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南京林業(yè)大學(xué)
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)
題 目：種子裹衣機(jī)設(shè)計(jì)
學(xué) 院： 南方學(xué)院
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué) 號(hào)： n090301131
學(xué)生姓名： 朱仁剛
指導(dǎo)教師： 賈志成
職 稱： 講 師
二O一三年 六 月
種子裹衣機(jī)設(shè)計(jì)
摘 要
林木種子的裹衣是種子處理中的一項(xiàng)具有開(kāi)發(fā)前景的新技術(shù)。它是利用專業(yè)用的配套設(shè)備，按著一定特有的工藝流程和物料配方方案所完成的種子規(guī)格化處理技術(shù)。它通過(guò)粘合劑將物料包裹在種子的表面，形成一定厚度的衣殼，使種子的外形尺寸達(dá)到規(guī)格化，就可便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)。采用種子裹衣加工不可以改善種子形狀，還能改善其強(qiáng)度等物理特性，為一些小顆粒的種子，還有不規(guī)則的種子創(chuàng)造良好的條件，可以促進(jìn)它們的生長(zhǎng)，同時(shí)也能節(jié)約成本、保護(hù)環(huán)境，對(duì)保障食品的安全起到了重要的意義。
本文首先介紹了種子裹衣技術(shù)的背景、概念、意義、目的、設(shè)計(jì)要求其裹衣技術(shù)的加工原理以及其加工工藝過(guò)程和發(fā)展展望。然后在此基礎(chǔ)上，對(duì)所研發(fā)設(shè)備的關(guān)鍵零部件進(jìn)行選型，改良設(shè)計(jì)。特別介紹了種子裹衣機(jī)的結(jié)構(gòu)以及設(shè)計(jì)重點(diǎn)，介紹了國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。并對(duì)種子裹衣機(jī)的發(fā)展前景做了簡(jiǎn)要敘述。
根據(jù)其加工工藝，設(shè)計(jì)供粉裝置，進(jìn)一步完成裹衣整體設(shè)備的方案設(shè)計(jì)。優(yōu)化了供粉裝置，使其裝置更簡(jiǎn)便，更輕巧。將原設(shè)備上的帶傳動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)起風(fēng)改成了鼓風(fēng)機(jī)供風(fēng)，使其簡(jiǎn)單化，而且也增強(qiáng)了供風(fēng)的穩(wěn)定性。為了能準(zhǔn)確，簡(jiǎn)單的控制裹衣鍋的傾斜角度，從原有的基礎(chǔ)上，在減速箱的外殼和軸承端蓋上加了檔位器，使其簡(jiǎn)單的控制裹衣裹的傾斜角度。
我國(guó)種子裹衣技術(shù)才剛剛起步，還需要進(jìn)行全方位地提高，這是一個(gè)任重道遠(yuǎn)的過(guò)程?？上驳氖菄?guó)家對(duì)這個(gè)產(chǎn)業(yè)的投入不斷增加，種子企業(yè)對(duì)其的關(guān)注不斷的提高。我們相信，通過(guò)正確的引導(dǎo)，理論的完善，科研水平的不斷進(jìn)步以及整個(gè)種子領(lǐng)域?qū)|(zhì)量要求的不斷提高，在不久的將來(lái)，我們會(huì)逐漸縮短與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距，從而為種子公司帶來(lái)更大的利潤(rùn)，為農(nóng)民減少投入、增加收益。
關(guān)鍵詞：種子；裹衣技術(shù)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；發(fā)展展望
Forest Seed Coating Machine Designing
Abstract
Cloak of tree seeds is a new promising technology in seed treatment. Following specific technological process and material formula solution, it is a normalization technology of seed using appropriative corollary equipment. The material is wrapped outside the surface of the seed by adhesive as a capsid in order to normalize the seed shape and realize mechanical operation. Cloak-treating can not only change the seed shape, but also improve its physical properties, such as strength. It can provide a good environment for seeds of small and irregular shape and boost their growing. At the same time, cloak-treating can reduce the cost and protect the environment, which is meaningful to guarantee food security.
This paper introduces the background, concept, meaning, aim of cloak-treating, the processing principle the design requires, the operational process and the development prospect. On this basis, key components of the designed equipment are chosen and improved, e.g. gyration kettle, powder-offer device, heating arrangement, the whole frame, etc. This paper especially introduce the structure and design emphasis of cloak-treating equipment, the research status both at home and abroad as well as the brief description of its development prospect.
According to its operational process, powder-offer device is designed to complete the whole equipment. It optimizes the powder-offer device, which is made to be more simple and convenient. Wind is blown from turning to fanning, which is more simple and strengthen the stability of wind- supply. In addition, gear position indicator is added outside the reducer and in the bearing end in order to control the gradient of cloak easier and more accurate.
