饲草打包机的设计及其三维造型【优秀农业用机械类+5张CAD图纸带solidworks三维】
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总装配体.dwg
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打包室压紧机构端盖.dwg
捡拾器轴.dwg
搅轮.dwg
滚刀式动刀片组.dwg
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饲草打包机solidworks三维模型
饲草打包机设计及其三维造型正文.doc
目录
1绪论1
1.1本课题来源及其研究的目的和意义1
1.2 本课题所涉及的问题在国内外研究现状及其分析1
1.2.1国外研究现状1
1.2.2国内研究现状1
1.3圆捆机的特点及在饲草收获中的作用2
1.4圆捆的分类2
1.5本课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析2
2饲草打包机工作原理2
3捡拾器3
3.1设计要求3
3.2工作原理3
3.3新型捡拾器介绍5
3.4捡拾器仿真结果及分析5
4螺旋输送器6
4.1设计要求6
4.2工作原理7
5滚筒式切碎喂入装置9
5.1设计要求9
5.2工作原理10
5.3仿真及分析11
6打包室13
7总体效果图14
致 谢17
参考文献18
1绪论
1.1本课题来源及其研究的目的和意义
目前,我国牧草种植面积约为1 600万公顷,其中苜蓿种植面积近360万公顷,苜蓿产量约为2540万吨,但商品草仅为15万吨;我国的畜牧业,特别是草食畜牧业已发展到相当大的规模,对苜蓿的需求量快速增加,苜蓿进口量迅速提高。2010年我国进口牧草产品23.06万吨,比上年增加了200.46%[1]。制约我国牧草业发展的一个主要因素是牧草收割、贮存等手段的落后,因为牧草收获具有很强的季节性,即到了收获季节必须在尽可能短的时间内收割,这样才能保证牧草养分不致太多损失;另一方面,手工收割一般要比机械收获损失更多。目前种植牧草的地区大多为经济落后地区,牧草的产后收储大多采用传统的手工方式,导致牧草收割不及时、霉变、发黄的现象经常发生,失去了其应有的营养价值。研究开发牧草打捆机是实现农业生物质产业化的前提之一。
本课题旨在以国内外优秀的打包机为模型,运用三维建模技术建立打包机的虚拟样机并对关键部件进行运动学仿真分析,为设计研究提供依据。饲草打包机根据其打包的形状可以分为方捆打包机和圆捆打包机,经过两者比较发现圆捆打包机相对于方捆打包机有以下特点:
(1)结构简单,调整方便,使用中不易出故障;
(2)生产率高,生产率可达;
(3)草捆便于饲喂,散食时很容易铺开,架饲时又可围栏而食,损失较少;
(4)长期露天存放放,不怕风吹雨淋,收获季节便于安排生产环节;
(5)对捆绳要求低,用量较少,与方捆捡拾器打捆机比较可节省以上。
所以本课题选用圆捆打包机为原型进行设计。
1.2 本课题所涉及的问题在国内外研究现状及其分析
1.2.1国外研究现状
圆捆打包机于20世纪60年代问世,由德国Vermeer公司率先在北美市场推出了第一台圆捆机,属于长皮带内缠绕式圆捆机打包机。该机问世后,与小方草捆机相比较,具有生产率高、劳动强度低、使用操作方便等优点。因此,欧美许多制造商购买了Vermeer公司的技术,大批的产品投放市场,并由此原理派生出链杆是圆捆打包机和固定作业圆捆打包机。内缠绕式圆捆打包机卷制的草捆直径在一定的范围内可调,可以满足用户对不同草捆外径尺寸的需要。
1974年,德国的Welger公司登记了一项圆捆打捆机的专利,其成形原理与Vermeer公司截然不同,即所谓外缠绕式。成捆室腔体外径固定,卷制的草捆外松內松,成捆后透气性好,利用通风干燥,耐候性好。其结构形式经过不断的发展和演变,目前有辊筒式、短皮带式和辊杠式的需要。
1977年,德国Class公司率先推出了第一台Rollant85型辊筒外卷式圆捆打捆机。1980—1982年,该公司将其发展完善成85、62、44和34型系列产品,分别由20、18、14和11个钢棍组成成捆室,按圆周排列成直径为1.8m、1.6m、1.2m和0.9m的定直径成捆室。
1981年,德国Welger公司研制成RP15和RP12型2种新机型。其特点是钢棍直径小,数量多。
20世纪80年代中期,各公司为了使用原有的圆捆打包机具有对物料的适应性更广泛和提高生产率,先后对机具进行了进一步的改进和完善。这一期间的所用的新技术:
Class公司的“螺旋线形卷压室”技术,并将该技术应用于Rollant62、44和34机型上;
为提高圆形机的效率,减少捆绳的效率,减少捆绳缠绕草捆的时间,许多公司采用了“绳网包卷草捆”技术。New Holland公司首先将该技术应用于变直径圆形打包机中;
另一项技术提高圆捆机具有生产效率的技术是不停机型圆行打捆机。1986年,Class、New Holland、John Deere和Vermeer公司等均投入该类机具的研究。并生产出了样机。
