畢業設計刀片式秸稈粉碎還田機設計說明書畢業論文(已修改)

　

【正文】 畢業設計（論文）刀片式秸稈粉碎還田機設計說明書1 引言農業可持續發展是當今世界農業發展的重大課題。隨著農村經濟的發展，國家政策的積極引導，農民科學意識的提高，秸稈粉碎還田機械已被國家乃至世界重視起來了。因為秸稈粉碎還田可以減少污染、改良土壤、增加地力，秸稈粉碎還田機的運用可以節省人力。 秸稈粉碎機的國內外現狀 秸稈粉碎機的國外應用現狀國外玉米秸稈粉碎還田機的研究與生產技術已經成熟，目前美國、德國、烏克蘭、俄羅斯等西方國家，玉米的秸稈粉碎已基本實現了全部機械化作業。由于其種植方式多為一年一季種植，收獲時玉米莖稈的含水率很低，大多數國家玉米秸稈粉碎還田機通過調節脫粒滾筒的轉速和脫粒間隙進行玉米的秸稈粉碎還田。 烏克蘭赫爾松康拜因聯合收獲機制造公司的KCKY6型玉米秸稈粉碎還田機，可以進行摘穗—果穗剝皮—青貯聯合作業，適合我國大部分地區的農藝要求。但由于機型龐大，對我國農村廣大地區的田間道路情況適應性差。價格昂貴，另外，意大利OMARV公司也開發出了各種不同的秸稈粉碎還田的機具，其價格也非常昂貴與我國經濟的發展水平不符。 秸稈粉碎機的國內應用現狀從90年代開始，在引進國外技術和國內外農業科研成果的基礎上，全國的各大中專院校和各省的農機研究所，先后研究開發了機械化秸稈粉碎還田技術。型號多達60多種，申報的有關專利有60多項。但是，構造和工作原理大致相同。按照配套動力大小可分為與小四輪拖拉機配套的小型秸稈還田機，還有與30馬力、50馬力、65馬力配套使用的大中型秸稈還田機，其中與50馬力拖拉機配套應用最為普遍。按照性能來分，旱地還田機有玉米秸稈還田機、反轉旋耕滅茬機、根茬粉碎還田機。水田秸稈還田機械主要有水田埋草以及驅動圓盤犁、機耕船、水田犁等。玉米秸稈粉碎還田機有多種，按照生產廠家來看，主要有4JH系列、4F系列、4JQ系列、4Q系列、9Q—2型等，產品己成系列，～，是秸稈還田的主要機械。近幾年這類秸稈粉碎還田機具質量有明顯的提高，大多數機械運轉平穩、性能可靠，粉碎效果好，生產效率高。玉米秸稈粉碎還田機的品種也有可很大發展，如附帶破茬功能的秸稈切碎滅茬機，增加了旋耕裝置，在粉碎秸稈的同時，可將地表以下5厘米內的根茬切碎，土壤旋松。還有與小四輪拖拉機配套的小型懸掛式雙立軸多刀組結構的秸稈切碎還田機。根茬粉碎還田機，這類機具滅茬旋耕深度可達10厘米，可將根茬粉碎后直接均勻地混合于地表10厘米的耕層中，作業質量可達到播前除茬整地的要求。還有配套小麥聯合收割機的秸稈根茬粉碎機，在安裝割臺的位置安裝上秸稈根茬粉碎機，實現了一機多用。另外秸稈粉碎質量好壞與主機和還田機的選型與匹配關系極大?！按篑R拉小車”浪費功率，“小馬拉大車”必然粉碎效果差。因此，拖拉機的牽引力要大于還田機的工作阻力，并留有一定的儲備。就石家莊地區講，拖拉機選型以鐵牛5鐵牛60、天津60、清江650、上海50、上海650為主，配帶石家莊農機廠生產的4Q—。從目前看，刀片式還田機對秸稈的打擊效果好、成本低，深受農戶歡迎。其主要機型有：（1）6FH—60型/90型秸稈粉碎還田機，由長治市農機研究所設計，—，采用前懸掛方式與拖拉機聯接。（2）4JFH—240型秸稈粉碎還田機，山東省荷澤市牡丹區農機推廣站聯合鄉鎮農機站研制開發解決了目前玉米秸稈還田機只粉碎秸稈不滅根茬的難題。