毕业设计（论文）-自走式穗茎兼收玉米联合收获机切碎抛送装置的设计.doc

山东理工大学毕业设计（论文）题目：自走式穗茎兼收玉米联合收获机切碎抛送装置的设计学院：农业工程与食品科学学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：指导教师：毕业设计（论文）时间：二一年3月1日6月17日共16周I摘要玉米是我国三大粮食作物之一，各地都有种植。我国玉米常年种植面积约为0.25亿公顷，产量达1.2亿吨，秸秆产量也超过2亿吨。不论是对于提高粮食综合生产能力、确保粮食安全，还是对于满足日益增长的饲料需求，玉米种植都具有举足轻重的地位。为了促进农业的现代化，必须实行粮食生产的机械化，尤其应加快实现收获环节的机械化。但目前我国玉米收获机械化程度还不到10%，这已成为玉米种植生产的瓶颈。本课题通过对现有玉米收获机的研究分析，比较其优缺点，设计出一种性能可靠、结构简单、布局合理的自走式穗茎兼收型玉米联合收获机。该收获机收割部分主要包括拨禾轮、摘穗单元、果穗输送装置、秸秆切碎器、搅龙输送装置和秸秆抛送装置。果穗输送装置配合下刮板式果穗升运器，将果穗输送到联合收获机后上方进行剥皮、暂存。通过UG对收割部件进行三维虚拟设计和装配，检测各部件设计参数是否合理，并检测各部件是否存在干涉等，以便更好的完成此次课题任务。研制出适合我国国情的自走式穗茎兼收型玉米联合收获机，对我国经济和农畜牧业的发展具有非常重要的现实意义。关键词：玉米收获机穗茎兼收切碎器搅龙抛送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目录摘要.IAbstract.II目录.III第一章绪论.11.1课题的提出与意义.11.2国内外玉米收获机发展现状.31.2.1国外玉米收获机发展现状.31.2.2国内玉米收获机发展现状.41.3本课题的主要研究内容.61.4本章小结.6第二章秸秆切碎抛送方案的确定与初步设计.72.1切碎器的设计.72.2抛送装置的设计.102.3本章小结.12第三章秸秆切碎抛送装置的详细设计.133.1切碎器的参数设计.133.1.1切碎装置主要参数的确定.133.1.2切碎器各部分结构设计.153.2抛送装置的设计.183.2.1搅龙组件的设计.183.2.2抛送器的设计.203.3本章小结.23第四章各部件的校核.244.1抛送轴校核.244.2轴承的校核.284.3键的校核.284.4本章小结.29第五章总结与展望.305.1总结.305.2进一步设想.30参考文献.32致谢.341第一章绪论1.1课题的提出与意义玉米是我国三大粮食作物之一，常年种植面积约0.25亿公顷，产量达1.2亿吨，秸秆产量也超过2亿吨。分别占粮食种植面积的21.1%和粮食总产量的30%，在粮食生产中占有极重要的地位。同时，玉米也是优质饲料和医药、化工原料，玉米的籽粒、秸秆均是很有价值的资源。随着我国人民群众生活水平的日益提高和改善，农牧业结构的进一步调整，作为主要饲料原料的玉米(籽粒、秸秆)需求量会大幅度增加，玉米生产将有一个大的发展和飞跃。搞好玉米生产加工对农业、农民、农村乃至整个国民经济的发展都具有重要意义。我国是人口大国，存在着人多地少的突出矛盾，粮食生产在很多地方都是一年两作。随着我国经济的快速发展，进城务工的农民是越来越多，农村劳动力向第二、三产业转移的步伐加快，在很多地方，农业生产劳动力的季节性短缺问题已经相当严重，特别是在农忙时节，劳动力的相对短缺和抢农时对劳动力的大量需求的矛盾比较突出。玉米收获的季节性强、劳动强度高、作业量大。加快发展玉米收获作业机械化，对于提高作业效率，减轻劳动力生产强度，有效解决“抢收抢种”矛盾，确保玉米实现适时收获和小麦及时播种，实现玉米、小麦生产双丰收具有重大意义。不少地方依靠人力、畜力作业已经难以满足抢收、抢种的要求。因此，玉米的机械化生产特别是机械化收获就显得尤为重要。从耕地、播种和收获三个主要生产环节的机械化水平来看，收获机械化是最薄弱的环节，而玉米收获机械化则是这一薄弱环节中的薄弱环节。成了影响玉米生产机械化发展的瓶颈。据资料显示：全国的玉米机械化收获面积只占2%，而可作为饲料的秸秆60%66%以上被焚烧掉，只有14.7%20.1%的玉米秸秆经机械切碎还田，用于青贮的只有20%22%。玉米生产的发展拉动了机械的需求，玉米生产机械化也将是我国农业机械化发展的一个新增长点。从我国第三步战略目标看，农业机械化的发展趋势，己由生产环节的机械化向全过程机械化发展。随着农村经济的不断发展和国家大幅度的惠农补贴政策的实施，激发了农民购机用机的积极性，继小麦联合收获全面推广的良好势态后，玉米联合收获机也得到了迅猛发展。玉米收获包括摘穗和秸秆处理两项工作。秸秆的处理有打捆、还田等方式。