Cloak-treating technology is just starting out in our country and still needs improving in all directions, for which we shoulder heavy responsibilities and have a long way to go. The good news is that China is increasing the investment in this industry and seed enterprises are paying more attention to this technology. We believe we will gradually shorten the gap with developed countries in the coming future through proper guidance, impeccable theory, progressive science technology and elevated requirements for seed quality, thus seed enterprises will gain more profits, and farmers can also cut inputs and increase revenues.
Key Words: seed, cloak-treating technology, optimized design, development prospect
目 錄
第一章 緒論 1
1.1引言 1
1.2 國(guó)內(nèi)外種子裹衣機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 2
1.2.1 國(guó)內(nèi)種子裹衣機(jī)現(xiàn)狀 3
1.2.2 國(guó)外種子裹衣機(jī)現(xiàn)狀 5
1.3 本文研究的目的及其展望 6
第二章 種子裹衣機(jī)整體設(shè)計(jì)方案確定 9
2.1 種子裹衣機(jī)的設(shè)計(jì)要求及類型 9
2.1.1 種子裹衣機(jī)的設(shè)計(jì)要求 9
2.1.2 種子裹衣機(jī)的類型及比較 9
2.1.3 種子裹衣機(jī)使用時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題 9
2.2 裹衣機(jī)整體設(shè)計(jì)方案確定 10
2.2.1 裹衣機(jī)的工作原理 10
2.2.2 裹衣機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新 10
第三章 種子裹衣機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11
3.1傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與選型 11
3.1.1電機(jī)的選型 11
3.1.2 同步帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 11
3.1.3減速器的選型 15
3.2 關(guān)鍵部位選型與設(shè)計(jì) 16
3.2.1 回轉(zhuǎn)釜裝置選型 16
3.2.2 供熱裝置設(shè)計(jì) 18
3.2.3 供粉裝置設(shè)計(jì) 20
3.3 整體機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 23
第四章 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核 29
第五章 總結(jié)和展望 31
5.1總結(jié) 31
5.2展望 31
致謝 32
參考文獻(xiàn) 33
附錄 34
南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
第一章 緒論
1.1 引言
種子是特殊的林業(yè)生產(chǎn)資料，是林業(yè)科技轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的載體，對(duì)林業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用［1］。我國(guó)從“九五”起，就將實(shí)施“種子工程”作為科教興國(guó)和實(shí)現(xiàn)跨世紀(jì)農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略來(lái)抓［2］。我國(guó)的林木種子加工處理，技術(shù)基礎(chǔ)還是相當(dāng)?shù)谋∪醯?，使其發(fā)展成為一個(gè)種子工業(yè)系統(tǒng)還需要進(jìn)行大量的科研和實(shí)踐工作。而林木種子裹衣雖然是種子加工處理的一個(gè)環(huán)節(jié)，是利用種子裹衣設(shè)備將農(nóng)藥，肥料，生長(zhǎng)劑等有效成分和一些輔助材料有序分層包敷到種子上，不僅達(dá)到保苗壯苗，調(diào)節(jié)作物生長(zhǎng)之目的［3］；也為機(jī)械化精密播種創(chuàng)造了有利條件，從而達(dá)到大量節(jié)約用種，提高產(chǎn)量，節(jié)本增效的目的［4-7］。
