青贮饲料收获机的设计
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前言我国饲草、秸秆等农业生物质资源非常丰富,但是在其商品化生产过程中,首先遇到的问题是这些物料松散,容积密度小,收集、运输困难。
这些物料无论在贮存还是运输时,都占用很大的空间,面临严重的运输成本压力[1]。
将饲草压实打捆后再运输,能够有效地降低运输成本,节省饲草贮存空间。
另一方面由于,人工收割,工作效率低,作业成本高,劳动强度非常大,因此新兴的青饲料种植业急需经济适用的小型青饲料打捆机,所以,研制、开发和推广适合我国农牧区应用的各类青饲料捡拾压捆机以及提高机具的性能对现代草业工程和青饲料收获机械化不断发展具有重要意义,也是青饲料收获工艺和机具系统研究的重要课题[2]。
青饲料生产机械化是建设我国现代化畜牧业的必要过程。
随着我国畜牧业的发展,现有的畜牧养殖规模不断扩大,养殖户对青贮饲料的需求越来越大,我国现有的青贮收获、存储技术难以满足现阶段养殖业的市场需求[3]。
针对上述问题,本文设计开发了一种牵引式青贮饲料高密度打捆机。
该打捆机配合现有作业设备可以完成青贮饲料打捆的作业过程,该青贮打捆装置,主要由饲草喂入机构、捆绳机构、成捆室、液压机构和传动机构、机架行走部件、压力感应报警机构和密调节机构等组成。
本文首先分析了青饲料生产机械化在我国畜牧业发展中的重要作用,综合分析了收获期青贮饲料种植的几何尺寸,青贮饲料的品种、产量、含水率,等因素,并且结合当前养殖业发展的新特点,进而确定了生产工艺流程以及总体配置方案。
从社会需求可以看出青饲料机械的研制在机型上以中小型为主,在研究内容上,重点解决劳动强度大,用工多的牧业生产作业。
并介绍了打捆机的设计过程。
对打捆机的整机参数、工作性能、工作效率、整机工作稳定、性能可靠,安全性、等因素进行了理论验证并且各项指标均达到了设计任务书的要求等,以YY5080型圆草捆打捆机为研究对象。
通过运用PORE三维建模软件和CAD制图软件,设计了青贮打捆装置,通过对圆捆机成捆室的理论分析,得到影响草捆密度的各种因素之间的关系,为成捆室钢辊的布置和选择提供了理论依据,并在在理论分析的基础上,完成了样机的三维和二维绘图。
1. 绪论1.1研究的目的和意义青贮玉米饲料营养价值完善,适口性好,易于消化,满足肉牛、奶牛等家畜冬春季的营养需要,使肉牛、奶牛保持高水平的营养状态和生产水平,是肉牛业和奶牛业不可缺少的基础饲料之一。
最近几年,肉牛业有了很大的发展,向国内外市场提供了大量的牛肉,很多地方成了有名的养牛县。
牛奶业是公认的节粮、经济、高效的产业,属“菜篮子”工程。
牛奶还是饲料转化率最高的营养物质。
因此发展奶牛业,推广种植青贮玉米,可以带动我国畜牧业的持续快速发展。
世界上畜牧业发达的国家都很重视青贮玉米的种植和生产。
如法国、加拿大、英国、荷兰、德国等国家都培育了大量的青贮专用玉米品种。
在欧美许多国家中,青贮玉米饲料早已成为反刍家畜日粮中主要的有效能量成分和幼畜育肥的强化饲料。
1997年欧洲种植的青贮玉米面积达4.0 106hm2,加拿大超过190,000hm2,近几年美国青贮玉米种植面积占玉米总面积的6%-10%。
由于青贮玉米的诸多优点,今后我国仍将保持较大比例的青贮玉米种植面积。
青贮玉米种植面积在迅猛的增加,但相应的收获机械的发展却跟不上步伐,且收获的质量并不是很高,每年因为这个原因损失的粮食非常可观。
且国产收获机的机械性能和国外的相比还存在很大的差距。
因此研制新的玉米收获机是迫切要解决的问题。
为了尽快解决这个问题,我们设计一种结构简单的收获机,该机采用简单的切割器和粉碎刀,因此机器的重量大大减轻,整体结构更加合理。
其收获的质量与国外的机器很接近。
1.2 青贮玉米的收获工艺1.2.1直接收获法用悬挂式青贮玉米收获机或带有玉米割台的牵引式、自走式青饲收获机,直接收割在田间直立生长的整株玉米,切碎并抛送到普通拖车或专用青饲拖车中,然后运到贮存地点,直接卸入青贮窖,压实密封。
