小型牧草收割機的設計（全套含CAD圖紙）

【溫馨提示】壓縮包內含CAD圖并可以預覽，直觀呈現眼前查看、盡收眼底縱觀。打包內容里dwg后綴的文件為CAD圖，可編輯，無水印，高清圖，壓縮包內文檔可直接點開預覽，需要原稿請自助充值下載，所見才能所得，請見壓縮包內的文件預覽，請細心查看有疑問可以咨詢QQ：11970985或197216396 文 獻 綜 述題 目： 小型牧草收割機的設計 學生姓名：專業(yè)班級：系部名稱：指導教師：職 稱： 9小型牧草收割機的設計摘要：隨著農村產業(yè)結構的調整,養(yǎng)殖業(yè)比例的不斷增加,與之相應的牧草種植不斷擴大. 僅黑龍江省現有自然牧草地33.70萬公頃，另外還有可墾荒地56.23萬公頃，其中37%可改良為牧草地。但我省的牧草收割多以人工為主,工作效率低,作業(yè)成本高,而且一年要割四至五茬,勞動強度非常大,新興的牧草種植業(yè)急需經濟實用的小型牧草收割機。通過文獻資料對國內外牧草機械的現狀及發(fā)展有一定的了解；同時介紹了目前國內外常使用的牧草收割機及各自的特點及還需解決的問題和牧草收獲機械的發(fā)展前景；切割器是各種牧草收割機上最重要的工作部件，下面也簡要介紹了幾種常用切割器的特點。關鍵詞： 牧草收割機；切割器；傳動裝置 Design of Construction Mini-type Herbage HarvesterAbstract: As a result of the adjustment of the infrastructure of agriculture production ,the portion of livestock production in agriculture is ever increasing , and the corresponding farming area for herbage is constantly expanded. Only in Heilongjiang Province, it exists natural pastures 337,000 hectares,and also has reclaiming wasteland 562,300 hectares, 37% of which can be improved to the pastures. But our province herbage harvesting many by the man-power primarily , Herbage harvesting is generally performed manually 4 to 5 times each year ,having low productivity ,high cost and labor intensity. The newly emerging herbage industry is urgently demanding economical mini-type herbage harvester.Through literature we have a certain understanding of the current situation and development on herbage machinery at home and abroad .Meanwhile it introduces several herbage harvester which often use at home and abroad with their characteristics and the problems that need to be solved, and also introduces devlopment prospects of herbage machinery .Herbage cutting is the most important part of kinds of herbage harvesters. The following is a brief summary of several cutting requirements characteristics. Key words: herbage ; cutting requirement ; Transmission device 引言： 隨著農村產業(yè)結構的調整，全國養(yǎng)殖業(yè)的比例不斷增加，與之相應的牧草種植面積不斷擴大，僅黑龍江省的現有自然牧草地33.70萬公頃，另外還有可墾荒地56.23萬公頃，其中37%可改良為牧草地，作為后備牧草資源。