水草收割机的设计开题报告.doc

开题报告设计题目9GSCC1.4型水草收割机的设计学生姓名学号专业机械设计制造及其自动化一、课题的目的意义：研发一种适合在河道、池塘等中小尺度水域作业的小型水草收割机。目前市场上的水草收割机一般是大型机械，在大的湖波水域可以进行切割，但不适于在小型水域的作业。所研制的小型水草收割机，可以有效取代在中小水域的人工收割，有效减轻了劳动轻度，大大调高了切割效率，符合水草收割机小型化与智能化的发展方向。二、近几年来国内外发展状况：水草收割机的主要工作部件是切割器捡拾输送装置及推进器据有关资料报道美国前苏联日本西德等发达国家都研究采用机械化方式收割水生植物的机械设备从切割器的形式分有采用往复式割刀的也有用绳索作切割器的割幅大于2米从切割器位置分有前置式后置式侧置式三种从整机形式分有割收连续作业的有割收分开作业的从推进器形式分有水下螺旋推进器明轮推进器空气螺旋推进器从作业对象分有收获近海深藻类水草的机械也有收获江河湖泊中的浮萍类和水生植物的机械2国内曾报道过湖北省监利县农机研究所研制过一种简易水草收割机试验样机北京京密引水管理局研制过一种割草船这两种机器采用的都是前置式旋转割刀推进器为船尾螺旋浆作业对象是刚性较大的水生植物本课题9GSCC-1.4型水草收割机是我国目前唯一用于大面积收割沉水植物的机器该机采用后置往复式割刀推进器是明轮一次性完成切割捡拾输送三项作业工序极大地提高了劳动生产率和作业质量试用地点主要为我区较大的淡水湖乌梁素海三、水草收割机分类及特点：水草收割机由动力装置、切割器、动力推进器、送草装置、集草箱、船体等组成。所以在对现有的水草收割机进行归纳比较的基础上，根据水草收割机的作业方式、工作情况、结构特点等，总结出水草收割机的分类方式。因为本次主要设计水下机构，所以下面将从切割器、作业方式、作业对象方面进行介绍。根据切割器工作方式划分（1）往复式。切割器的主要构造为两把刀片，并且至少有一把作往复直线运动，与另一刀片形成相对切割。该种结构的优点是可以选择合适的刀具参数来适应不同的环境。整个切割器是一个整体，只需一个动力端即可，容易实现同步工作；缺点是对刀具材料和刀具安装精度要求高，维修不方便。（2）旋转式。这种切割器的主要构造为旋转轴的中心固定三四个刀片，工作的时候，刀片绕轴旋转，不断切割水草。这种刀具的主要优点是多把刀具组装而成，便于维修，缺点是滚刀的传动轴必须安装成偏心的形式，并且必须在水中工作，因此，对滚刀的动力传输以及密封的要求比较高。根据切割器在船体的安装位置分（1）前置式（图1-1-a）。切割器安装在船体的前端。优点是能够实现割收一体化，水草的漏收率低，缺点是动力输入端的传动路线长，不适合刚性轴的工作。（2）后置式（图1-1-i）。切割器安装在船体的后端，优点是船体行进过程中，拖动切割器行走，遇到韧性较大的水草，可以依靠惯性将其拉起，不至于沉头。缺点是工作时，水草无法及时回收，容易造成二次污染。（3）侧置式（图1-1-b）。切割器安装在船体一侧，优点是只有一个动力输入端，动力集中，适用于水草密集的河道。缺点是切割时，必须有无水草区域，便于船体行走。根据作业方式分（1）割收连续式（图1-1-h）。主要应用于前置式。优点是切除水草的同时，将水草回收，防止二次污染。缺点是需要两个动力输入端，动力要求高，结构较为复杂。（2）割收分开式（图1-1-i）。应用于侧置式和后置式的情况。优点是结构简单，功率要求低。缺点是割收分开作业，大大降低了工作效率，并且容易造成二次污染四、水下机构的方案选择及总体结构设计1）水下清除机构即切割装置。根据工作方式分为旋转式和往复式，根据安装位置分为前置、后置、侧置三种方式。但由于旋转式机构传动机构必须置于水下，切割效率较低，而往复式驱动机构可以置于水上，并且可以选择合适的刀具参数来适应不同的环境，因此选择往复式。从安装位置方面看，后置式和侧置式都不能实现割收一体化，所以为了避免二次污染的问题，选择前置式。综上所述，选择前置往复式切割。（2）定位装置可以用来调整切割深度。机械定位的方式很多，如超声波定位、通过传感器定位以及机械定位等。综合结构复杂度，制造成本等多方面因素，可见机械式定位是比较理想的定位方式。机械定位可以用传动螺杆，或用滚轮绳索来实现。现选定为升降转台式机构，通过绳索牵动升降台侧板，步进电机驱动实现切割深度的调整。五、课题分阶段进度计划：序号起止日期工作内容阶段成果12010.3.28-2010.4.11查阅资料，构思论文框架，填写开题报告搜集资料，完成开题报告22010.4.12-2010.5.2学习相关知识，撰写论文初稿完成论文的初稿32010.5.3-2010.5.16修改论文初稿，并完成论文的二稿完成论文的二稿42010.5.172010.5.30对论文的二稿进行修改和完善，并完成论文的最终定稿完成论文的定稿52010.5.312010.6.6查阅相关资料，并翻译