種子裹衣是發(fā)達(dá)國(guó)家普遍采用的種子處理技術(shù),裹衣后不但能有效地防治苗期病蟲(chóng)害,而且對(duì)環(huán)境污染的程度只相當(dāng)于根施農(nóng)藥的1/3、噴施農(nóng)藥的1/100。通過(guò)玉米、小麥、大豆、水稻種子、林木種子裹衣技術(shù)的應(yīng)用,對(duì)解決玉米的絲黑穗病、小麥的紋枯病、大豆的重迎茬等問(wèn)題有著極其明顯的效果。增產(chǎn)增效情況:通過(guò)實(shí)施此項(xiàng)技術(shù)可以綜合防治苗期病蟲(chóng)害、促進(jìn)作物苗期生長(zhǎng),達(dá)到苗齊苗壯目的,增產(chǎn)8%～10%,苗期可省工時(shí)3～5個(gè),同時(shí)可減少用藥2～3次,有利于環(huán)境保護(hù)。技術(shù)要點(diǎn):1.經(jīng)過(guò)精選加工的種子凈度達(dá)到98%以上。2.選擇適宜的種衣劑劑型,使用合格的種子裹衣機(jī)進(jìn)行種子裹衣。對(duì)于大豆種子裹衣可選用滾筒式裹衣機(jī),防止裹衣種子破碎,還可加入大豆根瘤菌劑,裹衣劑和根瘤菌劑要相互匹配,不能因種衣劑藥效抑制根瘤菌的活性,切忌人工裹衣。3.在濕度較大的情況下,裹衣后種子表面水增加1%～2%,為種子安全貯藏和裹衣種子成膜要求,裹衣后進(jìn)行烘干以降低種子表面水分。4.裹衣種子播種可采用氣吸式種子播種機(jī),以保證種衣劑藥膜不脫落,不能手工播種。播期較常規(guī)提前1～2天,苗期不再病蟲(chóng)害防治。適宜區(qū)域和范圍:玉米、小麥、大豆、棉花、水稻等作物種子裹衣。對(duì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境，確保作物產(chǎn)量，保障食品安全等均有重要意義［8］。
1995年以來(lái)，在全國(guó)農(nóng)技中心的統(tǒng)一安排組織下，針對(duì)玉米、小麥、大豆等作物在全國(guó)范圍內(nèi)進(jìn)行了大量的種子裹技術(shù)試驗(yàn)、示范工作，分別形成了包括種子加工裹衣、種子裹衣后干燥、裹衣種子包裝貯藏、裹衣種子精量播種及裹衣種子配套栽培技術(shù)等環(huán)節(jié)的成熟的綜合配套技術(shù)，并在全國(guó)范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。其中玉米裹衣配套技術(shù)獲農(nóng)牧漁業(yè)豐收一等獎(jiǎng)，小麥和大豆裹衣配套技術(shù)均獲農(nóng)牧漁業(yè)豐收二等獎(jiǎng)。種子裹衣技術(shù)被農(nóng)業(yè)部列為“九五”期間重點(diǎn)推廣的十大農(nóng)業(yè)技術(shù)之一，同時(shí)也是國(guó)家發(fā)展計(jì)劃委員會(huì)和科學(xué)技術(shù)部確定的“當(dāng)前優(yōu)先發(fā)展的高技術(shù)重點(diǎn)領(lǐng)域指南(農(nóng)業(yè))”中的重點(diǎn)推廣技術(shù)之一。
“九五”期間，在“種子工程”全面實(shí)施的帶動(dòng)下，種子裹衣技術(shù)得到了大力推廣應(yīng)用。1995年以前，我國(guó)種子裹衣技術(shù)應(yīng)用面積僅為1000多萬(wàn)畝。到2000年全國(guó)種子裹衣技術(shù)推廣面積已達(dá)4.2億畝。然而在“九五”之后，缺少了政府的直接支持和帶動(dòng)，裹衣面積有所下滑。全國(guó)農(nóng)技中心有關(guān)專家分析其主要原因是：種子法實(shí)施后，整個(gè)種業(yè)格局被打破，市場(chǎng)不穩(wěn)定，因裹衣種子不易貯藏，更不能轉(zhuǎn)商，種子企業(yè)害怕出現(xiàn)庫(kù)存裹衣種子，所以銷售裹衣種子受到一定影響；農(nóng)民買(mǎi)藥自行裹衣，技術(shù)運(yùn)用不規(guī)范，效果不明顯，甚至出現(xiàn)了藥害，影響了裹衣技術(shù)在農(nóng)民中的認(rèn)知度；從劑型的科學(xué)選用到栽培措施一系列的科學(xué)配套技術(shù)，企業(yè)和農(nóng)戶都需要一個(gè)好的途徑進(jìn)行培訓(xùn)；近年來(lái)，農(nóng)民種糧收入減少，造成農(nóng) 民不愿在生產(chǎn)上加大投入。
裹衣這項(xiàng)新技術(shù)的研究?jī)H僅是剛起步，尚需對(duì)有關(guān)的專項(xiàng)技術(shù)進(jìn)一步的探討和試驗(yàn)驗(yàn)證。因此，林木種子裹衣技術(shù)，是有開(kāi)發(fā)前景的新課題和新技術(shù)。
1.2 國(guó)內(nèi)外種子裹衣機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀
我國(guó)種子裹衣的思想和實(shí)踐早在西漢年間的《祀勝之書(shū)》就有記載。清代文獻(xiàn)中也有殺菌劑處理棉種的記錄。但我國(guó)裹衣劑及良種裹衣技術(shù)的研究和應(yīng)用起步相對(duì)較晚，1976年原輕工業(yè)部甜菜糖業(yè)研究所對(duì)甜菜種子裹衣進(jìn)行了研究。種子裹衣技術(shù)的系統(tǒng)研究是1980年首先由北京農(nóng)業(yè)大學(xué)開(kāi)始的，在李金玉教授主持下。率先在國(guó)內(nèi)開(kāi)展了裹衣劑系列產(chǎn)品配方、制造工藝及應(yīng)用效果的研究和推廣應(yīng)用工作?！熬盼濉逼陂g國(guó)家將種子裹衣技術(shù)列為重大科研攻關(guān)項(xiàng)目，農(nóng)業(yè)部把種子裹衣技術(shù)列為“九五”種子工程的主要內(nèi)容。在此期間，全國(guó)累計(jì)推廣裹衣劑面積1.2億hm2,增產(chǎn)糧食40億kg，取得了顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。目前，中國(guó)研制出固定配方的裹衣劑有40個(gè)以上，建成裹衣劑廠50家以上，種子裹衣技術(shù)己在中國(guó)大部分地區(qū)的水稻、小麥、油菜、棉花、玉米等作物上推廣應(yīng)用。據(jù)農(nóng)業(yè)部報(bào)道，但“十五”至“十一五”期間，我國(guó)裹衣劑的應(yīng)用面積呈下降趨勢(shì)，近幾年全國(guó)裹衣劑應(yīng)用面積不到150萬(wàn)hm2。
種子處理在國(guó)外也有數(shù)百年的歷史.早在19世紀(jì)60年代，美國(guó)的Blession就提出用面糊給棉花種子裹衣，目的使棉種大較化、均勻化，便于播種，此后對(duì)裹衣劑的研究進(jìn)展緩慢。直到1926年美國(guó)的Thornton和Ganulee首先提出種子裹衣問(wèn)題；20世紀(jì)30年代，英國(guó)的Germains種子公司在禾谷類作物上首次成功地研制出用做種子裹衣的裹衣劑。從此種子裹衣進(jìn)人了迅猛發(fā)展期。1941年美國(guó)緬因州種子科技人員為了便于小較蔬菜和花卉種子的機(jī)械播種，就采用了種子裹衣丸化技術(shù).到20世紀(jì)中葉國(guó)外種子處理技術(shù)迅猛發(fā)展，隨著世界農(nóng)藥工業(yè)的蓬勃發(fā)展，大批殺蟲(chóng)劑和殺菌劑問(wèn)世，裹衣劑開(kāi)始大批橄生產(chǎn)并商業(yè)化，在萵苣和洋蔥等蔬菜、花卉種子上有了廣泛的應(yīng)用。1950年BurgesserF.W.提出薄膜裹衣技術(shù)。1962年美國(guó)首先使用泥漿配上藥物進(jìn)行簡(jiǎn)單的種子裹衣。20世紀(jì)80年代初期前蘇聯(lián)研制出由高分子集合物鉆著劑、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和三畦酚銅復(fù)配而成的裹衣劑，使種子裹衣技術(shù)產(chǎn)生一個(gè)飛躍。目前，世界上農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的種子裹衣技術(shù)普及程度都很高。裹衣種子從一開(kāi)始的棉花發(fā)展到大豆、花生、玉米、水稻、麥類、谷子、蔬菜、花卉等，裹衣目的也由開(kāi)始的規(guī)范播種發(fā)展到防病治蟲(chóng)、提高抗逆性、促進(jìn)作物生長(zhǎng)等，成為一項(xiàng)科技含盤(pán)高、經(jīng)濟(jì)效益顯著、可帶動(dòng)整個(gè)種子產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的綜合性高新技術(shù)，得到發(fā)達(dá)國(guó)家的重視，快速的推動(dòng)著世界種業(yè)的發(fā)展。
1.2.1 國(guó)內(nèi)種子裹衣機(jī)現(xiàn)狀
我國(guó)種子裹衣加工技術(shù)菜剛剛起步，目前自主開(kāi)發(fā)的種子裹衣加工設(shè)備較少，生產(chǎn)上應(yīng)用的裹衣設(shè)備主要以進(jìn)口德國(guó)和美國(guó)產(chǎn)品為主，不僅一次性投入成本高，且存在設(shè)備配件跟換難、配套服務(wù)跟不上等問(wèn)題［9］。
近幾年，國(guó)內(nèi)一些生產(chǎn)企業(yè)加大了投資力度，且取得了較大的進(jìn)展。如寶雞制藥機(jī)械廠生產(chǎn)的BY1000型裹衣機(jī)，期不銹鋼鍋體直徑為1000mm,轉(zhuǎn)速為28r/min,鍋體傾角15°~45°可調(diào)，以適應(yīng)不同類型林木種子，生產(chǎn)率隨林木種子的不同而不同，一般為23~30kg/h,主電機(jī)功率1.1kw，轉(zhuǎn)速910r/min。
圖1 BY1000型種子裹衣機(jī)
山東淄博博山萬(wàn)通機(jī)械廠生產(chǎn)的JWT07-120A型多功能種子裹衣機(jī)。該機(jī)使用220V電源，功率為900W，轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速10~1390轉(zhuǎn)/分鐘，裹衣數(shù)量：60kg/h，外形尺寸50*50*100（長(zhǎng)*寬*高），整機(jī)重量62kg。