這些草地多數呈條狀、塊狀分布，大面積的草地為數不多，草地草原差，適口性一般。而且牧草收割多以人工為主，工作效率低，作業(yè)成本高，而且一年要割四至五茬，勞動強度大，新興的牧草種植業(yè)急需經濟實用的小型牧草收割機。目前國內外現有的牧草收割機械，按切割器的形式主要分為往復式和旋轉式兩種,工作幅寬2-6米，工作效率5-18畝/小時，配套動力為9-50KW，這些機具主要為大型牧場使用，成本較高，不適合中小型牧場使用。一、 牧草收割機研究的背景我國經過20多年的改革開放，國民經濟已進入一個平穩(wěn)、持續(xù)、快速發(fā)展的時期。隨著綜合國力逐步增強和經濟建設的步伐不斷加快，農業(yè)產業(yè)結構正逐步得到優(yōu)化調整，畜牧業(yè)將成為農業(yè)產業(yè)化建設中一項重要內容，其在農業(yè)經濟中的比重越來越大。加之隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施，草原建設、草原改良、退耕還草、生態(tài)恢復建設蓬勃興起，由此形成的牧草產業(yè)，將成為集生態(tài)、經濟和社會效益于一體的新型綜合性產業(yè)。但我國牧草機械化水平與國外發(fā)達國家相比有相當大的差距。我國牧草機械產品品種不全，成套性差。二、牧草收獲機械的現狀（一）國外牧草機械的發(fā)展現狀國外牧草收割機械，自十九世紀初葉出現畜力割草機和摟草機以來，已有一百多年的歷史了，經歷了從使用畜力到拖拉機配套、從單項作業(yè)機具到聯合作業(yè)機具的發(fā)展過程。20世紀70年代以來，部分服役機具趨于飽和，產量和保有量保持穩(wěn)定或趨于下降，各公司致力于開發(fā)新產品，改進原有產品的質量，美國、德國、法國、意大利、日本等發(fā)達國家在該領域處于領先地位。20世紀90年代，這些國家的割、摟、捆裝、運等牧草收獲機械陸續(xù)進入我國牧草種植基地，國外先進的牧草收獲機械技術比較完善，機具品種多，性能可靠，但價格昂貴。目前，歐美各國幾乎所有的農機公司都生產牧草機械，產品品種齊全，系列完整，能滿足各種收獲；主要結構及技術性能指標至今沒有多大變化；只是在操作舒適和計算機應用方面有所改進。下圖顯示的是世界上最大的牧草機械制造商之一的紐荷蘭的兩種牧草收割機14。 圖1 紐荷蘭后置式牧草收割機 圖2 紐荷蘭前置式牧草收割機（二）國內牧草收割機械的發(fā)展現狀我國畜牧機械工業(yè)是農業(yè)工業(yè)中起步較晚，發(fā)展慢的行業(yè)之一。牧草收割機械是我國生產及使用最早的畜牧機械之一。盡管近年來牧草收割機械發(fā)展迅速，但機械化水平還是很低。尤其是在小型的牧場，主要還是手工收獲為主，刀具磨損非常厲害，農民勞動強度非常大。根據農村種植業(yè)結構的調整和當前經濟體制的情況，在機型的研制上主要以中小型為主，在研究內容上主要解決勞動強度大的問題。當前應首先研制一些機型小、質量好、價格低的牧草收割機械，以適應專業(yè)戶的需求。（三）近年來我國自行研制的成果我國在50年代生產了馬拉割草機和三刀割草機，1953年遼寧金縣農具長首先生產了1.4型的畜力割草機；1958年海拉爾牧業(yè)機械廠生產了9G-14型的畜力割草機，同時還生產9G-12型機引暴單刀割草機；1965年內蒙古畜牧機械研究所進行了后懸掛雙動刀高速割草機和雙連桿畜力割草機的研究，雙動刀高速割草機接近當時國外同類產品先進水平，以后約有十年的時間停止了研究工作；1976年以后內蒙古、分別研制成單圓盤、雙圓盤和四圓盤旋轉式割草機；1979年白城牧機廠試制成功 圖3 牧草收獲機9S-4.0型自走式割草壓扁機；1985年農科院農機化所研制成功9GZX-2.4型六盤全齒式旋轉式割草機；2002年上海向明公司自行研制出9GX（Y）-1.6型圓盤割草機。