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塔里木大學畢業(yè)設計任務書
學院： 機械電氣化工程學院 班級： 機械12-1
學生姓名： 楊晨 學號：8011208102
課題名稱：牧草打捆機的設計
起止時間：2011年12月1日------2012年5月25日（共14周）
指導老師：丁羽 職稱：
課題內容：
本次設計以牧草打捆機為研究對象，從整合知識結構的角度出發(fā)，利用已學過的知識，進行分析計算，實現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。
主要設計內容包括：
1．根據要求，詳細了解的壓捆機的壓縮原理及構造；
2．深入了解牧草壓捆機的各個部件工作過程；
3．壓捆機的喂入機構機構；
4．撿拾器的工作原理
5．完成參數的確定和圖紙的繪制（拆分非標準零件，繪制零件圖）；
6．繪制總體裝配圖；
擬定工作進度（以周為單位）：
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，確定數據。
第7-8周：處理計算數據面設計草圖。
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，完成設計論文，準備答辯材料。
第14周：遞交畢業(yè)設計材料，完成PPT,進行答辯，
主要參考文獻：
[1] 韓魯佳等.中國農作物秸稈資源及其利用現狀[J].農業(yè)工程學報，2002，5(3)：2-3
[2] 李大鵬,劉向陽飼草產業(yè)化與打捆機的開發(fā)[J].飼料廣角,2002(15):10-12
[3] 楊學軍，李長榮.中國飼草打捆機市場分析與預測[J].農業(yè)機械，2002，5：15
[4] 候向陽，萬里強.加入WTO與我國草業(yè)發(fā)展[J].中國農業(yè)科技導報，2002，4(1)：5-6
[5] 王娜娜，王國通，楊炳南，呂黃珍，陳月峰.國外牧草生產裝備技術發(fā)展與啟示[J].農業(yè)機械，2009，24：22
[6] 林一平.向明新品9YY-80型打捆機[J] .農業(yè)機械 ，2002 ，09：23-24
[7] 道爾吉.9KJ—1.4撿拾壓捆機的使用和和調整[J].農業(yè)機械，1987，5：22-23
[8] 楊明韶.我國牧草基礎研究工作進展及探索[J].農機化研究，2002，5：26
[9] 楊明韶，王春光.牧草壓縮工程中幾個主要問題分析[J].農業(yè)工程學報，1997，9(13)：56
[10] 楊明韶.壓捆機設計與發(fā)展中的幾個問題[J].畜牧機械，1984，4：121
[11] 姚維禎.畜牧機械[M].中國農業(yè)出版社，1994，12：69
[12] 牧草收獲機械[M].中國農業(yè)出版社，1998：1-2
[13] 中國農業(yè)機械化科學研究院編.農業(yè)機械設計手冊，下冊[M].北京:機械工業(yè)出版社，1990:191-203
[14] 高山，盧世閣.牧草收獲機械的選擇[J].養(yǎng)殖技術顧問，2009，4：144
[15] 鄭鋼，吳慧敏.國內外捆草機發(fā)展綜述[J].牧業(yè)機械，1988，4：34-35
[16] 劉興元.NH565型方草捆撿拾打捆機引進使用效果分析[J].草業(yè)科學，1995，12：77
[17] 戴圓倫.發(fā)展牧草機械推廣飼草加工技術[J].農業(yè)機械，2002，5：122
[18] 關曉平，于建國.牧草壓捆機設計[J].林業(yè)機械與木工設備，2005 ，08：44
[19] 劉志杰.飼草壓捆機的設計及結構分析:[學位論文].哈爾濱:東北林業(yè)大學,2004
畢業(yè)設計開題報告
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設備與發(fā)達國家相比有很大差距，而且多為仿造產品，主要工作部件結構參數選擇不當，生產規(guī)模較少，設備質量欠佳，遠不能滿足日益擴大的國內草產品生產加工設備市場的需要。提高國產壓捆機的質量，無疑會對畜牧業(yè)發(fā)展起到革命性作用。雖然市場上國外產品質量較好，但價格太高(例如黑龍江大慶農場進口的NewHolland公司生產的一款高密度壓捆機造價30萬美元)，不適合國內的消費水平，所以開發(fā)性能良好、自動化程度高而且價格適中的國產壓捆機將是我國飼草商品化生產的關鍵設備之一，對促進飼草產業(yè)化進程會起到舉足輕重的作用。
2.本課題所涉及的問題在國內外的研究現狀以及分析：