圖2 JWT07-120A型多功能種子裹衣機(jī)
青州市益康醫(yī)藥機(jī)械有限公司生產(chǎn)的YKY300多功能裹衣機(jī)。該機(jī)使用220V電源，主電機(jī)功率為370W，電熱絲功率500W，裹衣裹速46r/min，生產(chǎn)能力2kg/次，外形尺寸48.5*58.5*76.5（長(zhǎng)*寬*高），整機(jī)重量70kg。
本機(jī)用于醫(yī)藥、食品、農(nóng)藥等行業(yè)丸劑、芯片及種子包衣和滾制藥丸、食品，它具有結(jié)構(gòu)合理，操作方便，滾制效果佳等優(yōu)點(diǎn)。
圖3 YKY300型多功能種子裹衣機(jī)
滎陽(yáng)市鑫星機(jī)械廠生產(chǎn)的臥室手搖裹衣機(jī)。容量5-20kg/桶，桶直徑40cm，桶長(zhǎng)100cm，外形尺寸100*50*130（長(zhǎng)*寬*高）。
圖4臥室手搖種子裹衣機(jī)
南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所研發(fā)了5BY- 5 型種子裹衣設(shè)備以及南京林業(yè)大學(xué)研發(fā)的種子裹衣項(xiàng)目所涉及的種子裹衣設(shè)備等［10-12］。以 PLC 為控制核心，液晶觸摸屏為人機(jī)交流窗口，采用 Pro Tool/Pro CS 編制人機(jī)交流軟件，種子供給裝置由喂料器、減速機(jī)、變頻器、料位傳感器等組成，控制加工時(shí)的連續(xù)精確喂料，并監(jiān)測(cè)暫存?zhèn)}物料狀態(tài)。種衣劑供給由變頻器控制計(jì)量泵從貯藥桶精確取液，由液體檢測(cè)器監(jiān)測(cè)工作中藥液的有無(wú)。設(shè)備還具有種子和種衣劑混配系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)清淤機(jī)構(gòu)和攪拌推送系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了對(duì)種子與藥劑的同步供給和精確控制、各部分有序組合與協(xié)調(diào)作業(yè)、作業(yè)質(zhì)量及安全的保護(hù)、參數(shù)的優(yōu)化匹配與在線修改等功能。但國(guó)產(chǎn)化的種子裹衣加工設(shè)備離實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用還有一定的距離［13，14］。
1.2.2 國(guó)外種子裹衣機(jī)現(xiàn)狀
20世紀(jì)40年代，種子裹衣加工技術(shù)首次在美國(guó)采用，約20年后傳入歐洲、日本，到了20世紀(jì)80年代末在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家已普遍應(yīng)用［15］。如今發(fā)達(dá)國(guó)家各種類型的種子裹衣技術(shù)與工藝整體進(jìn)步，且較多地使用了傳感器和PLC控制器，實(shí)現(xiàn)了藥種比的精確配比及自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，其種子裹衣加工技術(shù)設(shè)備已相當(dāng)成熟［16-21］。如德國(guó)佩特庫(kù)斯公司最近幾年新研櫥成功的新型CT2-10型種子裹衣機(jī)和CT5—25型種子裹衣機(jī)。結(jié)構(gòu)組成它主要由種料展料裝置、藥藏桶和計(jì)量泵的供藥系統(tǒng)、攪拌裝置、清理機(jī)構(gòu)、控制箱及機(jī)架傳動(dòng)等組成。CT2-10加型的處理量為2000～10000 kg／h。
圖5 CT2—10型種子裹衣機(jī)
美國(guó)拜耳BAYER GUSTAFSON BLT型批處理實(shí)驗(yàn)室種子裹衣機(jī)。其轉(zhuǎn)鼓直徑為152mm，深152mm，外形尺寸63.5*63.5*63.5（長(zhǎng)*寬*高），運(yùn)輸重量17kg，樣品量從113克到2.2公斤。
圖6美國(guó)拜耳BAYER GUSTAFSON BLT型種子裹衣機(jī)
德國(guó)Diosna生產(chǎn)的VCC5種子裹衣機(jī)。每批產(chǎn)量5.0公斤，采用離心技術(shù)控制產(chǎn)品的移動(dòng)，?中心安裝用于包衣材料霧化的噴嘴，設(shè)計(jì)巧妙，體積小，操作簡(jiǎn)單，節(jié)省50％的時(shí)間。
圖7 VCC5型種子裹衣機(jī)
西方發(fā)達(dá)國(guó)家的種子加工設(shè)備的發(fā)展已有近百年的歷史，設(shè)備規(guī)格系列化，品種齊全，設(shè)備性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)合理，工作可靠，設(shè)備生產(chǎn)專業(yè)化，制造工藝先進(jìn)，設(shè)備耗能少，適應(yīng)性強(qiáng)，種子加工成套設(shè)備的機(jī)械化、自動(dòng)化程度高，設(shè)備的加工能力向大型化、超大型化發(fā)展，能很好地滿足種子加工業(yè)的發(fā)展需要。