三、牧草機械的發(fā)展前景國內外大量事實證明，對天然草場進行改良，建立人工草場，實施退牧還草工程，實施圍欄禁牧封育，是提高草場生產能力，解決草畜矛盾，使畜牧業(yè)生產穩(wěn)定、高速、優(yōu)質發(fā)展的一項關鍵措施。此外，退耕還草，保護和建設生態(tài)環(huán)境，都與草場改良和建立人工草場相關。據有關報道，僅內蒙古自治區(qū)草原建設總規(guī)模每年要保持在3000 萬畝。國家計劃到2010年治理“三化”草原5億畝，新增人工種草，改良草地7.5億畝。據測算僅草原改良、建設，對不同生產能力的牧草種子加工成套設備近期需求量為150200套/年。另外，如果全國每年以建設240萬公頃人工草地計算，每公頃平均播草籽8公斤，則年需10000臺牧草播種機和草原松土補播機，80000臺草籽收獲機或草籽采集機。在每個割草季節(jié)按一臺割草機的生產能力為500公頃計算，則每年需新增割草機4800臺。相應配套的摟草機2000臺。每臺捆草機每個作業(yè)季節(jié)平均捆草3000噸（300kg/捆300捆/天35天），平均每公頃產干草5.25噸，則需圓捆機4200臺。以上分析不包括天然草場和農區(qū)對牧草機械的需求，如以每年5%的更新計算，則每年需新增1750臺割草機（現保有量約3.5萬臺），如果未來天然草場割草機擁有量達到萬畝1臺的水平，那將是33萬臺的巨大市場（按可利用草場33億畝計），其他牧草機械如摟、捆、運等也將出現相應需求。四、牧草收割機概述（一）割草機的類型 國內外牧草收獲機械按其切割部件的結構分為往復式（如圖4）和圓盤式割草機（如圖5）15；按其行走動力分為牽引式、半懸掛式、懸掛式、自走式割草機；按照割草幅寬可為窄幅和寬幅式割草機11。1、往復式切割器割草機研究發(fā)展概況往復式割草機具有最悠久的歷史。它適于收割天然牧草和種植牧草，具有割茬低而整齊，牧草損失少，便于調整使用等優(yōu)點，其發(fā)展趨勢是提高生產效率，一是提高前進速度，二是增加割幅。加大割幅將增加金屬消耗量，因此以提高前進速度更為有利。但為保證切割質量，必須同時提高切割器切割速度。由于切割速度提高，引起割刀往復慣性力大為增加，會造成機器震動和機件損壞，切割高產或濕潤牧草常產生堵刀現象。這種割草機雖有這些缺點，但目前仍作為一種標準機型被國內外廣泛使用和大量生產，并且在不斷完善和改進。2、回轉式割草機研究發(fā)展概況近年來，西歐由于種植牧草面積大量增加，并使用大量含氮肥料使牧草高大，茂密而趨于倒伏。因此，回轉式割草機得到迅速發(fā)展，它屬無支承切割。切割器刀片安裝在刀盤上，并隨刀盤一起回轉進行割草，其前進速度高，有較高的生產率，不產生堵塞現象，更換刀片簡易，保養(yǎng)方便。但回轉式割草機功率消耗較大，為1016馬力/米。（普通往復式割草機為12 馬力/米，雙動刀割草機為48馬力/米）工作幅重割區(qū)大，割茬不齊，碎草多，且對地面的平坦程度要求較高。在牧草剛度小時易使割茬高度增加，因此較適于高產硬桿牧草，在西歐比較盛行。圖 4自走式往復式收割機 圖5自走式旋轉式收割機（二）牧草收割機械的各組成部分牧草收割機械主要由切割裝置、傳動裝置、輸送裝置、行走輪及結構部件等組成。1、切割器切割器是收獲機械的重要部件之一，它的功用是將田間的作物切斷。目前，已廣泛使用和報道的切割器有：往復式、回轉式、甩刀式、帶式等。下面來簡要介紹幾種常見切割器的特點（1）往復式切割器。往復式切割是目前國內外稻麥收割機上應用最廣的一種切割器，現基本標準化。其切割速度一般為1.52m/s，作業(yè)速度低，一般不超過9km/h。它由往復運動的割刀和固定不動的支承部分組成。割刀由刀桿、動刀片和刀桿頭等鉚合而成。刀桿頭與傳動機構相連接，用以傳遞割刀的動力。工作時，割刀作直線往復運動，其護刃器前尖將谷物分成小束引向割刀，割刀在運動中將禾桿推向定刀進行切割。