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，被改進完善后，在歐美一些國家得到廣泛應用。20世紀30年代初，小方捆壓捆機問世，50年代生產進入高峰，保有量趨于飽和，當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)達國家的壓捆設備更成熟，結構參數更合理，可靠性、生產率提高很快。國際著名的農機生產商如美國紐荷蘭(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公司的壓捆機都己系列生產，這些設備無論在機械結構、動力配套、液壓系統(tǒng)還是控制系統(tǒng)設計方面都處理得很成功，一些新的設計理論、最新科研成果的應用在這些機械上都有體現，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用。在一些發(fā)達國家，如美國等，牧草收獲己全部實行機械化，牧草已成為國民經濟一大產業(yè)。[5][11]
國內的研究狀況
國內壓捆機方面的研究報道不多，只有壓捆機生產或改進方面的報道，但企業(yè)生產的產品質量低、可靠性差。我國50年代末開始生產畜力固定式捆草機，60年代初，在引進、試驗國外小方草捆揀拾壓捆機基礎上，開展了小方草捆無繩壓捆機的研究。70年代中期引進、仿造了國外的方捆機并批量生產，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作物秸稈捆需求量的增加，國內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要求和實現預期目標的可行性的思路：
3.1任務要求：
本次設計以牧草打捆機為研究對象，從整合知識結構的角度出發(fā)，利用已學過的知識，進行分析計算，實現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。
主要設計內容包括：
1．根據要求，詳細了解的壓捆機的壓縮原理及構造；
2．深入了解牧草壓捆機的各個部件工作過程；
3．壓捆機的喂入機構機構；
4．撿拾器的工作原理
5．完成參數的確定和圖紙的繪制（拆分非標準零件，繪制零件圖）；
6．繪制總體裝配圖；
3.2分析：
縱觀國內外大中型企業(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．產品多樣化、系列化，以滿足不同用戶的需求。
2．采用新技術、新工藝，改進產品結構，提高產品的使用性能和經濟效率。電子計算機、液壓技術等的應用將使機具的性能更先進，操作更方便舒適。
3．擴大適用范圍，提高機具的利用率，將捆草范圍從干草擴大到青飼料或農作物秸稈。
4．增加草捆密度，降低功率消耗，提高壓捆機經濟效益。
5．運用現有的飼草壓縮理論設計主要結構工作部件，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)。
國內存在的問題：
由于國內壓捆機目前大多采用測繪或類比方法設計，在配套動力的確定，主要部件的結構參數、壓縮頻率和喂入量等工作參數的確定中很少有真正的理論依據，因而不可避免地存在配套動力不合理，壓縮設備功率消耗大、生產能力低等問題，而進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計，開式壓捆機和閉式壓捆機的區(qū)別，以及國外先進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，形成一個產品一般壓縮一次，卸料一次，是間斷性作業(yè)。產品壓成后在壓捆室內并不移動，所以只消耗一次壓縮功率，每次壓縮之間沒有關系。
(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品。在壓捆室內，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到草捆要求的長度時，進行打捆。捆好的草捆從壓捆室出口處陸續(xù)排出。也就是說，產品要經過整個壓捆室生成。因而，生產一個產品(按質量計)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，活塞面上的壓應力增加，直到密度達到最大值，壓應力也達到最大值。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、草捆密度調節(jié)裝置、草捆長度控制裝置、打捆裝置、曲柄連桿機構(方捆機械式)、傳動機構和牽引裝置等組成。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)地進入輸送喂入裝置，輸送喂入裝置在活塞回行時，把飼草從側面喂入到壓捆室內，在曲柄連桿機構的作用下，活塞往復運動，把壓捆室內的飼草壓成草捆，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：通過現有的國內外先進壓捆機的資料，以及通過網絡搜索先關資料。通過圖書館的現有書籍來研究壓捆機的結構和工作原理。
5.2解決辦法：借助圖書館現有先關書籍，互聯(lián)網查閱先關文獻，使用制圖軟件CAD。
6完成本課題的工作方案以及進度計劃：
6.1工作方案：
第一步：通過互聯(lián)網和國內外先關資料獲取先關數據，完成牧草壓捆機的開題報告。