1.3 本文研究的目的及其展望
種子是特殊的林業(yè)生產(chǎn)資料，是林業(yè)科技轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的載體，對(duì)林業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。我國(guó)從“九五”起，就將實(shí)施“種子工程”作為科教興國(guó)和實(shí)現(xiàn)跨世紀(jì)農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略來(lái)抓。我國(guó)的林木種子加工處理，技術(shù)基礎(chǔ)還是相當(dāng)?shù)谋∪醯?，使其發(fā)展成為一個(gè)種子工業(yè)系統(tǒng)還需要進(jìn)行大量的科研和實(shí)踐工作。而林木種子裹衣雖然是種子加工處理的一個(gè)環(huán)節(jié)，是利用種子裹衣設(shè)備將農(nóng)藥，肥料，生長(zhǎng)劑等有效成分和一些輔助材料有序分層包敷到種子上，不僅達(dá)到保苗壯苗，調(diào)節(jié)作物生長(zhǎng)之目的；也為機(jī)械化精密播種創(chuàng)造了有利條件，從而達(dá)到大量節(jié)約用種，提高產(chǎn)量，節(jié)本增效的目的。
國(guó)內(nèi)在種子裹衣加工技術(shù)及設(shè)備方面雖然取得了一定成果，但離真正商品化應(yīng)用還有一定距離，無(wú)論是加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)性能還是加工工藝方面均須開(kāi)展深入研究與進(jìn)一步優(yōu)化提升。主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題:
(1)我國(guó)裹衣加工技術(shù)設(shè)備尚未成型，裹衣加工工藝落后，種子成丸效果差，單籽率、有籽率、裂解度等還有待提高。大型、中型裹衣設(shè)備昂貴，需要投入較大，加工種子價(jià)洛高，種子裹衣加工還未能形成規(guī)模生產(chǎn)。
(2)我國(guó)種子裹衣所用固(液)體物料大多數(shù)是廣譜、通用型材料，缺乏針對(duì)性，致使種子裹衣實(shí)際應(yīng)用效果不顯著。目前還缺乏既不污染環(huán)境，黏合性、耐壓性和裂解性好，又對(duì)種子無(wú)不良影晌的先進(jìn)查用的國(guó)產(chǎn)化種子裹衣加工用輔料。
(3)裹衣種子所使用的殺蟲(chóng)劑、殺菌劑種類單一，毒害大，生物制劑效果差。對(duì)種子發(fā)芽率有一定影響，且有可能對(duì)環(huán)境造成污染以及危害人畜的安全。而國(guó)外的技術(shù)較成熟，所用藥劑毒害小，防治病蟲(chóng)害效果明顯。
(4)裹衣種子發(fā)芽率不穩(wěn)定，在不適宜的條件下發(fā)芽率會(huì)明顯降低。而國(guó)外可根據(jù)不同氣候特點(diǎn)開(kāi)發(fā)出不同適應(yīng)性的裹衣種子，能長(zhǎng)期保持播后有效裂解性、緩釋性和高發(fā)芽率。
(5)管理混亂，國(guó)內(nèi)尚無(wú)統(tǒng)一質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)不規(guī)范，檢驗(yàn)無(wú)依據(jù)、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。
隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，特別是機(jī)械化播種與精密播種技術(shù)的不斷發(fā)展，加快國(guó)內(nèi)種子裹衣加工技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用步伐已勢(shì)在必行。
(1)充分利用已有研發(fā)基礎(chǔ)，借鑒與自主創(chuàng)新并舉，裝備研發(fā)與工藝研究有機(jī)結(jié)合，重點(diǎn)圍繞提高作業(yè)效率、自動(dòng)化成度和成品質(zhì)量等，加快研發(fā)經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、高效的裹衣加工設(shè)備步伐。
(2)加強(qiáng)裹衣粉料、黏合劑、輔助材料等材料性能的深入研究，尋找更好的崩解劑、黏合劑、固體輔料，以達(dá)到不使用膠懸液的目的，降低裹衣對(duì)種子活力的影晌。
(3)研究種子萌發(fā)與裹衣加工融合處理技術(shù)，通過(guò)預(yù)發(fā)芽處理，提高出苗整齊度與幼苗長(zhǎng)勢(shì)，提升裹衣加工種子質(zhì)量；將無(wú)公害的綠色裹衣輔料配方研發(fā)作為重點(diǎn)，加大生物制劑的應(yīng)用效果，提高裹衣種子的活性組分含量.
