NJ01-036@小型手扶水稻割捆机设计（陈立君）
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机械毕业设计全套
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NJ01-036@小型手扶水稻割捆机设计（陈立君）,机械毕业设计全套
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文献综述 文献综述 前言 水稻是我国主要粮食作物之一 ,是农民的主要经济来源 .近些年来随着我国水稻种植面积的不断增加 ,实现水稻作业机械化成了一项亟待解决的迫切任务 . 目前 ,我国水稻的生产化育秧 ,插秧 ,摆载均已实现了良好的机械化 .但在水稻收获环节上还很薄弱 ,仍停留在使用大型小麦联合收割机或半喂入式联合收获机的水平上 ,甚至有些地区仍然采用人工收割结合机械脱粒的半机械化方式 ,不仅劳动强度大 ,而且造成的损失也相当严重 .为此 ,在引进吸收和消化国外机型的同时 ,立足我国水稻生产的实际情况 ,我们研究并设计了小型手扶水稻割捆机 ,以提高 国营农场 ,各乡村的水稻收获能力 . 目前我国收获机械产品发展不平衡，存在大型号多、小型号少、收小麦的多、收水稻的少等问题。且生产的收获机械还存在许多缺点，如可靠性较差，机型杂乱，标准化、通用化程度低。由于技术难度较大，现已开发的数十种机型仍然存在田间通过性差等问题，尽管市场需求量很大，但可用的成熟机型少，现有机型中地区适应性也较差。这些问题制约了收获机械的发展。 割捆机虽属于分段收获，割捆机将作物切割后在田间捆束铺放，然后在田间或运至脱粒场用脱粒机脱粒。分段收获在技术上比较成熟，机型较多、生产率低，在捆、垛、 运、脱等工序中损失较大。但价格较低，就目前我国国情考虑，尽管国家政策偏向农民，但是要用占世界 7%的耕地养活占世界 22%的人口，人均耕地很少，农民收入还比较低，虽然国家鼓励农民购买农业机械，并提供但是对于大型联合收获机械，更多的农民还是望而兴叹。因此，研究设计小型手扶水稻割捆机无论从经济角度，还是从适应性上都都能满足农民的需要。 1 .总体方案 的构成 割捆机设计要求： （ 1）环境条件 a待收获作物的特性 同一类作物有高杆、矮杆之分，不同品种脆性得难易程度不同，作物的茎杆是否倒伏等对收获也有很大影响 b 田面特 点 干、硬的田面有利于收获机械的工作，而田面灌溉或还处于泡水状态，则比较难行走。在南方一些水稻地区，田里泥脚深度达到 25cm 以上，给收获机械的工作带来很大困难，要有很好的履带行走机构才能正常工作 （ 2）农艺要求 nts文献综述 小型手扶水稻割捆机的收割作业时收割水稻后打捆，并铺放在收割完的地面上。为完上述作业，需要调节很多机构，设计方面要满足下列条件： a收割作业干净，掉穗落粒损失小 b割茬低，便于提高后续的耕作质量 c铺放整齐，以便于机械捡拾且不影响机具下一趟作业 d适应性好，即对不同地区、不同地块作物的收割以 及对作物情况（倒状及植株密度等）的适应性较好 割捆机工作条件： 1)、待收作物的特性 虽然设计的是水稻割捆机，但同一类作物又有高秆、矮秆之分，不同品种脆性的难易程度不同，作物的茎秆是否倒伏等对收获也有很大影响 2)、田面特点 干硬的田面有利于收割机工作，而田面灌溉或还处于泡水状态则比较难行走。在南方一些水稻地区，田里泥脚深度达到 25cm以上，给收割机的工作带来很大困难，要有很好的履带行走机构才能正常工作。 3)、地形和道路条件 在北方平原地区，地形平坦、开阔，道路条件较好，机械下田一般不会 停止工作。而在南方水田地区，有的地形复杂，既有平地也有坡地，沟渠纵横，道路狭窄。除了要考虑农田的基本建设、改善环境工作外，在机器设计时，应考虑机型不能太大，行走机构要有较好的通过性。 