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塔里木大學(xué)
畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告
課題名稱 青玉米秸稈收割切碎機的設(shè)計
學(xué)生姓名 陳 剛
學(xué) 號 8031208112
所屬學(xué)院 機械電氣化工程學(xué)院
專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化
班 級 農(nóng)機12-1
指導(dǎo)教師 李宜峰
起止時間 2011.12.1—2012.05.30
機械電氣化工程學(xué)院教務(wù)辦制
開題報告正文
青玉米桿收割粉碎機械
1.課題研究的意義
青玉米秸稈機械收割切碎技術(shù)，就是在玉米收獲后，使用秸稈切碎技術(shù)直接將留在地里的玉米莖稈就地粉碎并回收。
目前玉米面積約123萬h㎡棉稈資源非常豐富。玉米桿稈具有很高的營養(yǎng)價值，其蛋白質(zhì)含量一般為8%～9%，經(jīng)過微化處理后，其蛋白質(zhì)含量可達12%，比麥草、稻草的蛋白質(zhì)含量高5～6倍，可作為很好的牛羊飼料。而據(jù)有關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，目前玉米秸稈利用率只有35％左右，經(jīng)處理后的利用率低于20％。隨著農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展和農(nóng)業(yè)勞動力的減少，越來越多的青玉米稈遺棄田間或燒毀，造成了青玉米稈資源的極大浪費和對空氣的嚴重污染，甚至嚴重影響到交通安全。機械化青玉米桿收割切碎技術(shù)是將青玉米稈在田間就地收割切碎并回收，用于喂養(yǎng)牲畜，是一項農(nóng)機化適用技術(shù)。研究推廣此技術(shù)，無論是從保護環(huán)境、改善土壤結(jié)構(gòu)，還是從減輕農(nóng)民負擔(dān)，都有其不可估量的作用。
2.現(xiàn)狀及分析
2.1國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀、專利等知識產(chǎn)權(quán)情況分析和國內(nèi)現(xiàn)有的工作基礎(chǔ)
2.1.1 國內(nèi)秸切碎機械的機型
按青玉米桿稈粉碎部件軸的位置分，玉米稈收割切碎機可分為臥式收割切碎碎機和立式收割切碎機兩種。臥式秸稈切碎機切碎部件在垂直面內(nèi)做旋轉(zhuǎn)運動，打擊秸稈。大多屬于無支承式打擊切碎。多用于高粱、玉米、棉花等柔韌性差、脆性好的硬秸稈作物。已有機型主要有： 4F－90（70）型秸稈還田切碎機、9Q－1.7型牽引式莖稈切碎機、9Q－1.5型懸掛式莖稈切碎機、JQ－2.0型懸掛式莖稈切碎機、JZH－2秸稈根茬還田通用機、JH－100、JHF－150、JHF－130型秸桿收割切碎機等。立式秸稈切碎機切碎部件的軸垂直安置。碎部件在水平內(nèi)作旋轉(zhuǎn)運動，切碎秸稈。一般都有動刀和定刀，屬于有支承切割，多用于小麥、水稻等秸稈柔軟韌性較好、脆性較差的軟秸稈作物，也有用于棉花等硬秸稈作物的。已有機型主要有： 4Q－31型稻麥秸稈切碎機、2JH－1.6型秸稈收割切碎機、2JH－1.7型懸掛式莖稈切碎機、2JH－1.9型莖稈收割切碎機、2018型可折翼旋轉(zhuǎn)切割機等。
2.1.2 青玉米桿稈切碎機型的特點分析
2.1.2.1 1JHYz一系列玉米秸稈切碎機。