(4)研究適宜不同區(qū)域，能實(shí)現(xiàn)防病、治蟲(chóng)、除草干一體的綜合型裹衣種子和特異型裹衣種子(如能抗寒、供氧的裹衣種子等)加工工藝，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)品種一種加工工藝井積極擴(kuò)大應(yīng)用種類；在適宜機(jī)械化精量播種的典型地區(qū)，建立過(guò)衣加工示范基地，對(duì)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有裹衣種子加工技術(shù)與裝備進(jìn)行示范生產(chǎn)、提升完善、推廣應(yīng)用。
(5)針對(duì)國(guó)內(nèi)種子管理體系不健全，裹衣加工生產(chǎn)不規(guī)范，檢驗(yàn)無(wú)依據(jù)，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、質(zhì)量差等現(xiàn)象，加大投入，完善和提高國(guó)內(nèi)種子裹衣管理機(jī)制，制定種子裹衣加工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范，提高裹衣產(chǎn)品的質(zhì)量。
第二章 種子裹衣機(jī)整體設(shè)計(jì)方案確定
2.1 種子裹衣機(jī)的設(shè)計(jì)要求及類型
2.1.1 種子裹衣機(jī)的設(shè)計(jì)要求
（1）裹衣用種子必須是經(jīng)過(guò)精選合格和具有發(fā)芽能力的單粒種子。
（2）裹衣所用的物料，應(yīng)具有要求的粒度。
（3）根據(jù)不同林木種子和不同目的的裹衣要求，應(yīng)當(dāng)選擇合理的物料配方和制定正確的工藝方案。
（4）種子裹衣的衣殼應(yīng)有較好的的崩解性和足夠的強(qiáng)度。
（5）所用的物料成分和專用設(shè)備，不得影響和損壞種子的生命力。
2.1.2 種子裹衣機(jī)的類型及比較
裹衣機(jī)的種類有很多種。按裹衣原理可分為流動(dòng)法裹衣機(jī)和轉(zhuǎn)動(dòng)法裹衣機(jī)。按種子裹衣機(jī)理可分為氣—固流動(dòng)裹衣機(jī)和攪拌法裹衣機(jī)。常用的轉(zhuǎn)動(dòng)法有3種形式：傾斜鍋式裹衣機(jī)、水平滾筒式裹衣設(shè)備和垂直直盤(pán)式裹衣設(shè)備。
流動(dòng)法裹衣: 利用種子的空氣動(dòng)力學(xué)特性, 使種子在氣流中呈飄浮狀態(tài), 在高速氣流的作用下種子邊流動(dòng)邊翻滾, 與此同時(shí)將物料和粘合劑施加在種子流上, 種子表面因飄浮翻滾粘結(jié)上物料而形成一定厚度的衣殼。
轉(zhuǎn)動(dòng)法裹衣: 利用種子的表面特征與旋轉(zhuǎn)鍋體內(nèi)表面間的附著性能, 帶動(dòng)種子作有規(guī)律的滑落瀉落、 拋落和離心運(yùn)動(dòng), 同時(shí)加入粉狀物料和粘合劑,逐漸在種子表面形成衣殼。
裹衣的方法不同, 設(shè)備配置系統(tǒng)也有較大的差異。據(jù)對(duì)林木種子裹衣的基性研究和試驗(yàn)驗(yàn)證,轉(zhuǎn)動(dòng)法裹衣以其結(jié)構(gòu)組成簡(jiǎn)單、 緊湊、 價(jià)格合理、 操作方便、 噪聲低、 衣殼強(qiáng)度大等特點(diǎn), 在種子裹衣播種上得到成功應(yīng)用。
2.1.3 種子裹衣機(jī)使用時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題
1 減速箱內(nèi)潤(rùn)滑油和滾動(dòng)軸承內(nèi)腔潤(rùn)滑脂應(yīng)定期更換。
2 裹衣鍋如長(zhǎng)期不用應(yīng)擦洗干凈，并在其表面涂油以防鍋體銅材氧化或受潮后產(chǎn)生有毒性的銅化合物。
3 運(yùn)行中箱體的溫升不得超過(guò)50℃。
4 機(jī)器必須可靠接地。
5 不得隨意拆除電器及皮帶防護(hù)罩。
6 每次加入液體或撤粉均應(yīng)使其分布均勻；每次加入液體并分布均勻后，應(yīng)充分干燥后才能再一次加溶液，溶液粘度不宜太大，否則不易分布均勻等。
7 機(jī)器在出料后，如不再進(jìn)行裹衣，應(yīng)對(duì)機(jī)械及管路內(nèi)進(jìn)行清洗。