工艺框图如下表1-1所示。
图1-1直接收获法1.2.2二次收获法二次收获法的工艺过程是先用手工或玉米割晒机将玉米茎杆割倒在田间,然后运到场地上,用固定的青饲切碎机进行切碎、装车作业。
玉米青贮机滚筒式切碎装置设计目前,自走式青饲料收割机在农业生产中应用较少,但简易的牵引式收割机和粉碎机却较多。
青饲机的切碎性能主要取决于切碎器。
切碎器不外乎滚筒式、盘刀式和销钉式3种类型。
盘刀式切碎器传动复杂,结构不紧凑,圆盘刚度较差,且挤推角变化不理想,造成切割不均,刀刃磨损不匀,切割质量变坏。
销钉式切碎器性能受秸秆湿度影响很大,湿度提高时,能量比耗直线增加,生产率也急剧下降。
因此盘刀式和销钉式切碎器应用渐少。
滚刀式切碎器结构紧凑,滚筒上可安装较多的切刀,滚筒在较低转速时,仍可获得较短的切碎段。
滚筒上的动刀速度一致,切碎质量较好。
滚刀式切碎器还具有安装方便、易于刃磨等优点,因此,滚刀式切碎器被广泛应用。
滚筒式切碎器主要有螺旋刃口滚筒式和直刃斜装滚筒式之分。
直刃斜装滚筒式虽然制造简单,但是功耗较大且系统振动较大,现已很少使用。
螺旋式具有工作负荷均匀、切碎质量好、机器振动小的特点。
它缺点是刀片的制造精度高,磨刃和间隙调整较麻烦,不宜保证切割质量,故其使用也受到一定程度限制。
为了克服上述缺点,我们在设计中选用了椭圆刃口平板刀滚筒式切碎器。
对比而言,平板刀滚筒式切碎器的抛送能力较强,但是仍不理想,需要配置专门的抛送装置。
为了进一步提高滚筒式铡草机的工作质量,我们研制了一种新型滚筒式铡草机,对其结构设计、动定刀的配置关系、抛送装置、超负荷安全保护装置等进行了试验研究,以下对设计中的几个技术问题及试验结果进行分析。
1 滚筒式切碎装置的常规技术要求及总体结构、性能指标1.1 不推挤滑出饲草以保证切割为此应该保证X≤Φ1+Φ2式中:X——推挤角即动刀刃与定刀刃的夹角;Φ1——动刀对饲草的摩擦角;Φ2——定刀对饲草的摩擦角。
切割过程中X是变化的,故要求其最大挤推角X满足上式条件。
通常Φ1=32°,Φ2=18°,故X一般小于50°。
1.2 切割饲草时主要是滑切,以降低功耗试验表明,滑切比砍切省力。
青贮饲料收获机割台高度固定控制装置的设计及应用李雷霞; 顾玲玲; 华荣江; 宋寅东; 王长会; 刘淑平【期刊名称】《《农业工程》》【年(卷),期】2019(009)008【总页数】4页(P88-91)【关键词】青贮饲料收获机; 割台; 高度固定; 角度传感器【作者】李雷霞; 顾玲玲; 华荣江; 宋寅东; 王长会; 刘淑平【作者单位】中机美诺科技股份有限公司北京100083; 现代农装科技股份有限公司北京100083【正文语种】中文【中图分类】S817.11+70 引言近年来,随着经济的快速发展,人民生活水平不断提高,对肉类和奶制品的需求量越来越大,从而加速了畜牧产业的发展步伐。
而用于生产肉类和奶制品等副食产品的主要饲料来源是青贮饲料,为青贮饲料收获机提供了广阔的市场。
青贮饲料收获机作为一种饲料作物收获机械,为畜牧业发展提供了高效生产机具[1]。
据调查,很多青贮饲料收获机用户表示,青贮饲料收获机在地块作业时,青贮饲料收获机需满足两方面的要求。
第一,作业地况不平整;第二,作业过程中需要频繁的掉头。
为了保证割茬高度的一致性,割台高度调节主要依靠机手经验,驾驶员一方面需要小心驾驶机器,另一方面又要密切注意观察割茬高度、喂入量以及发动机的工作情况,随时手动调整割台的工作高度,长时间的机械操作会增加驾驶员的疲劳度,降低收割效率,并且可能导致由于操作不当而致使割台前端与地面碰撞的危险,还常常会影响联合收割机工作效率的充分发挥。
针对上述问题,研究设计了一种青贮饲料收获机割台高度固定的控制系统,根据角度传感器实时反馈割台实际高度,再根据田间作业情况,驾驶员设定割台作业高度,地头转弯一键执行割台高度与循环操作。
