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畢業(yè)設(shè)計開題報告
1.本課題的來源及研究目的和意義:
我國地域廣袤,而且作為農(nóng)業(yè)大國,有著先天獨厚的發(fā)展畜牧業(yè)的條件。我國草原遼闊,類型繁多,資源豐富,是巨大的天然寶藏。由于我國的飼草壓捆技術(shù)設(shè)備與發(fā)達(dá)國家相比有很大差距,而且多為仿造產(chǎn)品,主要工作部件結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇不當(dāng),生產(chǎn)規(guī)模較少,設(shè)備質(zhì)量欠佳,遠(yuǎn)不能滿足日益擴大的國內(nèi)草產(chǎn)品生產(chǎn)加工設(shè)備市場的需要。提高國產(chǎn)壓捆機的質(zhì)量,無疑會對畜牧業(yè)發(fā)展起到革命性作用。雖然市場上國外產(chǎn)品質(zhì)量較好,但價格太高(例如黑龍江大慶農(nóng)場進(jìn)口的NewHolland公司生產(chǎn)的一款高密度壓捆機造價30萬美元),不適合國內(nèi)的消費水平,所以開發(fā)性能良好、自動化程度高而且價格適中的國產(chǎn)壓捆機將是我國飼草商品化生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備之一,對促進(jìn)飼草產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程會起到舉足輕重的作用。
2.本課題所涉及的問題在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀以及分析:
國外壓捆機的發(fā)展概況
1870年美國人迪得里克(DederiC)研制出人類歷史上的第一臺機械式固定牧草壓捆機,被改進(jìn)完善后,在歐美一些國家得到廣泛應(yīng)用。20世紀(jì)30年代初,小方捆壓捆機問世,50年代生產(chǎn)進(jìn)入高峰,保有量趨于飽和,當(dāng)時美國擁有撿拾壓捆機約70萬臺,90%以上的牧草采用撿拾壓捆工藝。60年代中期,圓草捆卷捆機誕生,70年代迅速發(fā)展,80年代方、圓捆機并行發(fā)展。近年來,歐美等發(fā)達(dá)國家的壓捆設(shè)備更成熟,結(jié)構(gòu)參數(shù)更合理,可靠性、生產(chǎn)率提高很快。國際著名的農(nóng)機生產(chǎn)商如美國紐荷蘭(NewHolland)、約翰迪爾(JohnDeere)、凱斯公司,英國福格森公司,韓國成元公司,意大利GALLIGNANI公司,德國威格公司和前進(jìn)公司的壓捆機都己系列生產(chǎn),這些設(shè)備無論在機械結(jié)構(gòu)、動力配套、液壓系統(tǒng)還是控制系統(tǒng)設(shè)計方面都處理得很成功,一些新的設(shè)計理論、最新科研成果的應(yīng)用在這些機械上都有體現(xiàn),例如在控制系統(tǒng)方面,單片機、可編程控制器(PLC)、工業(yè)控制機控制(工PC)等的自動控制手段都得到應(yīng)用。在一些發(fā)達(dá)國家,如美國等,牧草收獲己全部實行機械化,牧草已成為國民經(jīng)濟一大產(chǎn)業(yè)。[5][11]
國內(nèi)的研究狀況
國內(nèi)壓捆機方面的研究報道不多,只有壓捆機生產(chǎn)或改進(jìn)方面的報道,但企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量低、可靠性差。我國50年代末開始生產(chǎn)畜力固定式捆草機,60年代初,在引進(jìn)、試驗國外小方草捆揀拾壓捆機基礎(chǔ)上,開展了小方草捆無繩壓捆機的研究。70年代中期引進(jìn)、仿造了國外的方捆機并批量生產(chǎn),70年代末開始仿制圓捆機。近幾年,隨著市場對高密度草捆和農(nóng)作物秸稈捆需求量的增加,國內(nèi)的一些科研院所和高校開始研制高密度的牧草和秸稈壓捆機,主要型式可分為機械式和液壓式[12]。
3.對課題所涉及的任務(wù)要求和實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性的思路:
3.1任務(wù)要求:
本次設(shè)計以牧草打捆機為研究對象,從整合知識結(jié)構(gòu)的角度出發(fā),利用已學(xué)過的知識,進(jìn)行分析計算,實現(xiàn)拾禾和壓捆在同一個機器上同時完成,提高工作效率。然后運用CAD軟件繪制零件圖和裝配圖。
主要設(shè)計內(nèi)容包括:
1.根據(jù)要求,詳細(xì)了解的壓捆機的壓縮原理及構(gòu)造;
2.深入了解牧草壓捆機的各個部件工作過程;
3.壓捆機的喂入機構(gòu)機構(gòu);
4.撿拾器的工作原理
5.完成參數(shù)的確定和圖紙的繪制(拆分非標(biāo)準(zhǔn)零件,繪制零件圖);
6.繪制總體裝配圖;
3.2分析:
縱觀國內(nèi)外大中型企業(yè)及飼草收獲工藝的需要及研究,飼草壓捆機將向以下方向發(fā)展:
1.產(chǎn)品多樣化、系列化,以滿足不同用戶的需求。