（3）4JFH—248型秸稈粉碎還田機，結構緊湊，操作靈活，性能較穩定，工作可靠。（4）4JM160型秸稈粉碎還田機，由上海市農業機械研究所設計，上海市拖拉機內燃機公司制造，是拉力動力輸出軸驅動的復式作業機具。（5）IBM160型秸稈粉碎還田機，由江蘇省農機推廣站與鹽城市農機研究推廣站中心和鹽城恒昌集團聯合研制，與50型四輪拖拉機配套使用。（6）富路牌4YF—160型玉米秸稈粉碎還田機，采用前置式掛接機構與動力配套，有效解決了其他后置機型因秸稈被拖拉機碾壓后不便粉碎還田的問題。（7）1JHYZ型秸稈粉碎還田機，山東濰坊市天宇機械有限公司研制開發。（8）1JH—150型秸稈粉碎還田機，是河北華勒機械股份有限公司吸收國內外先進技術研制而成的新型農機產品。雖然，近十幾年間，實現玉米秸稈還田機械化的呼聲高漲，政府、科研單位和企業對秸稈還田機械化市場看好，但推廣效果不大。究其原因有政策方面、種植模式等多方面的因素。但機具的適應性差也是主要原因之一。開發適合中國國情的玉米秸稈還田機機型成為國內玉米收獲機械研究的一個新重點。 本機的特點及要求 我國玉米秸稈還田機械的技術特點與歐美等發達國家相比，我國的玉米種植有以下幾個特點：種植地塊小，玉米種植行距不統一，玉米收獲期莖稈含水率較高。因此我國玉米收獲機械的設計要求與歐美等發達國家不同。應達到以下幾點： (1)、設計的秸稈還田機在作業、運輸、卸糧過程中應十分靈活，適合小地塊田間使用。 (2)、針對當前農民文化素質不高的特點，開發的秸稈還田機應盡量操作簡便、維修方便。 (3)、設計的秸稈還田機應可進行不對行切割。否則既影響切割質量又降低生產效率。影響了農民購買秸稈還田機的積極性。 (4)、機組要有較好的強度和剛度，能適應惡劣的田間道路。 (5)、機組有較高的使用可靠性。 本機的特點和要求我們本次設計的是JH型刀片式秸稈粉碎還田機，本機的特點和要求有以下幾點：1)工作幅度寬以往我國的秸稈粉碎還田機主要是配套小四輪拖拉機的，但是，現在這種局面正在改變。與大中型拖拉機配套的秸稈粉碎還田機數量增長較快，大中機型成為主要的發展方向。因而我這次設計的工作幅寬為1500cm。這樣符合拖拉機向大中機發展的趨勢，且主要原因是效率較高。2)需求的功率大 由于本機的工作幅度較寬，故其需求的拖拉機的功率也較大，本機選用的配套拖拉機型號是鐵牛60型。3)切削方式為刀片式切削方式通常用的有刀片式和錘爪式兩種。錘爪式切削需要的功率大，相對成本上要浪費些，因此本次設計采用刀片式切削，刀片式切削制作簡單，工作時消耗功率低。4)布刀方式秸稈還田機的刀片排列方式有，單螺旋線，雙螺旋線，對稱排列布置，但是他們在動平衡方面的效果都不太理想。因此，我在做這次設計時，查閱了大量的資料，應用了最新的研究成果，應用“均力免振假設”對刀片排列進行了優化，使機具的振動大幅度減小。5)傳動平穩，噪音小，損失小本機的傳動方式為：將還田機輸出軸經萬向節傳遞動力給減速機；經減速機增速后傳遞給皮帶輪，經皮帶輪二次增速傳遞動力到刀滾筒，皮帶張緊采用張緊輪滾動壓緊方式進行調整。由于采用的是v帶傳動，故其傳動功率大，且傳動平穩，噪音小。另外，本機具有結構緊湊，操作簡便，機動靈活等特點。 整機結構方案的確定 設計要求本次課題要求設計一臺能滿足玉米和小麥秸稈粉碎還田用的刀片式秸稈粉碎還田機。