在很大程度上提高青贮饲料收获机的作业效率。
1 割台控制系统研究现状割台是青贮饲料收获机的重要组成部分,是完成收获作业必不可少组件。
不同青贮饲料收获机所选用的割台结构是不同的,对于不同区域、不同高度和不同密度作物,割台机构在不断改进与再设计,随之割台控制系统也获得了一定发展。
青贮玉米收获机械喂入粉碎装置设计摘要:玉米是我国重要的农作物,有着很大的种植面积,其产生了大量玉米秸秆,促使各个玉米种植户都对青贮玉米收获机械喂入粉碎装置进行使用,以此实现玉米秸秆的经济效益和环境效益。
但是,以往使用的喂入粉碎装置很容易出现缠绕堵塞、适应性差、工作效率低、秸秆喂入不均匀等问题,降低了青贮玉米秸秆的经济效益,甚至增大了加工成本。
基于这种情况,应当对喂入粉碎装置进行调整优化,制定科学合理的设计方案,提升喂入粉碎装置的使用性能,以此提升装置设计的效果。
本文通过对青贮玉米收获机械喂入粉碎装置和总成进行优化设计,为青贮玉米收获工作提供了参考。
关键词:青贮玉米;收获机械;喂入粉碎装置引言:青贮玉米具有产量高、纤维质量好等特点,通过集中粉碎后,并且采取合理的发酵方式,能够作为优质的青贮饲料喂养牲畜[1]。
当前,青贮玉米收获机研发水平持续提升,加上市场需求量逐年上涨,更多科研结构和生产企业加强了青贮机械设备的研发和优化,而喂入装置是将青贮玉米喂入到切碎装置,并且确保玉米秸秆不会产生巨大滑动,也不会出现变形现象,从而确保青贮玉米的切碎质要求和提升作业效率及质量;粉碎装置是将喂入装置输送的青贮秸秆切碎,其装置性能高低直接影响到青贮收获机的工作效率、能耗等重要指标参数[2]。
但是,从现阶段青贮玉米收获机喂入粉碎装置使用过程分析,其存在两个问题需要解决。
一方面,收获粉碎很容易出现缠绕堵塞、适应性低下、工作效率低等问题;另一方面,玉米秸秆喂入不够均匀,造成青贮玉米粉碎效果很差,其中有很多籽粒没有得到粉碎,导致部分营养流失,难以保障优质青贮饲料的生产[3]。
因此,应当对青贮玉米收获机喂入粉碎装置研究分析,结合当前存在的问题,对其各个部分进行优化设备,有利于提升机械设备的性能,以此实现优质青贮饲料的生产。
一、青贮玉米收获机械喂入粉碎装置优化设计在本文研究中,其目的是提升青贮玉米收获机粉碎效率和质量,关键是对喂入及籽粒揉搓破碎装置等部分进行优化设计,设计出机械结构合理、传动性能好、稳定性高、收获质量好的青贮玉米收获机,以此满足市场对青贮玉米收获机械的需求。
4YZQK-4型青贮打捆玉米收获机的设计与试验李娜;周进;位国建;邸志峰;崔中凯;李涛【摘要】Based on the research of existing corn harvest technology and silage harvest technology, 4YZQK-4 combine harvester for corn silage was designed. The combine harvester mainly comprised of harvester header for corn and straw, baling unit and control system for baling unite. It could finish the operations of corn cobs harvesting and straws cutting, feeding, chopping, throwing and baling at one time. When the harvester header removed the cobs, it cut the plant from the root. After that, the straw layer was compressed by the feeding device,chopped by the chopping and rubbing device and baled by