2.采用新技術(shù)、新工藝,改進(jìn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu),提高產(chǎn)品的使用性能和經(jīng)濟效率。電子計算機、液壓技術(shù)等的應(yīng)用將使機具的性能更先進(jìn),操作更方便舒適。
3.?dāng)U大適用范圍,提高機具的利用率,將捆草范圍從干草擴大到青飼料或農(nóng)作物秸稈。
4.增加草捆密度,降低功率消耗,提高壓捆機經(jīng)濟效益。
5.運用現(xiàn)有的飼草壓縮理論設(shè)計主要結(jié)構(gòu)工作部件,以提高壓縮密度和減少功率消耗,使壓捆機效率更高,可靠性更大,性能更優(yōu)。
國內(nèi)存在的問題:
由于國內(nèi)壓捆機目前大多采用測繪或類比方法設(shè)計,在配套動力的確定,主要部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)、壓縮頻率和喂入量等工作參數(shù)的確定中很少有真正的理論依據(jù),因而不可避免地存在配套動力不合理,壓縮設(shè)備功率消耗大、生產(chǎn)能力低等問題,而進(jìn)口機械不僅價格昂貴,而且有些不適宜我國的國情。
4.本課題所需要重點研究的關(guān)鍵問題以及解決思路:
4.1重點研究問題:
撿拾式壓捆機的工作原理和設(shè)計,開式壓捆機和閉式壓捆機的區(qū)別,以及國外先進(jìn)牧草打捆機的工作原理以及其主要部件。
4.2解決思路:、
(1)閉式壓縮是喂入一次壓縮一次,形成一個產(chǎn)品一般壓縮一次,卸料一次,是間斷性作業(yè)。產(chǎn)品壓成后在壓捆室內(nèi)并不移動,所以只消耗一次壓縮功率,每次壓縮之間沒有關(guān)系。
(2)開式壓縮也是喂入一次壓縮一次,一般要喂入和壓縮若干次才能形成一個產(chǎn)品。在壓捆室內(nèi),壓縮一次形成一個草片;再喂入一次,再壓縮成一個草片,直到草片充滿壓捆室,然后再繼續(xù)喂入和壓縮,且每次壓縮所受的壓力不同。待若干草片的厚度達(dá)到草捆要求的長度時,進(jìn)行打捆。捆好的草捆從壓捆室出口處陸續(xù)排出。也就是說,產(chǎn)品要經(jīng)過整個壓捆室生成。因而,生產(chǎn)一個產(chǎn)品(按質(zhì)量計)所做的功要大于閉式壓縮。在壓捆室中,活塞壓縮物料的過程,可分為三個階段:第一階段,喂入1份物料,活塞從前極點向后移動,同物料接觸后,推移物料沿壓捆室移動,使其充滿壓捆室而不對物料進(jìn)行壓縮,此階段稱為充滿階段。第二階段,活塞繼續(xù)向后移動,開始壓縮物料,物料體積減少,密度增加,活塞面上的壓應(yīng)力增加,直到密度達(dá)到最大值,壓應(yīng)力也達(dá)到最大值。第三階段,活塞繼續(xù)向后移動,被壓縮物料也隨之向后移動,一直到另一個極點止。此階段,活塞上的壓應(yīng)力不再增加,物料密度也不再增加,稱之為移動階段。
4.3工作原理:
壓捆機主要有撿拾器(移動式)、輸送喂入裝置、壓捆室、草捆密度調(diào)節(jié)裝置、草捆長度控制裝置、打捆裝置、曲柄連桿機構(gòu)(方捆機械式)、傳動機構(gòu)和牽引裝置等組成。壓捆機的成捆原理主要是用各種機械機構(gòu)來模擬人工捆束的工藝過程,完成對飼草的收集、壓實和打捆動作。工作時,草條連續(xù)地進(jìn)入輸送喂入裝置,輸送喂入裝置在活塞回行時,把飼草從側(cè)面喂入到壓捆室內(nèi),在曲柄連桿機構(gòu)的作用下,活塞往復(fù)運動,把壓捆室內(nèi)的飼草壓成草捆,活塞切刀將草層切斷,使各層能很好分開,壓好的草捆,被后面陸續(xù)成捆的草捆不斷地推向壓捆室出口。
5本可以必須的工作條件以及解決計劃:
5.1工作條件:通過現(xiàn)有的國內(nèi)外先進(jìn)壓捆機的資料,以及通過網(wǎng)絡(luò)搜索先關(guān)資料。通過圖書館的現(xiàn)有書籍來研究壓捆機的結(jié)構(gòu)和工作原理。
5.2解決辦法:借助圖書館現(xiàn)有先關(guān)書籍,互聯(lián)網(wǎng)查閱先關(guān)文獻(xiàn),使用制圖軟件CAD。
6完成本課題的工作方案以及進(jìn)度計劃:
6.1工作方案:
第一步:通過互聯(lián)網(wǎng)和國內(nèi)外先關(guān)資料獲取先關(guān)數(shù)據(jù),完成牧草壓捆機的開題報告。
第二步:通過分析課題的要求,和查閱相關(guān)先進(jìn)牧草壓捆機的資料確定方形牧草壓捆機的設(shè)計和工作方案。
第三步:方案數(shù)據(jù)處理。
第四步:繪制部分零件。
第五步:完成機體轉(zhuǎn)配圖。
第六步:完成最終設(shè)計方案。
第七步:撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書。
6.2進(jìn)度計劃:
第1-2周:熟悉題目,開始查閱資料,完成開題報告。
第3-4周:研究資料,確定方案。
第5-6周:方案的研究,確定數(shù)據(jù)。
第7-8周:處理計算數(shù)據(jù)面設(shè)計草圖。
第9-11周:完成零件圖和裝配圖。
第12-13周:修改完成零件圖和裝配圖,完成設(shè)計論文,準(zhǔn)備答辯材料。
第14周:遞交畢業(yè)設(shè)計材料,完成PPT,進(jìn)行答辯,
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