苜蓿壓扁收獲機的設計

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塔里木大學 畢業(yè)論文（設計）開題報告 課題名稱 苜蓿壓扁收獲機的設計 學生姓名 學 號 所屬學院 機械電氣化工程學院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化 班 級 指導教師 起止時間 2011/12/15 機械電氣化工程學院教務辦制 填 表 說 明 一、學生撰寫《開題報告》應包含的內(nèi)容： 1、本課題來源及研究的目的和意義； 2、本課題所涉及的問題在國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析； 3、對課題所涉及的任務要求及實現(xiàn)預期目標的可行性分析； 4、本課題需要重點研究的、關鍵的問題及解決的思路； 5、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法； 6、完成本課題的工作方案及進度計劃； 7、主要參考文獻（不少于7篇）。 二、本報告必須由承擔畢業(yè)論文（設計）課題任務的學生在接到“畢業(yè)論文（設計）任務書”的兩周內(nèi)獨立撰寫完成，并交指導教師審閱。 三、開題報告要求手寫體，字數(shù)在3000字以上，由學生在本報告冊內(nèi)填寫，頁面不夠可自行添加A4紙張。 四、每個畢業(yè)論文（設計）課題須提交開題報告一式三份，一份學生本人留存，一份指導教師存閱，一份學生所在學院存檔，備檢備查。 1 苜蓿壓扁收獲機械的來源，目的與意義 苜蓿是一種廉價、經(jīng)濟的飼料、被稱為“百草之王”不僅產(chǎn)量高（一年可以收獲三到四次）且草質(zhì)優(yōu)良、具有很高的營養(yǎng)價值，是畜牧業(yè)的重要牧草資源。隨著農(nóng)業(yè)結(jié)構的調(diào)整，及畜牧業(yè)的發(fā)展牧草種植的面積不斷地加大，牧草收獲機械獲得了很大的發(fā)展，傳統(tǒng)的苜蓿收獲是采用園盤式或往復式割草機，都不帶壓扁裝備，雖然能夠完成收獲作業(yè)，但由于苜蓿脫水干燥時期長，蛋白質(zhì)的損失很大，不能保證苜蓿產(chǎn)品的質(zhì)量，因而大力推廣割草壓扁機收獲苜蓿是十分必要的。 常見的機械設備有兩種： ⑴往復式割草壓扁機。機械造價相對較低，投資較小，運行成本比圓盤式高。 　　⑵圓盤式割草壓扁機。機械造價相對較高，投資較高，運行成本比往復式低。 處于收割期的苜蓿不僅有80%左右的含水量，同時也含有占物質(zhì)重量20%～25%左右的、處于活性狀態(tài)的蛋白質(zhì)和維生素。當苜蓿被刈割后，干燥過程實質(zhì)就開始了。大量的研究資料表明，在自然干燥的條件下，干燥過程總伴隨著相當復雜的生理生化過程，有些是耗氧的。同時，在一些生物酶的作用下，有些蛋白質(zhì)被分解為氨基酸，其中包括芳香性氨基酸，這對動物的利用是有好處的。如果這個過程進行的十分緩慢，有害微生物開始入侵植物的營養(yǎng)體內(nèi)，使苜蓿植株開始腐壞或變質(zhì)，同時也耗費掉大量養(yǎng)分，最終導致蛋白質(zhì)保存率下降和苜蓿草產(chǎn)品品質(zhì)下降或完全腐爛。這完全取決于苜蓿營養(yǎng)體的脫水速度的快慢，即達到安全水分時所需的時間，因為只有當苜蓿的含水量達到14%～15%時上述過程中所有活動才能完全停止，苜蓿草的營養(yǎng)成分才會處于穩(wěn)定狀態(tài)之中。