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塔里木大學
畢業(yè)論文（設計）開題報告
課題名稱 青玉米秸稈收割切碎機的設計
學生姓名 陳 剛
學 號 8031208112
所屬學院 機械電氣化工程學院
專 業(yè) 農業(yè)機械化及其自動化
班 級 農機12-1
指導教師 李宜峰
起止時間 2011.12.1—2012.05.30
機械電氣化工程學院教務辦制
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，就是在玉米收獲后，使用秸稈切碎技術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，其蛋白質含量一般為8%～9%，經過微化處理后，其蛋白質含量可達12%，比麥草、稻草的蛋白質含量高5～6倍，可作為很好的牛羊飼料。而據(jù)有關統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，目前玉米秸稈利用率只有35％左右，經處理后的利用率低于20％。隨著農業(yè)經濟的發(fā)展和農業(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，是一項農機化適用技術。研究推廣此技術，無論是從保護環(huán)境、改善土壤結構，還是從減輕農民負擔，都有其不可估量的作用。
2.現(xiàn)狀及分析
2.1國內外技術現(xiàn)狀、專利等知識產權情況分析和國內現(xiàn)有的工作基礎
2.1.1 國內秸切碎機械的機型
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做旋轉運動，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。碎部件在水平內作旋轉運動，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。
工作原理及構造：自走式全喂入谷物聯(lián)合收割機自身的輸出動力，經鏈條和V帶傳遞系統(tǒng)，通過變速機構，帶動刀爪軸上的錘爪刀高速旋轉，將被粉碎的秸稈切斷并送入殼體內定刀處，次擊切成細碎秸稈，切碎的秸稈沿機殼內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，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。莖稈經過定刀片的重復剪切被切成碎節(jié)最后均勻地拋撒在田間。
2.1.2.3 2018型可折翼旋轉切割機
美國迪爾公司研制的2018型可折翼旋轉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、學習。
2、國內外技術發(fā)展趨勢
我國年生產秸稈約6億噸, 在農村多用于生活燃料和牲畜飼草。為了更有效地利用農作物秸稈, 近幾年來國家農業(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規(guī)程, 為秸稈收割切碎奠定了一定的基礎。就目前而言, 秸稈收割切碎技術仍局限于低的發(fā)展水平，造成資源的浪費，我國在這一領域也研究的不多。從區(qū)域研究來看北方旱作區(qū)域秸稈收割切碎技術日趨完善, 無論是機械切碎、秸稈收割和生物化學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，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年被農業(yè)部河南省農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作物秸稈綜合利用技術, 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, 積極引導發(fā)展玉米機械聯(lián)合收獲,2003 年在農業(yè)部“ 新型農機具購置補貼”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.任務要求及實現(xiàn)目標的可行性分析
成功設計出青玉米桿稈收割粉碎還田機械應有以下幾個任務要求；
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，經安全離合器和一對錐齒輪后直接傳給刀軸，結構緊湊，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.重點研究的關鍵問題及解決思路
4.1 研究內容
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，結構緊湊，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：刀片與刀座的結構設計。
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 查閱相關文獻，撰寫開題報告。
第3-4周 走訪農機銷售部門，進行測量、比較，決定設計方案。
第5-6周 根據(jù)工作要求，查閱相關手冊，對各部門機構設計、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，經濟性能，使用性能等對產品進行綜合評價，校核，修正。
第13-14周 完成產品說明書，準備答辯。
6. 主要參考文獻
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學生簽名
2011 年 12 月 20 日
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指導教師簽名
年 月 日