這種切割器平均切割速度較低，切割性能好，結構簡單，工作可靠，廣泛用于谷物收割機上。它的缺點是往復慣性力大，割臺振動和噪聲大，存在重割和漏割，割茬不整齊。（2）回轉式切割器?；剞D式切割器主要用于收獲牧草、青飼料等粗莖稈作物， 少數谷物收獲機上也使用這種切割器?；剞D式切割器切割速度高，一般為2550m/s,可適應 1025km/h 的高速作業(yè)，慣性力易平衡，震動較小，結構簡單,但回轉半徑小，不宜寬幅切割，割刀的壽命較短，維修費用高。在牧草收割機上多采用雙盤或多組雙盤式，每個刀盤由刀盤架、刀片、錐形送草盤和撥草鼓等組成。孫永海、常振臣等12以試驗設計、計算機模擬和神經網絡優(yōu)化技術為手段,對圓盤式切割器進行了試驗研究,探討了切割速度、切削角和刀齒高度3個因素對切割損失和切割阻力的影響,得到了切割速度、切削角和刀齒高度的最佳參數組合。楊家軍、劉鋒等13應用結構動態(tài)設計原理和隨機激勵下的動態(tài)設計方法，研究了切割器在隨即激勵下的響應,得到了切割器結構的動態(tài)設計的結果。（3）甩刀式切割器。甩刀式切割器多用于玉米青貯飼料收割機上。目前國內外收割機上多采用甩刀式切割器。它由水平橫軸、刀盤體、刀片和護罩等組成。這種切割器轉速高，圓周速度達5070m/s，但割幅較窄，一般為0.82m。在割幅較大的機器上，多采用多組并聯結構，目前國內外最大的割幅為6m。孟海波、于文星等設計了玉米莖稈甩刀式切拋器，該甩刀式切拋器由殼體、甩刀、刀軸及定刀等部分組成。甩刀的結構及工作原理與常規(guī)的甩刀形式不同,采用了“直角直刃”組合式鏟形甩刀。（4）回轉帶式切割器。這種切割器將薄鋼帶加工成角鋼狀，一邊為帶體，連接兩端構成傳動帶，一邊為刀體，刀體間有一定距離，刀體端開有刀齒，刀齒為梯形。在田間試驗條件下，可實現高速作業(yè)、高速切割及無支承切割，切割速度可高于17m/s，作業(yè)速度可高于15km/h，無往復慣性力，割刀工作平穩(wěn), 割臺振動小，工作平穩(wěn)，割茬整齊，無撕裂、漏割和堵刀現象，適于收割小麥、水稻等細莖稈作物和牧草。但這種切割器對鋼帶的材質要求較高，加工難度較大，其壽命和可靠性還有待進一步研究。2、傳動裝置(1) 在楊天興2的齒形鏈式牧草收割機的研究和設計中，他的傳動系統(tǒng)是動力由發(fā)動機飛輪輸出，經過皮帶把動力傳給減速箱前面的輸入皮帶輪，動力輸入到減速箱內第一級圓柱減速齒圖6 齒形鏈式牧草收割機傳動系統(tǒng)示意圖1-一級減速圓柱小齒輪 2-一級減速圓柱大齒輪 3-二級減速圓柱小齒輪 4-二級減速圓柱小齒輪 5、8- 輸送主動帶輪 6、7- 輸送帶 9-切割器 10-輸送從動皮帶輪 11-傳動軸 12-輸入皮帶輪13-張緊輪總成 14- 柴油機飛輪輪對 1、2 和第二級圓錐減速齒輪對 3、4 后，經過減速及改變傳動方向后，直接輸入到傳動軸， 帶動鏈輪和輸送帶輪同向轉動工作。鏈輪驅動鏈條上的動刀片在壓刃器等零件的配合下進行切割。其特點是中心距大割幅不受限制，傳動功率大、平穩(wěn)，結構簡單，安裝調整方便。同時傳動路線簡單，采用零件少，制造和安裝方便，成本低，能夠實現各機構的功能要求。(2) 在趙春花5的手扶式山地牧草收割機研制論文中，傳動系統(tǒng)（如圖2）將其柴油機的動力分別傳送給行走輪、切割器和輸送系統(tǒng)。切割器的驅動機構將傳動軸的旋轉運動轉化為割刀的往復運動?，F有的三種傳動系統(tǒng)方案即直接式、間接式和綜合式。綜合式傳動系統(tǒng)的動力由柴油機發(fā)動機皮帶輪輸出后，分為兩路：一路經三角皮帶輪5、8和一對錐齒輪 6,7 兩級減速，并改變傳動方向后直接傳遞給曲柄主軸。曲柄主軸驅動滑塊（軸承）帶動刀桿及動刀做往復切割運動，切割器曲柄主軸經一對小鏈輪9、10 將驅動力傳遞給輸送系統(tǒng)。