所以把14%～15%這一臨界含水量稱為安全含水量。 把剛收割時的含水量(原始含水量)下降到安全含水量的時間稱為干燥為干燥速度，而干燥速度的大小決定了干燥后苜蓿草的營養(yǎng)水平和質(zhì)量。當干燥速度在2小時以內(nèi)，蛋白質(zhì)保存率通常都在95%以上。當干燥時間過長時，蛋白質(zhì)的損失將很大，不能保證苜蓿產(chǎn)品的質(zhì)量，而且苜蓿產(chǎn)品經(jīng)營者還要承受下雨等不測因素帶來的風險。傳統(tǒng)的收割方法還存在一個突出問題是苜蓿葉片與莖的干燥速度不同步，當葉片已經(jīng)脫水達到安全水分時，莖的含水量還很高，在此后的進一步脫水過程中，葉與莖的連接力很小，只要輕微的抖動或搬運都可能造成嚴重的落葉損失，使苜蓿草的蛋白質(zhì)含量急劇減少，從而失去應用的商品價值和飼喂價值。 為了使苜蓿莖和葉的干燥速度達到基本同步，并提高整個苜蓿在田間涼曬時的干燥速度，近年來，從國外引進先進的割草壓扁時，同時國內(nèi)牧業(yè)機械科研單位和生產(chǎn)廠家也在積極研制和生產(chǎn)各種型號的割草壓扁機，使用這種割草機收割苜蓿草，晴天只要曬6～8小時(中間翻一次)就可以基本達到脫水要求進行打捆作業(yè)。隨著農(nóng)業(yè)結(jié)構的調(diào)整和退耕還林還草生態(tài)工程的啟動，優(yōu)良牧草紫花苜蓿和雜草苜蓿的大面積和苜蓿產(chǎn)品草場、草粉、草顆粒的大量生產(chǎn)，在苜蓿收割作業(yè)時大力推廣割草壓扁機是勢在必行。 2 苜蓿壓扁收獲機在國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析 （1）國內(nèi)研究現(xiàn)狀分析 苜蓿生產(chǎn)作為營養(yǎng)體農(nóng)業(yè)的代表，營養(yǎng)體質(zhì)量的保持是生產(chǎn)的關鍵。國內(nèi)外苜蓿生產(chǎn)都十分重視苜蓿的收獲和加工，因為這是苜蓿產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的關鍵。 牧草體系在“十二五”啟動之后，即把農(nóng)戶用的小型苜蓿收割壓扁機的研制列為首要任務。任務書簽訂后，2011年6月國家牧草產(chǎn)業(yè)技術體系首席科學家張英俊教授率領機械設備研究室崗位科學家王德成教授及團隊成員專程赴石家莊鑫農(nóng)機械有限公司，探討體系與公司合作共同研發(fā)適合我國西北丘陵山地和華北黃淮海小農(nóng)戶苜蓿刈割壓扁機，經(jīng)過王德成教授及團隊成員與石家莊鑫農(nóng)機械有限公司3個多月的聯(lián)合研制攻關，機型總長2.8m、總寬1.3m、割幅1.2m、工作速度達4.5-14km/h、作業(yè)效率達8-15畝/h的小型自走式苜蓿刈割壓扁收獲機于2011年10月研制成功，該機械采用雙圓盤刈割串聯(lián)雙橡膠輥壓扁的技術工藝，能夠一次完成紫花苜蓿的收割、壓裂莖稈和鋪放草條的作業(yè)工序。 國家牧草產(chǎn)業(yè)技術體系滄州綜合試驗站示范縣河北黃驊市孟莊進行了性能評定試驗。經(jīng)測試，收割壓扁收獲的紫花苜蓿水分散失速率為1.92(%/h)、達到適時打捆的安全水分時粗蛋白含量可保持在21.85%，而收割非壓扁收獲的對照組紫花苜蓿水分散失速率則為1.03(%/h)、達到適時打捆的安全水分時粗蛋白含量下降為18.37%。收割壓扁收獲苜蓿干燥時間由2-3天減少到30小時，粗蛋白含量減少損失3個百分點。 (1) 自上世紀八十年代中期 以來，國家對草地畜牧業(yè)的發(fā)展投入不足，相對支持力度減緩甚至下降，使得許多牧草機械制造企業(yè)紛紛轉(zhuǎn)產(chǎn)，有的破產(chǎn)關閉，使得我國與國外同類產(chǎn)品的制造能力 和水平進一步拉大距離。(2)現(xiàn)有牧草機械生產(chǎn)制造企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量低，使用故障多、可靠性差。往復式割草機工作半天即需刃磨，使用可靠性不到80%；國外摟草彈齒工作 6000畝，斷齒率為4%～5%，我國的產(chǎn)品同樣作業(yè)量斷齒率在20%～30%；在相同作業(yè)條件下，我國的牧草揀拾壓垛機完成的工作量比國外同類機型相差 一半。(3)牧草機械產(chǎn)品品種不全，成套性差，我國牧草收獲機械初步形成了散草、方捆、圓捆、壓垛作業(yè)工藝系統(tǒng)，但每種作業(yè)機械多數(shù)為單一機型。各作業(yè)工序間 機具與動力配套性差，用戶不能根據(jù)自己的經(jīng)營規(guī)模選擇合適的機具，因此機具使用效益不高。 (4)牧草機械產(chǎn)品技術水平低。牧草機械產(chǎn)品技術水平高低是衡量該行業(yè)整體科學技術水平的重要標志之一，我國已定型的牧草機械大部分屬國外20世紀80年代以前后技術水平，30多年來基本沒什么改進。 (2) 造成牧機產(chǎn)品技術水平低的原因是多方面的，但生產(chǎn)制造工藝水平低是個關鍵因素?，F(xiàn)在牧機企業(yè)工藝技術裝備落后、老化，生產(chǎn)設備大多是20世紀80年代以前的設備；科研投入不足，開發(fā)能力差，使得產(chǎn)品更新?lián)Q代緩慢，也是造成牧草機械技術水平低的重要因素。 20世紀90年代，我國牧草機械市場出現(xiàn)轉(zhuǎn)機，1999年銷售牧草收獲機械2.56萬臺，比上年增長173%。牧機產(chǎn)品出現(xiàn)暢銷勢頭的主要原因：一是國內(nèi)草原生態(tài)建設和退耕還草發(fā)展加快，二是國家和地方大力發(fā)展草業(yè)畜牧業(yè)和節(jié)糧型畜牧業(yè)投資加大 ? （2）國外研究現(xiàn)狀分析 國外牧草機械已有100多年的發(fā)展歷史，經(jīng)歷了從使用以畜力作為動力到與拖拉機動力配套，從單項作業(yè)機具到成套機具，從分段作業(yè)機具到聯(lián)合作業(yè)機具等 發(fā)展過程。20世紀60年代是歐美各國牧草機械發(fā)展的高峰時期，期間完成了由畜力機械和割、摟草等基本作業(yè)機具向與動力機械配套的更新?lián)Q代。新型的割、摟 機具和各類聯(lián)合作業(yè)機具及成形機具相繼研制成功并迅速推廣。機具的保有量迅速上升的美國，牧草撿拾壓捆機保有量達70萬臺。20世紀70年代以來，部分服 役機具趨于飽和，產(chǎn)量和保有量保持穩(wěn)定或略有下降，各公司致力于開發(fā)新產(chǎn)品，改進原有產(chǎn)品的性能，以保持競爭能力。前蘇聯(lián)牧草機械發(fā)展較慢，產(chǎn)品以老式的 割、摟、集、垛、運收獲工藝的配套機具為主。機型比較落后，到20世紀70年代末才完成了產(chǎn)品的更新?lián)Q代。 目前，歐美各國幾乎所有的農(nóng)機公司都生產(chǎn)牧草機械。產(chǎn)品品種齊全，系列完整，能滿足各種收獲條件下全面機械化的需要。但機具主要結(jié)構、技術性能指標至今沒有大的變化，只是在操作舒適和電子計算機應用等方面有所改進。 