8 機(jī)器在操作中，嚴(yán)禁用手或其它東西堵住鼓風(fēng)口和噴槍，以免損壞鼓風(fēng)機(jī)和噴槍。
9 裹衣后的成品必須用低溫干燥（最好是風(fēng)干），且不斷翻動(dòng)；切忌曝曬和高溫烘，否則易使丸劑泛油變色。
10噴槍系統(tǒng)不用時(shí)應(yīng)將各部件拆除下來(lái)，進(jìn)行保存，噴槍與其它部件應(yīng)分開(kāi)保存，保存前先在液杯中加入開(kāi)水，打開(kāi)閥門(mén)，對(duì)噴槍內(nèi)部進(jìn)行清洗。
2.2 裹衣機(jī)整體設(shè)計(jì)方案確定
2.2.1 裹衣機(jī)的工作原理
精選分級(jí)后的種子經(jīng)過(guò)特殊的工藝得到整形，從而改變了種子外表的物理機(jī)械特性，使小粒種子大粒化，不規(guī)則種子成形化，提高了種子的播種品質(zhì)，為種子的萌發(fā)以及增產(chǎn)創(chuàng)造了極為有利的條件［22,23］。
常見(jiàn)的種子裹衣加工主要有兩種基本方法即旋轉(zhuǎn)法和漂浮法：旋轉(zhuǎn)法又稱滾動(dòng)造粒法，其加工原理是利用種子表面特征與旋轉(zhuǎn)釜體內(nèi)表面間的附著性能，種子隨釜身旋轉(zhuǎn)而不斷滾滾動(dòng)，同時(shí)逐漸按序定量交替加入粉料和膠懸液，在種子表面形成衣殼；漂浮法又稱流動(dòng)造粒法，其加工原理是利用風(fēng)力使種子在釜流動(dòng)邊翻滾，呈懸浮狀，同時(shí)向種子流按序交替定量逐漸施加物料和膠懸液，使種子表面漂浮翻滾粘結(jié)上物料而形成一定厚度的衣殼。
2.2.2 裹衣機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新
目前我國(guó)在種子裹衣機(jī)的研究?jī)H僅剛剛起步，還存在多籽率高、批次生產(chǎn)能力低、滴漏嚴(yán)重、噴霧不勻、粉架和給粉不均、粘鍋、溫度控制不好等問(wèn)題。所以我們現(xiàn)在要做的主要就是在原有的基礎(chǔ)上創(chuàng)新改善。
（1）本次課題研究的就是種子裹衣機(jī)，對(duì)于此次設(shè)計(jì)的裹衣機(jī)的結(jié)構(gòu)和部方案 的選擇在上面已經(jīng)給出了陳述。接下來(lái)要做的就是在借鑒以及測(cè)繪的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出種子裹衣機(jī)。
（2）基于對(duì)種子裹衣機(jī)的要求，這次課題的創(chuàng)新可以在減輕機(jī)具的振動(dòng)或在機(jī)
具質(zhì)量上有所減輕，使得機(jī)具攜帶更方便，對(duì)操作者的傷害減少。改善其加溫系統(tǒng)，使其種子強(qiáng)度增加。
第三章 種子裹衣機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與選型
3.1.1電機(jī)的選型
經(jīng)過(guò)研究分析，本設(shè)計(jì)選用JY7132型單相異步電動(dòng)機(jī)，其功率為550W，電壓為220V，轉(zhuǎn)速為2800。
圖8 JY7132型單相異步電動(dòng)機(jī)。
圖9 電動(dòng)機(jī)CAD圖
3.1.2 同步帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)
1.確定計(jì)算功率Pca
由表8-7查得工作情況系數(shù)KA=1.1，故Pca=KAP=1.1×0.5kW=0.55kW
2.選擇V帶的帶型
根據(jù)Pca、n1由圖8-10選用Z型。
3.確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd并驗(yàn)算帶速v。
1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1。由表8-6和表8-8，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1=80mm。
2）驗(yàn)算帶速v。按式（8-13）驗(yàn)算帶的速度
v= ==11.72
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