另一路經三角皮帶輪1、圖7手扶式山地牧草收割機傳動系統(tǒng)示意圖1-動力輸出行走皮帶輪 2-二級減速皮帶輪 3-二級減速小鏈輪 4- 二級減速大鏈輪5-動力輸出切割系統(tǒng)皮帶輪 6-大錐齒輪7-小錐齒輪 8-輸入主軸大皮帶輪 9-輸送從動鏈輪10-輸送主動鏈輪 11-柴油機12-行走輪 13-大雙排鏈輪 14-小雙排鏈輪2，鏈輪3、4 二級減速后，又經牙嵌式離合器控制工作狀態(tài)再經一對雙聯鏈輪13、14減速，最后傳遞到一對走輪行上，完成機具邊行走、邊切割，邊輸送鋪放一整套工作過程。 3、輸送裝置牧草收割機的輸送鋪放系統(tǒng)直接影響著牧草鋪放質量和牧草的收獲質量。立式割臺輸送系統(tǒng)不僅應及時將切割下的牧草輸送到一側，還應鋪放均勻整齊，形成一定的形狀和厚度，利于干燥，利于后續(xù)的工作。其主要參數為：撥齒的高度和形狀參數、輸送帶尺寸、撥齒間距、輔助星輪參數和位置、輸送速度、割刀前伸量等。4、行走輪割草機行走輪的大小和能調節(jié)的高度取決于割荏和行走操縱的方便性及田間的平整度。割草機的割荏應低于谷物收割機的割荏，北方地區(qū)的大型天然草場割荏為45cm,而一般的種植牧草為56cm，晚秋收獲牧草在67cm。因此，要求切割器貼近地面，且能交換的適應地形起伏。五、有待解決的問題（一）當前收獲機上使用的切割器以往復式最多，而且制造技術趨于完善，只是局部有所改進，但其慣性力不平衡和振動；（二） 回轉式切割器的慣性力很小，可以高速作業(yè)，但結構復雜，不易實現寬幅作業(yè)；（三）我國現有的割草機類型不適合收割各種草種，不適應各種地面的要求；（四）割草機的割茬高度較高，牧草損失較大；刀片耐磨度低，換刀次數頻繁；結構設計不合理，受力不均衡；（五）新型切割器的發(fā)展方向主要是如何實現高速作業(yè)和減少落粒損失及減少損失。結論：從上我們可以看出，隨著產業(yè)結構和西部大開發(fā)，我國的牧草種植面積也在不斷擴大，相應的也增加了牧草機械的需求，但根據我省的具體情況，我省的草地多數呈條狀、塊狀分布，大面積的草地為數不多，不太適合用拖拉機帶動它前進，而采用手扶式的，既簡單方便，又降低了成本。在切割器的選擇上，要結合收割對像的特點，主要是解決黑麥草的收割，多年生黑麥草是禾本科黑麥草屬的多年生草坪植物，該草致密、叢生，是生長速度最快的牧草之一，剪割后再生性均較強，但不耐低剪，則要求切割速度要快，且要高速作業(yè)，而往復式的割速很低，一般平均割速為15m/s20m/s，只能低速作業(yè)，且往復的慣性力很大，導致割臺振動及噪音大，影響割臺的壽命。回轉式切割器割刀切割速度高，一般為10m/s20m/s，切割能力強，但傳動復雜，造價高，不太適合中小型牧場。參考文獻：1 徐秀英.小型牧草收獲機械的設計J.農業(yè)機械設計及理論,2004（06）.2 楊天興.齒形鏈式牧草收割機的研究和設計J.甘肅農業(yè)大學學報，2005（06）.3 孫守田.黑龍江畜牧機械化現狀及今后發(fā)展趨勢J. 黑龍江畜牧科技，1994（01）.4 于小波.黑龍江省畜牧機械行業(yè)的現狀J.養(yǎng)殖技術顧問，1999（01）.5 趙春花.手扶式山地牧草收割機研制J.甘肅農業(yè)大學學報，2004（06）.6 盛克柱.紐荷蘭幾種收獲機械的特點J.農業(yè)機械化，2001（04）.7 張文靜.牧草收獲機械的現狀、機遇及發(fā)展J.農村牧區(qū)機械化，2001（01）.8 王慶鎖等.我國北方干旱區(qū)草地的發(fā)展方略J.中國草地，2001（03）.9 樓啟陽等.黑龍江省畜牧機械化的發(fā)展重點和取向J.農機化研究，2005（01）.10 東北農學院主編畜牧業(yè)機械M北京：北京出版社，198011 常振臣大豆收割機圓盤式切割器的切割參數的研究J.農業(yè)機械學報，1999（04）.12 楊家軍.甘蔗收獲機切割器的動態(tài)設計J.機械科學與技術，2006(06).13 牧草產品介紹市場縱橫J,2003（11）.14 馬曉春.割草機的設計與動態(tài)特性研究D.東北林業(yè)大學,2005.15 CZKanafo jski T.karwowski. Agriculural Machine, teory and construction J. crop-harvesting, 1976(02) .