工作原理及構(gòu)造：自走式全喂入谷物聯(lián)合收割機自身的輸出動力，經(jīng)鏈條和V帶傳遞系統(tǒng)，通過變速機構(gòu)，帶動刀爪軸上的錘爪刀高速旋轉(zhuǎn)，將被粉碎的秸稈切斷并送入殼體內(nèi)定刀處，次擊切成細碎秸稈，切碎的秸稈沿機殼內(nèi)壁被氣流均勻拋撒在還田機殼后邊的地面上。1 7HYz一系列玉米秸稈粉碎還由機架、機殼、傳動齒輪箱、動力傳遞系統(tǒng)、刀爪、軸、地滾、液壓懸掛升降機構(gòu)組成。
2.1.2.2 2JH-1.6秸稈切碎機
該機由拖拉機動力輸出軸傳入動力，經(jīng)安全離合器傳遞給變速箱，變速箱將水平傳動改變?yōu)榇怪痹鏊賯鲃?，帶動動刀盤作水平旋轉(zhuǎn)，對秸稈進行切割。當拖拉牽引機具前進時，秸稈喂入機殼，在刀片較大的加速度和動能的作用下秸稈切斷并打入機殼內(nèi)。莖稈經(jīng)過定刀片的重復(fù)剪切被切成碎節(jié)最后均勻地拋撒在田間。
2.1.2.3 2018型可折翼旋轉(zhuǎn)切割機
美國迪爾公司研制的2018型可折翼旋轉(zhuǎn)切割機屬于立軸式秸稈切碎機，該機有三立軸三套切碎裝置，動力經(jīng)動力輸出軸輸出后由萬向節(jié)傳給各甩刀軸。該機型沒有定刀片只有一組動力片，動刀片數(shù)目為4個或2個，改變刀片類型可用于切碎不同的作物秸稈。由于刀片數(shù)目少，工作幅面寬所以刀端線速度較大，為80m/s以上。這樣才能保證切碎質(zhì)量。該機重量較大，工作幅面較寬所需動力較大，不太適合我國大部分地區(qū)使用，但其更換刀片用于不同的作物秸稈等特點值得我們借鑒、學(xué)習(xí)。
2、國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展趨勢
我國年生產(chǎn)秸稈約6億噸, 在農(nóng)村多用于生活燃料和牲畜飼草。為了更有效地利用農(nóng)作物秸稈, 近幾年來國家農(nóng)業(yè)部大力推薦秸稈有效利用。并對秸稈收割、時間、數(shù)量、切碎程度、土壤水分和防治病蟲害等方面進行了深入研究，制定了秸稈收割切碎的技術(shù)規(guī)程, 為秸稈收割切碎奠定了一定的基礎(chǔ)。就目前而言, 秸稈收割切碎技術(shù)仍局限于低的發(fā)展水平，造成資源的浪費，我國在這一領(lǐng)域也研究的不多。從區(qū)域研究來看北方旱作區(qū)域秸稈收割切碎技術(shù)日趨完善, 無論是機械切碎、秸稈收割和生物化學(xué)漚肥都取得一定進展
近年來，河北省邢臺市積極推廣玉米秸稈機械收割切碎技術(shù)，到2009 年底，全市擁有拖拉機近24 萬臺，玉米聯(lián)合收獲機1242 臺，玉米秸稈收割切碎機12647臺，旋耕機14556 臺，玉米秸稈收割面積380 萬畝，秸稈利用率率達88%，秸稈綜合利用率達到98%，取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。河南安陽市從2001年開始, 連續(xù)3年被農(nóng)業(yè)部河南省農(nóng)機局確定為實施玉米秸稈機械收割的重點地區(qū)。該市以實施項目為契機, 通過“ 重點突破, 以點帶面” , 實施以機械秸稈收割切碎為主的農(nóng)作物秸稈綜合利用技術(shù), 使玉米秸稈機械切碎收割獲突破性進展。 3年來, 推廣秸稈收割機2319 臺(2003 年推廣秸稈收割機881臺), 總保有量達到 3696 臺。2003 年收割面積達到84889hm2 (時, 占全市玉米種植面積的56.3% , 加上秸稈青貯和應(yīng)用其他措施, 玉米秸稈綜合用項目已獲較大突破。