第二步：通過分析課題的要求，和查閱相關先進牧草壓捆機的資料確定方形牧草壓捆機的設計和工作方案。
第三步：方案數據處理。
第四步：繪制部分零件。
第五步：完成機體轉配圖。
第六步：完成最終設計方案。
第七步：撰寫畢業(yè)設計說明書。
6.2進度計劃：
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，確定數據。
第7-8周：處理計算數據面設計草圖。
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，完成設計論文，準備答辯材料。
第14周：遞交畢業(yè)設計材料，完成PPT,進行答辯，
主要參考文獻：
[1] 韓魯佳等.中國農作物秸稈資源及其利用現狀[J].農業(yè)工程學報，2002，5(3)：2-3
[2] 李大鵬,劉向陽飼草產業(yè)化與打捆機的開發(fā)[J].飼料廣角,2002(15):10-12
[3] 楊學軍，李長榮.中國飼草打捆機市場分析與預測[J].農業(yè)機械，2002，5：15
[4] 候向陽，萬里強.加入WTO與我國草業(yè)發(fā)展[J].中國農業(yè)科技導報，2002，4(1)：5-6
[5] 王娜娜，王國通，楊炳南，呂黃珍，陳月峰.國外牧草生產裝備技術發(fā)展與啟示[J].農業(yè)機械，2009，24：22
[6] 林一平.向明新品9YY-80型打捆機[J] .農業(yè)機械 ，2002 ，09：23-24
[7] 道爾吉.9KJ—1.4撿拾壓捆機的使用和和調整[J].農業(yè)機械，1987，5：22-23
[8] 楊明韶.我國牧草基礎研究工作進展及探索[J].農機化研究，2002，5：26
[9] 楊明韶，王春光.牧草壓縮工程中幾個主要問題分析[J].農業(yè)工程學報，1997，9(13)：56
[10] 楊明韶.壓捆機設計與發(fā)展中的幾個問題[J].畜牧機械，1984，4：121
[11] 姚維禎.畜牧機械[M].中國農業(yè)出版社，1994，12：69
[12] 牧草收獲機械[M].中國農業(yè)出版社，1998：1-2
[13] 中國農業(yè)機械化科學研究院編.農業(yè)機械設計手冊，下冊[M].北京:機械工業(yè)出版社，1990:191-203
[14] 高山，盧世閣.牧草收獲機械的選擇[J].養(yǎng)殖技術顧問，2009，4：144
[15] 鄭鋼，吳慧敏.國內外捆草機發(fā)展綜述[J].牧業(yè)機械，1988，4：34-35
[16] 劉興元.NH565型方草捆撿拾打捆機引進使用效果分析[J].草業(yè)科學，1995，12：77
[17] Nagchaudhuri,A“Mechatronign Redesign of Slider Crank Mechanism” of Proceedings of IMECE2002 ASME transactional Manuela Engineering gress&ExPosition，November17-22，2002，New Orleans, Louisiana.
[18] Nagehaudhuri，A,“Dynamic Modeling and Analysis of a Crank Slider Mechanism”Proceedings of 2000 ASEE Annual Conference,St.Louis,Mo.,june 24-27,2000.CD-ROM
[19] 戴圓倫.發(fā)展牧草機械推廣飼草加工技術[J].農業(yè)機械，2002，5：122
[20] 關曉平，于建國.牧草壓捆機設計[J].林業(yè)機械與木工設備，2005 ，08：44
[21] 劉志杰.飼草壓捆機的設計及結構分析:[學位論文].哈爾濱:東北林業(yè)大學,2004
牧草壓捆機的設計
目錄
1 緒論 - 1 -
1.1 問題的提出 - 1 -
1.2 國內外研究現狀及發(fā)展趨勢- 1 -
1.2.1 飼草壓縮理論的研究概況- 1 -
1.2.2 國外壓捆機的發(fā)展概況 - 5 -
1.2.3 國內的研究狀況 - 5 -
1.2.4 發(fā)展趨勢 - 6 -
1.3 存在的問題 - 6 -
1.4 研究的目的和意義- 6 -
2 飼草壓捆機的設計 - 7 -
2.1 飼草壓縮理論研究- 7 -
2.1.1 飼草壓縮過程研究 - 7 -
2.1.2 壓縮力的分析 - 8 -
2.2 壓捆機的結構設計- 9 -
2.2.1 壓捆機的結構型式 - 9 -
2.2.2 壓捆機的構造和工作原理- 10 -
2.2.3 飛輪 - 12 -
2.2.4 捆扎機構 - 15 -
2.2.5 主要技術參數的確定 - 17 -
3 飼草及壓捆機的效益分析 - 20 -
3.1 生態(tài)效益 - 20 -
3.2 社會效益 - 20 -
3.3 經濟效益 - 20 -
總 結 - 23 -
第5章 參考文獻 - 24 -
Abstract - 24 -
第6章 致謝 -25-