecandetectionoftherationalityofcomponentparametersandinterferenceofcomponent.Onthisbasis,wecompletethetopictaskbetter.Thistopic,developedthespike-stalk-reapingbackpackcorncombineharvestersuitableforChinasnationalconditions,hasveryimportantpracticalsignificancetoourcountryeconomyandtheagricultureandthedevelopmentofanimalhusbandry.Keywords:cornharvesterspike-stalk-eapingChoppeddevicescrewconveyorstrawcastsendIII目錄摘要.IAbstract.II目錄.III第一章緒論.11.1課題的提出與意義.11.2國內(nèi)外玉米收獲機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀.31.2.1國外玉米收獲機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀.31.2.2國內(nèi)玉米收獲機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀.41.3本課題的主要研究內(nèi)容.61.4本章小結(jié).6第二章秸稈切碎拋送方案的確定與初步設(shè)計.72.1切碎器的設(shè)計.72.2拋送裝置的設(shè)計.102.3本章小結(jié).12第三章秸稈切碎拋送裝置的詳細(xì)設(shè)計.133.1切碎器的參數(shù)設(shè)計.133.1.1切碎裝置主要參數(shù)的確定.133.1.2切碎器各部分結(jié)構(gòu)設(shè)計.153.2拋送裝置的設(shè)計.183.2.1攪龍組件的設(shè)計.183.2.2拋送器的設(shè)計.203.3本章小結(jié).23第四章各部件的校核.244.1拋送軸校核.244.2軸承的校核.284.3鍵的校核.284.4本章小結(jié).29第五章總結(jié)與展望.305.1總結(jié).305.2進(jìn)一步設(shè)想.30參考文獻(xiàn).32致謝.341第一章緒論1.1課題的提出與意義玉米是我國三大糧食作物之一，常年種植面積約0.25億公頃，產(chǎn)量達(dá)1.2億噸，秸稈產(chǎn)量也超過2億噸。分別占糧食種植面積的21.1%和糧食總產(chǎn)量的30%，在糧食生產(chǎn)中占有極重要的地位。同時，玉米也是優(yōu)質(zhì)飼料和醫(yī)藥、化工原料，玉米的籽粒、秸稈均是很有價值的資源。隨著我國人民群眾生活水平的日益提高和改善，農(nóng)牧業(yè)結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步調(diào)整，作為主要飼料原料的玉米(籽粒、秸稈)需求量會大幅度增加，玉米生產(chǎn)將有一個大的發(fā)展和飛躍。搞好玉米生產(chǎn)加工對農(nóng)業(yè)、農(nóng)民、農(nóng)村乃至整個國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都具有重要意義。我國是人口大國，存在著人多地少的突出矛盾，糧食生產(chǎn)在很多地方都是一年兩作。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，進(jìn)城務(wù)工的農(nóng)民是越來越多，農(nóng)村勞動力向第二、三產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的步伐加快，在很多地方，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)勞動力的季節(jié)性短缺問題已經(jīng)相當(dāng)嚴(yán)重，特別是在農(nóng)忙時節(jié)，勞動力的相對短缺和搶農(nóng)時對勞動力的大量需求的矛盾比較突出。玉米收獲的季節(jié)性強(qiáng)、勞動強(qiáng)度高、作業(yè)量大。