继20世纪80年代中期以后,圆捆打包机仍然继续发展和完善。如包卷草捆技术方面,继绳网包卷草捆技术以后,为了实现圆捆的青贮作业又出现了塑料模包卷草捆技术。在卷制草捆的物料种类上,德国Vermeer公司最初目的仅仅使用于牧草或农作物秸秆的收获作业,而英国人将其用于青贮作业中。因此,随着物料种类的增加,圆捆记得结构和性能也在不断的改进和完善[2]。
圆捆打包机历经近40年的发展和演变,目前技术已经比较成熟,结构日趋完善。特别是近几年,自动控制技术在圆捆打捆机上得到了广泛的应用,在驾驶室内安装的电控面板可以全程监测圆捆打捆机草捆的形成过程;可以采集和记录圆草捆形成过程中的压力、重量和密度等成捆参数;也可以预先设定圆草捆的重量、密度等参数,使圆捆机的操作和使用更简单方便,更人性化。
1.2.2国内研究现状
我国牧草打包机起步较晚, 有关打捆机结构、液压系统以及配套动力等方面的研究报道都很少,很多问题有待在生产实践中发现和解决[3]。打捆机的研制处于仿制阶段,仿制生产打捆机的厂家大都是一些技术力量相对薄弱的小厂。在生产时基本上是从结构上仿制, 而涉及到理论计算方面的内容则往往被忽略。随着畜牧业的发展, 饲草打捆机的市场需求量会越来越多, 而对其性能等方面的要求也会越来越高, 所以我们在打捆机的研究方面要有所提高,使国产打捆机在性能上尽快达到国际先进水平。
总体看来, 我国在牧草打捆机的研究上还和发达国家存在很大差距, 国内目前的打捆机无论在数量上还是在质量上都远不能满足畜牧业发展的需要。在解决饲料产业化问题上, 饲草打捆机是非常重要的工艺设备, 提高国产打捆机的质量, 无疑会对饲料业的发展起到革命性作用, 因此对打捆机性能方面的研究开发意义重大。目前, 国内市场上未见性价比较好的国产产品, 而进口产品价格都比较高??所以, 开发性能良好、自动化程度高且价格适中的国产打捆机将是我国饲草商品生产的关键设备之一, 对促进饲草产业化进程会起到举足轻重的作用。
1.3圆捆机的特点及在饲草收获中的作用
圆草捆打捆机是一种农村牧区均适用的收获机具,主要用于切割晾晒后的牧草或田间稻、麦等农作物秸秆的收获作业。它能将田间铺放的草条自动捡拾起来,通过喂入、旋转压缩成行、缠绕捆绳包卷的绳网等作业工序,把散状秸秆或牧草捆扎成外形整齐、规则的圆柱形草捆。
圆捆打包机由拖拉机驾驶员1人操作,适合于在各类天然草场、种植草场以及农田进行作业。圆捆打包机与割草机、搂草机、圆捆装卸机及运输车配送套,可以实现牧草或稻、麦等农作物秸秆收获的全部机械化作业。
1.4圆捆的分类
圆捆打包机从成形原理上分为外缠绕式和内缠绕式。从结构形式上,外缠绕式又可分为辊筒式、短皮带式、辊杠式,内缠绕式又可分为长皮带式和链杆式。
内卷缠绕式捡拾打包机,其卷压室由几根长皮带和两侧壁围成。巻捆时卷压室容积由小变大,对牧草始终保持压力。所以也叫可变容积捡拾打包机。它是以所谓的Vermeer系统原理工作。这种打包机的特点是,牧草以卷毡方式形成草捆,芯部坚硬,外层松软。草捆直径可根据需要任意调整。
外卷绕是捡拾打包机,卷压室由几组短皮带或若干钢制卷辊加上两侧壁所组成。卷压室尺寸固定不变,开始巻捆时对牧草没有压力,等到牧草充满卷压室后开始加压。所以也叫不变容积捡拾打包机。它是以Welger系统原理工作的。其特点是草捆的压实从外到里逐渐进行,草芯疏松,外部紧实,草捆直径不能任意改变,较之内卷绕式打包机草捆密度较高,结构比较简单,制出的草捆适用于制作袋装青贮食料。
1.5本课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析
牧草业作为朝阳产业正在迅速发展,然而在牧草、秸秆等纤维料商品化的生产过程中,由于其物料松散,给这一资源的储存和运输造成巨大的成本压力,给它的有效利用带来了障碍。因此,把牧草压成高密度的草捆是降低牧草成本的重要步骤,中国农业大学成套设备所用的实验表明:饲草打捆平均密度增大10倍左右运输成本则可降低70%左右,于是出现了各种打捆机。然而国内外现有各种农业纤维物料压缩设备的设计很少涉及压缩过程中被压缩物料自身的生物特性和压缩规律,从而导致压缩设备在结构参数、工作性能、功耗以及压缩后产品的质量等方面存在某些缺陷。
由于农业机械的工作对象和环境的随机性、复杂性,传统设计方法已不能满足现代农机具的设计需求,因此采用现代设计方法,在现有牧草压缩理论基础上,先采用solidworks三维软件国际上先进的同类机械进行建模,然后进行运动仿真分析,可为重要结构参数的确定提供理论依据,从而缩短设计周期,降低物理样机的成本,提高企业竞争力[4]。
参考文献
[1] 张英俊,王明利等.我国牧草产业发展趋势与技术需求.现代畜牧兽医,2011(10):8-11.
[2] 杨世昆,苏正范.饲草生产机械与设备.北京:中国农业出版社,2009.
[3] 李大鹏,刘向阳.饲草产业化与饲草打捆机的开发[J].饲料广角,2002(15):10-12.
[4] 周桂霞,李剑等.牧草压捆机关键部件的仿真分析.2011,23(3):16-18.
[5] [波兰]卡纳沃依斯基.收获机械.曹崇文,吴春江等译,1983.
[6] 李宝筏.农业机械学.北京:中国农业出版社,2003 .
[7] 高玉忿.圆形大草捆捡拾压捆机.译自苏刊《国际农业杂志》,1977(7).