整机结构 该机型主要由扶禾装置 ,茎杆输送装置 ,切割装置 ,打捆机构传动机构 ,行走装置和操纵装置等部分组成 .如图 1 所示 1.操纵杆 2.发动机 3.机盖 4.传动箱 5.地轮 6.传动轴 7.分配箱 8.打捆机构 9.副箱 10.左连盒 11.割刀组 12.万向节 13.右链盒 14.分禾器 图 1 水稻割捆机结构简图 割捆的工 艺过程 图 割捆作业时 ,茎杆由分禾器分开 ,扶禾器扶起倒伏的作物 ,并经带拨齿的皮nts文献综述 带导向切割器 ,由割刀切断后 ,借助茎杆输送装置送到打捆装置上打捆 .然后 ,由送捆器经放出臂和导捆器将捆束由侧面放出呈条式落地 2 .传动系统设计 该机 选择 东风 -12手扶拖拉机 的 常柴牌 S195柴油机 驱动 ,动力经传动箱分两条传动路线分别传至驱动轮和分配箱再由分配箱 ,分别将动力分配给打捆器 ,导禾器及切割器 (参见图 1) 3 .主体结构设计 扶禾装置 在割台的前端装有左右两个带拨齿的链式扶禾器 .与机器前进方向成 100 120 角倾斜安装 .其作用 是以一定速度扶起倒伏作物 ,并辅助切割 .拨齿在扶禾链上以一定的节距 Pt=190 mm 安装 .拨齿长 Lt=105 mm, 拨齿最低点与地面接触 ,为了减少冲击 ,提高耐磨性 ,材料采用工程塑料 . 1 )拨齿的速度分析如图 2 所示 图 2 拨齿的运动分析 (1)直线部分的速度 i) 沿链条方向拨齿的速度 Vt Vt=2 rsns/60 式中 rs 驱动链轮的节圆半径 mm ns 驱动链轮的转速 rpm ii )拨齿 的水平速度与机器前进速度的关系 Vtx=VtcosVm 式中 Vtx 拨齿的水平速度 m/s 扶禾器的倾斜角 (100 120) Vm 机器前进速度 iii) 拨齿垂直方向的速度 Vty Vty= Vtsin_ (2)在扶禾器回转部分拨齿尖端的速度 i )在回转部分拨齿尖端的速度 Vp Vp=2( rslt ) ns nts文献综述 式中 lt 拨齿长度 m ii) 拨齿尖端在前进方向的水平分速度 Vpx Vpx= Vp sin cosVm iii )拨齿尖端在垂直方向的分速度 Vpy Vpy= Vp sin sinVm iiii )拨齿尖端对作物侧向推挡的分速度 Vpz Vpz= Vp cosVm _ 2 )拨齿的扶禾效果 相邻两拨齿依次到达最低点 (与地接触 )时 ,机器前进的距离 Ct 称为前进进距 . Ct=Pt Vm/ Vt=0.1796/1.06=0.136 m 相邻两拨齿依次到达最低点的时间 Tt=Pt/Vt=0.19/1.06=0.18 s 由于拨齿在扶禾链下部作圆周运动 ,而相邻两拨齿相继到达最低点的时间间隔为 Tt=0.18 s.所以相邻两组扶禾链之间有拨齿作用不到的漏扶区 .为此在两组扶禾链之间配置辅助分禾器以辅助扶禾链 扶起到伏作物 . 往复式切割装置 1) 驱动机构 切割器的驱动机构采用曲柄 驱动臂的形式 .如图 3 (a) 所示 2 )切割原理 如图 3( b )所示 ,动 ,定刀片剪切茎杆的首要条件是咬住茎杆不致滑脱 ,以便稳定切割 . 图 3( a )切割器的驱动机构 图 3( b )切割原理 3 )切割平均速度 Vp Vp=ns/30=nr/15 式中 n 割刀曲柄转速 (rpm) s 割刀行程 (m) r 割刀曲柄半径 (m) 打捆机构 1 )打捆机构的组成 打捆机构是本机最主要的机构 .因为它直接影响本机的使用性能 ;该机结构复杂 ;由捆绳制动器 ,防松杆 ,捆绳导管 ,打捆针 ,打结器 ,打结离合器 ,打结压绳板和割刀片等组成 nts文献综述 2 )打捆原理及捆绳的路线 i ) 打捆原理 如图 4 (a ),由茎杆输送器送到打捆装置上的作物 ,通过压紧杆把作物送到集禾台和捆绳导向板之间 ,集起来的作物茎杆达到一定大小的捆束为止 .