加快發(fā)展玉米收獲作業(yè)機(jī)械化，對于提高作業(yè)效率，減輕勞動力生產(chǎn)強(qiáng)度，有效解決“搶收搶種”矛盾，確保玉米實(shí)現(xiàn)適時收獲和小麥及時播種，實(shí)現(xiàn)玉米、小麥生產(chǎn)雙豐收具有重大意義。不少地方依靠人力、畜力作業(yè)已經(jīng)難以滿足搶收、搶種的要求。因此，玉米的機(jī)械化生產(chǎn)特別是機(jī)械化收獲就顯得尤為重要。從耕地、播種和收獲三個主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)的機(jī)械化水平來看，收獲機(jī)械化是最薄弱的環(huán)節(jié)，而玉米收獲機(jī)械化則是這一薄弱環(huán)節(jié)中的薄弱環(huán)節(jié)。成了影響玉米生產(chǎn)機(jī)械化發(fā)展的瓶頸。據(jù)資料顯示：全國的玉米機(jī)械化收獲面積只占2%，而可作為飼料的秸稈60%66%以上被焚燒掉，只有14.7%20.1%的玉米秸稈經(jīng)機(jī)械切碎還田，用于青貯的只有20%22%。玉米生產(chǎn)的發(fā)展拉動了機(jī)械的需求，玉米生產(chǎn)機(jī)械化也將是我國農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展的一個新增長點(diǎn)。從我國第三步戰(zhàn)略目標(biāo)看，農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展趨勢，己由生產(chǎn)環(huán)節(jié)的機(jī)械化向全過程機(jī)械化發(fā)展。隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和國家大幅度的惠農(nóng)補(bǔ)貼政策的實(shí)施，激發(fā)了農(nóng)民購機(jī)用機(jī)的積極性，繼小麥聯(lián)合收獲全面推廣的良好勢態(tài)后，玉米聯(lián)合收獲機(jī)也得到了迅猛發(fā)展。玉米收獲包括摘穗和秸稈處理兩項工作。秸稈的處理有打捆、還田等方式。秸稈2還田技術(shù)主要是機(jī)械化秸稈切碎直接還田技術(shù)，它是以機(jī)械的方式將田間的農(nóng)作物秸稈直接切碎并拋灑于地表，隨即耕翻入土，使之腐爛分解，從而培肥地力，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收。機(jī)械化秸稈還田技術(shù)具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。近幾年，隨著玉米秸稈還田作為持續(xù)性生產(chǎn)措施，逐步得到普及并產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟(jì)效益，但全面耕作中出現(xiàn)了一些問題，產(chǎn)生了負(fù)效應(yīng)，具體表現(xiàn)在部分秸稈還田后的麥田出現(xiàn)出苗率低、苗黃、苗弱，甚至死苗現(xiàn)象，不但不增產(chǎn)，反而減產(chǎn)，分析其原因主要有以下幾個方面。一、碳氮比失調(diào)秸稈本身碳氮比為6585：l，而適宜微生物活動的碳氮比為25：1，秸稈還田后土壤中氮素不足，使得微生物與作物爭奪氮素，結(jié)果秸稈分解緩慢，麥苗因缺氮而黃化、苗弱，生長不良。二、秸稈切碎不符合要求有的地塊切碎后的秸稈過長，其長度大于10厘米，不利于耕翻，影響播種。三、土壤大小孔隙比例不合理秸稈還田后，使土壤變得過松，大孔隙過多，導(dǎo)致跑風(fēng)，上壤與種子不能緊密接觸，影響種子發(fā)芽生長，使小麥扎根不牢，甚至出現(xiàn)吊根現(xiàn)象。這也使得不少農(nóng)民焚燒秸稈，進(jìn)而造成了嚴(yán)重的空氣污染，導(dǎo)致了諸如飛機(jī)不能起降、高速公路事故頻發(fā)等社會公害事件的發(fā)生。在實(shí)現(xiàn)小康向更加富裕邁進(jìn)的新時期，隨著人民生活水平的提高，食物營養(yǎng)結(jié)構(gòu)也在不斷改善，農(nóng)牧業(yè)結(jié)構(gòu)將進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)整，畜牧業(yè)比重將進(jìn)一步增大，農(nóng)牧業(yè)良性循環(huán)的發(fā)展將增大對飼料作物的需求。