同時, 積極引導(dǎo)發(fā)展玉米機械聯(lián)合收獲,2003 年在農(nóng)業(yè)部“ 新型農(nóng)機具購置補貼”項目帶動下, 新增玉米聯(lián)合收割機29（保有量達到50）, 實施面積首次突破7000hm2. ,3 年的項目實施, 推廣的秸稈收割機具和實施面積超過了 1987 年推廣這一項技術(shù)以來的前 14年的總和, 累計完成秸稈直接收割面積23446hm2。
3.任務(wù)要求及實現(xiàn)目標的可行性分析
成功設(shè)計出青玉米桿稈收割粉碎還田機械應(yīng)有以下幾個任務(wù)要求；
①.外形美觀、操作簡便、效率高、體積小、重量輕、壽命長等優(yōu)點。
②.由動力輸出軸輸出動力，經(jīng)安全離合器和一對錐齒輪后直接傳給刀軸，結(jié)構(gòu)緊湊，噪音小，運動平穩(wěn)，工作可靠，且維修方便。
③.刀片的選材要好，要有較強的耐磨性和較高的沖擊韌性。
④.刀片與刀座之間采用鉸接方式聯(lián)接，防止刀片在切割時碰到堅韌的障礙物而被損壞。
⑤.留茬高度不宜太高，60～80mm即可。青玉米桿稈粉碎長度在30mm左右。
⑥.多用途。多用于小麥、水稻等秸稈柔軟韌性較好、脆性較差的軟秸稈作物，也有用于棉花等硬秸稈作物。
4.重點研究的關(guān)鍵問題及解決思路
4.1 研究內(nèi)容
本課題重點研究青玉米秸稈收割切碎機械，實現(xiàn)了青玉米稈收割、粉碎、回收一體化。一機多用，克服了已有技術(shù)中的青玉米稈留茬高度過高，切碎長度過大的現(xiàn)象.刀片的選材要好，要有較強的耐磨性和較高的沖擊韌性。刀片與刀座之間采用鉸接方式聯(lián)接，防止刀片在切割時碰到堅韌的障礙物而被損壞。留茬高度不宜太高，40～60mm即可。青玉米桿稈粉碎長度在10mm左右。保證留茬高度和切碎質(zhì)量。切碎后的青玉米稈被回收。
4.2 解決思路
解決思路如下：
⑴ 動力部分：由大馬力拖拉機帶動，省油耐用、操作簡便、效率高、壽命長、安全等優(yōu)點。
⑵ 傳動部分：采用拖拉機動力輸出軸傳動，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動平穩(wěn)，工作可靠，且維修方便，液壓傳動裝置為刀盤提供動力。
⑶ 粉碎裝置：刀片與刀座的結(jié)構(gòu)設(shè)計。
5. 完成本課題的工作方案及進度計劃
完成本課題的方案：在原有青玉米桿稈收割切碎還田機的基礎(chǔ)上，增加刀片長度，從而增加作業(yè)幅寬；另一方面，在不減小其強度和剛度的前提下，減小機體重量，提高作業(yè)效率。
第1-2周 查閱相關(guān)文獻，撰寫開題報告。
第3-4周 走訪農(nóng)機銷售部門，進行測量、比較，決定設(shè)計方案。
第5-6周 根據(jù)工作要求，查閱相關(guān)手冊，對各部門機構(gòu)設(shè)計、計算，畫草圖。
第7-10周 運用AutoCAD軟件，繪制并完成二維零件圖、裝配圖，運用三維設(shè)計軟件完成整機各零部件的三維建模。
第11-12周 從工藝性能，經(jīng)濟性能，使用性能等對產(chǎn)品進行綜合評價，校核，修正。
第13-14周 完成產(chǎn)品說明書，準備答辯。
6. 主要參考文獻
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學(xué)生簽名
2011 年 12 月 20 日
指導(dǎo)教師審閱意見
指導(dǎo)教師簽名
年 月 日