主要技術要求：作業幅寬1500mm；刀軸轉速1800r/min；刀片數量36；留茬高度：20～80mm；配套動力50～55hp；掛接方式：全懸掛。 調查中發現的問題拖拉機動力輸出軸傳遞的動力經萬向聯軸節傳給變速箱，在至齒輪、三角帶兩級增速后帶動刀軸及彎刀一起高速旋轉，高速旋轉的彎刀沖擊力將秸稈撿起在喂入口負壓的輔助作用下，秸稈被吸入機殼并多次打擊、剪切、揉搓、撕拉，使秸稈達到粉碎要求，最后被氣流拋送出機殼外面，均勻的落到地面并經壓輥壓平，適用于北方旱作農業區。通過實際調查，發現秸稈粉碎還田機有以下幾個問題：一是秸稈粉碎還田量過大而造成部分秸稈不能有效掩埋；二是秸稈粉碎還田機只能粉碎地表秸稈，而不能破除地表以下根茬影響播種。三是許多秸稈粉碎還田機產品質量不過關，材質強度不夠，加工精度較差，作業中故障較多，給推廣工作帶來困難。本次課題在完成設計任務的同時，要著力對以上問題進行研究分析，制定出改進方案，努力設計出一種性能優越的秸稈粉碎還田機。刀片式秸稈粉碎還田機的結構及特點：主要結構有機架，動力傳遞機構，包括三角帶傳動及傳動錐齒輪箱；秸稈粉碎機構，包括旋轉刀架組成，固定刀具；懸掛，升降機構，地輪，三角帶張緊裝置等。結構特點是動、定刀均采取立式結構，整機安裝在拖拉機后方，屬后置式。可將直立的玉米秸稈直接粉碎，而不必像其他機型需先將秸稈壓倒再粉碎，可減少工作阻力，提高作業效率；刀片是焊接在刀軸上的刀柄上；刀片在刀軸上采用優化排列，動、定刀片相互錯開，提高了秸稈粉碎效果。刀片式秸稈粉碎還田機的刀片采用特殊材料制成，堅硬耐磨，具有良好的粉碎功能。粉碎合格率達90％以上，留茬高度在50毫米以下。該機與50型，55型，60型輪式拖拉機配套，運輸方便，地頭轉彎靈活，對生長在田間或鋪放于地面的玉米，高粱等作物秸稈，麥稻類軟稈及雜草有良好的粉碎效果。 工作原理操縱拖拉機升降手柄使還田機降至工作位置，發動機皮帶輪通過三角帶帶動齒輪箱上皮帶輪，通過錐齒輪傳動，減速增扭，改變動力傳遞方向，帶動動力軸旋轉，動刀片和定刀片相配合，將進入機器內的玉米秸稈剪切、沖擊、撕裂成20—40毫米左右的碎秸稈，碎秸稈在離心力及重力作用下被拋出機外，均勻灑布田間，為耕整地作業創造條件。 秸稈粉碎還田機的系統方案設計與其他農業機械產品相同，秸稈粉碎還田機具有工作條件惡劣多變，使用分散，保管條件差，工作部件易磨損等特點。因此要求秸稈粉碎還田機做到堅固耐用，安全可靠，使用維護方便。在滿足農業技術要求的前提下，盡可能提高產品和零部件的標準化、系列化和通用化程度。(1).農業機械的一般設計要求：① 各工作部件行進方向工作阻力與各輪子滾動阻力的總和應不大于拖拉機的額定牽引力，并有一定的功率儲備。工作部件由地輪驅動時，還要考慮因傳動效率而引起的阻力增加。② 工作部件的提升方式有液壓式和機械式兩種。在與備有液壓系統的拖拉機配套時可采用③ 液壓提升，并應該校核在工作狀態下提升工作部件的能力；采用機械提升時，地輪應有足夠的驅動力矩。④ 根據不同要求，考慮其工作幅度與拖拉機輪距的配套適應性及二者的相對位置；考慮工作狀態下牽引得直線性。⑤ 考慮機具在拖拉機上懸掛的位置與拖拉機前后輪的載荷分布，機組的縱向、橫向穩定性和操縱性，裝卸是否方便。合理選擇機具在拖拉機上的懸掛方式，