由打结器离合控制杆支持 ,当压力达到 20-30公斤以上时 ,打结离合控制杆脱 ,开并往后移动 2 -8, 回转打结器控制杆轴 ,离合器开始动作 ,当离合爪脱开时 ,打捆针先作回转运动 ,把捆绳绕在捆束上 ,接着捆绳被打捆针的顶端 经打结嘴移到打结器压绳板上 ,与原先被夹持的捆绳头一起扎紧 ,至打结器回转一周后 ,结束打捆动作 ,放出臂推出捆束 ,关闭打结器离合控制杆 ,开始下一次打结动作 . ii )捆绳的路线 如图 4 (b ) ,捆绳的一端经捆绳制动器 .防松杆弹簧 .打捆针 .再经打结嘴下面的打结器压绳 板的夹持 .等待茎杆进入集禾台和捆绳导向板之间 . 图 4(a) 打捆原理 图 4 (b )捆绳路线 操纵驾驶系统 采用手扶式操纵驾驶 ,扶持机器的前进或后退 ,转向等 ,在工作时能保证操作平稳 ,割茬高度控制在 3 cm 左右 ,越埂时 ,压下操纵杆以防止割刀触地 ,运输状态收回拨禾机构 .以保证运输通过性本机 . 4 .作业性能 本机可以收割倒扶角落 20 -30 左右的稻禾 ,经调查是目前对倒扶作物适应性较好的机具 .在没有到扶情况 ,收割时几乎没有落粒损失 .其生产率为 2.5 亩 /小时左右 ,打捆重量 1.2 1.6kg .打捆时间 0.3 s ,每亩约打捆 1000-1200 捆 ,捆束放置间隔 0.5 -1.5 m,捆绳周长 50 cm 左右 . 5 .结论 1). 该机结构紧凑 ,稳定性好 ,操作灵活 . 2). 该机对不同地块 ,地形均有良好的适应性 ,且切割干净 ,打捆可靠 .收割倒扶作物时落 粒损失少 . 3). 省工 ,省时 ,经济效益好 .nts文献综述 参考文献 1 李晓红，刘丽敏，王鹏，等 4GL 一 90 型稻麦割捆机现代化农业， 2006，4， 38-39 2 黄燕，乔春荣我国水稻收获机械现状及发展前景农业机械化与电气化， 2003， 3 ： 5-6 3 谭庆昌，赵洪志机械设计北京：高等教育出版社， 2004 年，第一版4 江崎春雄割捆机与联合收割机北京：机械工业出版社， 1980 年，第一版 5 曹建军，胡东元，李东，等水稻机械化调查分析农机推广， 2001， 2，15-17 6 李宝筏农业机械学北京：中国农业出版社， 2003 年，第一版 7 第一机械工业部机械研究院农业机械研究所，农业机械设计手册北京：机械工业出版社， 1973 年，第一版 8 杨生华农学基础北京：中国农业出版社， 1986 年，第二版 9 成大先机械设计手册北京：化学工业出版社， 1994 年，第三版 10 郭占斌，汪春，衣淑娟小型手扶水稻割捆机的研究农业机械学报，2005， 36（ 3）： 64-66 11 贾瑞昌，赵华海收获机械切割器的技术进展广东农机， 1999， 3：17-19 12 洪添胜，陈元国外谷物收获技术的进展广东农机， 1996， 3： 18-23 13 赵春花手扶式山地牧草收割机研制 :硕士学位论文 胡自治：甘肃农业大学草业科学， 2004 年 14 肖立晶，刘殿才，陈刚小型手扶水稻割捆机研制黑龙江八一农垦大学学报， 2002， 14（ 3）： 51-54 15 徐俊杰水稻收获机械的分析与选型福建农机， 2005， 3， 13-14 16 高洪伟稻麦收获机型选型及其决策支持系统的研究 :硕士学位论文 何瑞银：南京农业大学 农业机械化， 2004 年 17 于骏一，邹青机械制造技术基础北京：机械工业出版社， 2004 年，第一版 18 郭雪娥，江 波，汤楚宙南方双季稻区收获机械选型研究农机化研究，2006， 7， 39-41 nts文献综述 19 S. 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