國外農(nóng)業(yè)裝備的水平和特點，主要以經(jīng)濟發(fā)達的美、日、德、法、英、意大利、澳大利亞、荷蘭、以色列等為代表。這些國家在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)作物種植、土地經(jīng)營規(guī)模、農(nóng)民經(jīng)濟收入、社會化服務體系、自然條件以及使用的農(nóng)業(yè)裝備和機械化水平等方面具有一定典型性。在一定程度上大大的推動和發(fā)展了牧草收獲機械的改進。 3任務要求及實現(xiàn)預期的可行性分析 任務要求：查閱相關文獻，進行歸納整理 ，并進行總結(jié)，從而梳理思路，進行收割機的設計 可行性分析：預計在一周時間時間左右對已經(jīng)查閱的相關文獻資料進行歸納總結(jié)，整理，建立設計思路，擬定總過程的總體法案；然后就進行設計方面，大概在一月之內(nèi)，實施具體設計（畫出總裝圖零件圖等）；然后根據(jù)具體要求撰寫設計說明書，需10天左右，最后需要幾天時間做最后的整理，準備答辯， 4研究的，關鍵的問題及解決的思路 1 整機結(jié)構圖 根據(jù)課本所學知識及外部相關資料，概括總結(jié)出該機器的工作原理，根據(jù)工作原理，看需要什么機構，幾個機構；什么裝置，幾個裝置，不能重復，也不能缺少。 2傳動方案的設計 所設計的方案必須要滿足棉花收獲的各項工作性能要求 3關鍵零部件的設計 關鍵零部件直接影響著機器的性能，在設計的時候必須要結(jié)構合理。所選的零件必須要經(jīng)過充分的試驗研究，每個零件結(jié)構參數(shù)必須準確。 5所必須的工作條件 相關文獻 計算器 6工作方案及工作進度 第一周~第三周 查找文獻資料，并完成開題報告 第四周~第五周 對查閱的文獻資料進行歸納整理，設計苜蓿壓扁收獲機的總體方案 第六周~第九周 對苜蓿壓扁收獲機的結(jié)構進行具體的設計 第十周~第十二周 撰寫設計說明 第十三周~第十四周 整理資料準備答辯 參考文獻 [1] 閻福榮;張北收獲機械廠牧草飼料加工機械投放市場[N];河北經(jīng)濟日報;2000年 [2] 徐秀英;中國牧草收獲機械發(fā)展現(xiàn)狀及其趨勢[J];安徽農(nóng)業(yè)科學;2007年08期 [3] ;北方谷物收獲機械學術會議[J];農(nóng)業(yè)機械學報;1980年01期 [4]蔣紅;郭海山;我國割草機械的發(fā)展進程及趨勢[A];一九九九年冀晉蒙豫魯鄂六省區(qū)機械工程學會學術研討會論文集（內(nèi)蒙古部分）[C];1999年 [5] 姚煜冬;關于牧草機械化生產(chǎn)的初步探討[A];中國農(nóng)業(yè)機械學會成立40周年慶典暨2003年學術年會論文集[C];2003年 [6] 崔和瑞,馬躍進;提高農(nóng)業(yè)機械化水平 促進農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展[J];中國農(nóng)機化;2003年02期 [7] 羅新義，李紅，董衛(wèi)民，王軍華;苜蓿在節(jié)糧畜牧業(yè)中的地位與作用[J];黑龍江畜牧科技;1994年01期 [8] 胡耀高;中國苜蓿產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略分析[J];草業(yè)科學;1996年04期 學生簽名 年 月 日 指導教師審閱意見 指導教師簽名 年 月 日 .—1—