秸秆2还田技术主要是机械化秸秆切碎直接还田技术，它是以机械的方式将田间的农作物秸秆直接切碎并抛洒于地表，随即耕翻入土，使之腐烂分解，从而培肥地力，实现农业增产增收。机械化秸秆还田技术具有显著的经济效益和社会效益。近几年，随着玉米秸秆还田作为持续性生产措施，逐步得到普及并产生了很好的经济效益，但全面耕作中出现了一些问题，产生了负效应，具体表现在部分秸秆还田后的麦田出现出苗率低、苗黄、苗弱，甚至死苗现象，不但不增产，反而减产，分析其原因主要有以下几个方面。一、碳氮比失调秸秆本身碳氮比为6585：l，而适宜微生物活动的碳氮比为25：1，秸秆还田后土壤中氮素不足，使得微生物与作物争夺氮素，结果秸秆分解缓慢，麦苗因缺氮而黄化、苗弱，生长不良。二、秸秆切碎不符合要求有的地块切碎后的秸秆过长，其长度大于10厘米，不利于耕翻，影响播种。三、土壤大小孔隙比例不合理秸秆还田后，使土壤变得过松，大孔隙过多，导致跑风，上壤与种子不能紧密接触，影响种子发芽生长，使小麦扎根不牢，甚至出现吊根现象。这也使得不少农民焚烧秸秆，进而造成了严重的空气污染，导致了诸如飞机不能起降、高速公路事故频发等社会公害事件的发生。在实现小康向更加富裕迈进的新时期，随着人民生活水平的提高，食物营养结构也在不断改善，农牧业结构将进一步优化调整，畜牧业比重将进一步增大，农牧业良性循环的发展将增大对饲料作物的需求。但由于我国草原资源有限，过渡的滥垦及放牧造成的草原退化、沙尘暴剧增等，使得生态环境急剧恶化，牲畜饲草需求的矛盾更加突出。因此大力开发茎杆资源，发展以茎杆为主要饲料的农区畜牧业，是我国畜牧业发展的重要途径。我国当前在秸秆饲料利用上，主要有四种方法：直接饲喂、经过青贮后饲喂、氨碱复合处理以及生物处理。它们一般都需要经过铡切后再进行处理。铡切加工是适应牛、羊等反刍动物的饲养需要发展起来的一种对农作物秸秆的加工方法。作物秸秆经铡切加工后，改善了饲料的适口性，动物采食后，更容易消化吸收，从而提高了饲料的利用率。另外，为了方便运输、存贮和饲喂及其机械化的需要，也需要将饲料等切成一定长度的碎段。所以铡切是处理秸秆饲料的最基本而又重要的方法之一。一般说来，对于玉米秸秆的青贮或氨化，铡切是重要的预处理。首先，经过一定程度的铡切，可以增加秸秆的表面积，增大秸秆与氨化介质的接触面积，有利于氨化作用；能够更多地释放出秸秆内的汁液来，为青贮中乳酸菌的繁殖提供营养；其次，只有切得短才能压得实，只有压得实才能最大限度地排除空气，从而抑制好氧菌的作用并为乳酸菌3的活动创造一个良好的环境。此外，铡切或粉碎也是饲料、饲草配合或混合的必要预处理。所以，铡切是秸秆饲料加工中一个重要的操作。基于上述现状及原因，当前农民十分需要可实现秸秆粉碎并回收的机型。研制适宜我国国情的穗茎兼收型玉米联合收获机具有重要的现实意义。1.2国内外玉米收获机发展现状1.2.1国外玉米收获机发展现状1921年，第一台玉米联合收获机问世。在机械化程度较高的欧洲和美洲的某些国家，玉米机械化收获已有几十年的历史。目前，经济发达的国家都已经基本上实现了玉米收获的机械化。从总体设计上看，国外机型有两种基本形式：一种是专用于玉米果穗的收获机，俄罗斯、乌克兰和东欧一些国家，由于玉米在收获期籽粒含水率高，不适合直接脱粒，故采用专用的玉米联合收获机收获玉米果穗，如乌克兰赫尔松康拜因联合收获机制造公司的kcky-6型玉米收获机，可以进行摘穗、果穗剥皮与青贮联合作业，实现穗茎兼收；另一种是在小麦联合收割机上配置专用的玉米割台，美国、加拿大等国家由于其种植地块大且多为一年一季种植，收获时玉米籽粒的含水率低，一般是在谷物联合收获机上换装玉米割台，采用直接脱粒的收获方式，如美国的JohnDeere公司、Case公司、德国Mengle公司和道依茨公司等生产的玉米联合收获机，绝大部分是在小麦联合收获机上换装玉米割台，并通过调节脱粒滚筒的转速和脱粒间隙进行玉米的联合收获。随着科学技术的不断发展，国外的玉米联合收割机正在向着大型化、专业化、通用性、高适应性、智能化和人性化方向发展。JohnDeere公司生产的大型谷物联合收割机配备的1293型玉米割台，一次可收获玉米达12行，割台总宽度达8m左右，联合收割机所配发动机的功率达250kW左右，生产效率高，适合大农场与大地块作业。法国布光公司是一家专业设计生产玉米整穗收获机械的企业，其产品在全球(特别是在欧洲)农机行业享有很高的声誉。该公司生产的2行、4行和6行糯玉米、种子玉米收获机可进行鲜食玉米收获，收获质量好，生产率高，但是价格昂贵。美国纯考普公司研制的收获机可配备一行或两行玉米割台，同时也可配备1.5m的油葵割台，实现了一机多用。随着全球定位系统、地理信息系统和遥感技术的发展，玉米收获机的智能化程度越来越高。智能化小区玉米收获机在收获过程中可将种子进行称重和计量，并测定其含水率，同时计算出于质量贮存，并迅速计算打印出小区的产量数据，再将整个试验