但由于我國草原資源有限，過渡的濫墾及放牧造成的草原退化、沙塵暴劇增等，使得生態(tài)環(huán)境急劇惡化，牲畜飼草需求的矛盾更加突出。因此大力開發(fā)莖桿資源，發(fā)展以莖桿為主要飼料的農(nóng)區(qū)畜牧業(yè)，是我國畜牧業(yè)發(fā)展的重要途徑。我國當(dāng)前在秸稈飼料利用上，主要有四種方法：直接飼喂、經(jīng)過青貯后飼喂、氨堿復(fù)合處理以及生物處理。它們一般都需要經(jīng)過鍘切后再進(jìn)行處理。鍘切加工是適應(yīng)牛、羊等反芻動物的飼養(yǎng)需要發(fā)展起來的一種對農(nóng)作物秸稈的加工方法。作物秸稈經(jīng)鍘切加工后，改善了飼料的適口性，動物采食后，更容易消化吸收，從而提高了飼料的利用率。另外，為了方便運(yùn)輸、存貯和飼喂及其機(jī)械化的需要，也需要將飼料等切成一定長度的碎段。所以鍘切是處理秸稈飼料的最基本而又重要的方法之一。一般說來，對于玉米秸稈的青貯或氨化，鍘切是重要的預(yù)處理。首先，經(jīng)過一定程度的鍘切，可以增加秸稈的表面積，增大秸稈與氨化介質(zhì)的接觸面積，有利于氨化作用；能夠更多地釋放出秸稈內(nèi)的汁液來，為青貯中乳酸菌的繁殖提供營養(yǎng)；其次，只有切得短才能壓得實(shí)，只有壓得實(shí)才能最大限度地排除空氣，從而抑制好氧菌的作用并為乳酸菌3的活動創(chuàng)造一個良好的環(huán)境。此外，鍘切或粉碎也是飼料、飼草配合或混合的必要預(yù)處理。所以，鍘切是秸稈飼料加工中一個重要的操作?；谏鲜霈F(xiàn)狀及原因，當(dāng)前農(nóng)民十分需要可實(shí)現(xiàn)秸稈粉碎并回收的機(jī)型。研制適宜我國國情的穗莖兼收型玉米聯(lián)合收獲機(jī)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。1.2國內(nèi)外玉米收獲機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1國外玉米收獲機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀1921年，第一臺玉米聯(lián)合收獲機(jī)問世。在機(jī)械化程度較高的歐洲和美洲的某些國家，玉米機(jī)械化收獲已有幾十年的歷史。目前，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國家都已經(jīng)基本上實(shí)現(xiàn)了玉米收獲的機(jī)械化。從總體設(shè)計上看，國外機(jī)型有兩種基本形式：一種是專用于玉米果穗的收獲機(jī)，俄羅斯、烏克蘭和東歐一些國家，由于玉米在收獲期籽粒含水率高，不適合直接脫粒，故采用專用的玉米聯(lián)合收獲機(jī)收獲玉米果穗，如烏克蘭赫爾松康拜因聯(lián)合收獲機(jī)制造公司的kcky-6型玉米收獲機(jī)，可以進(jìn)行摘穗、果穗剝皮與青貯聯(lián)合作業(yè)，實(shí)現(xiàn)穗莖兼收；另一種是在小麥聯(lián)合收割機(jī)上配置專用的玉米割臺，美國、加拿大等國家由于其種植地塊大且多為一年一季種植，收獲時玉米籽粒的含水率低，一般是在谷物聯(lián)合收獲機(jī)上換裝玉米割臺，采用直接脫粒的收獲方式，如美國的JohnDeere公司、Case公司、德國Mengle公司和道依茨公司等生產(chǎn)的玉米聯(lián)合收獲機(jī)，絕大部分是在小麥聯(lián)合收獲機(jī)上換裝玉米割臺，并通過調(diào)節(jié)脫粒滾筒的轉(zhuǎn)速和脫粒間隙進(jìn)行玉米的聯(lián)合收獲。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，國外的玉米聯(lián)合收割機(jī)正在向著大型化、專業(yè)化、通用性、高適應(yīng)性、智能化和人性化方向發(fā)展。JohnDeere公司生產(chǎn)的大型谷物聯(lián)合收割機(jī)配備的1293型玉米割臺，一次可收獲玉米達(dá)12行，割臺總寬度達(dá)8m左右，聯(lián)合收割機(jī)所配發(fā)動機(jī)的功率達(dá)250kW左右，生產(chǎn)效率高，