the baling unite. It provides the technical scheme and application example to solve the key technology of reaping both corn stalk and spike.The experiment shows, 4YZQK-4 combine harvester can satisfy the design require-ments and have a good performance in straw chopping and baling.%在分析研究现有玉米收获技术及青贮饲料收获技术的基础上,设计了4YZQK-4型青贮打捆玉米收获机.该机主要由穗茎兼收割台、打捆装置及打捆装置控制系统等组成,能够一次完成果穗收获及茎秆割断、喂入、切碎、抛送、打捆等作业.穗茎兼收割台在摘取果穗的同时,采用切断刀将植株从根部切断,秸秆层经喂入装置压实,切碎揉搓装置切碎破节,最后通过打捆装置打捆.该机具为解决玉米穗茎兼收关键技术提供了技术方案和应用实例.试验结果表明:4YZQK-4型青贮打捆玉米收获机满足设计要求,茎秆切碎和打捆效果良好.【期刊名称】《农机化研究》【年(卷),期】2018(040)009【总页数】5页(P60-63,68)【关键词】玉米收获机;穗茎兼收割台;打捆装置;控制系统【作者】李娜;周进;位国建;邸志峰;崔中凯;李涛【作者单位】山东省农业机械科学研究院,济南 250100;山东省农业机械科学研究院,济南 250100;山东省农业机械科学研究院,济南 250100;山东省农业机械科学研究院,济南 250100;山东省农业机械科学研究院,济南 250100;山东省农业机械科学研究院,济南 250100【正文语种】中文【中图分类】S225.5+10 引言我国农业生产的出路在于机械化,玉米青贮收获是玉米全程机械化的重要环节,也是目前相对薄弱的环节[1,9,13]。
关于玉米青贮饲料收获机的设计流程发布时间:2021-07-16T02:36:05.338Z 来源:《中国科技人才》2021年第11期作者:扈国杰张德刚[导读] 4QX-2300青饲料收获机(不含动力)是我公司生产的青饲料收获机,设计新颖,完全实现不对行收获作业。
宁安市恒信机械制造有限公司 157499摘要: 青贮饲料在我国畜牧业发展中占据着重要地位。
鉴于此,本文主要论述了4QX-2300青贮饲料收获机的设计流程。
该机可与玉米收获机主机挂接使用或单独挂接马力匹配的拖拉机,由液压控制升降,调整留茬高度进行不对行收获、切碎、抛送。
通过性能与生产试验表明,各项指标均达到设计与青贮饲料收获技术要求,其参数可作为青贮饲料收获机的设计依据。
关键词: 青贮料收获机;强制喂入机构;青贮料收获机割台引言随着我国畜牧业的不断发展,青贮饲料收获机的需求量越来越大。
目前我国的青贮饲料收获正处于发展阶段,机械化收获面积逐年提高。
青贮玉米由于产量高、营养丰富,是不可缺少的饲料来源,其种植密度一般要比商品粮籽粒玉米的种植密度高50%,产量45-90t/hm2。
为了获得更高的营养价值,必须适时收获,最佳收获期在籽粒尚未饱满的玉米乳熟期至腊熟期之间。
青贮饲料是将切碎的秸秆即刻入窖,通过盐化或氨化处理后进行密封发酵,使玉米秸秆长期保持酒糟香味,牲畜特别爱食用,容易消化,保证牲畜一年四季能吃上青绿多汁的饲草。
玉米秸秆青贮的季节性强,必须有足够的机械设备。
因此,青贮玉米秸秆机械化技术的关键是收获机械化。
青饲料收获机械可分为自走式、牵引式和悬挂式3种类型。
自走式有独立的行走底盘,具有生产效率高、机动性能好、适应性广等特点,适合大中型奶牛场及农牧场使用。
牵引式机型是以拖拉机为配套动力,具有使用成本低、收获后不占用动力等特点,但由于该机型收获前要预先开道,需要人工辅助劳动,作业机组长而转弯半径太大等原因,生产量一直不大。
悬挂式机型与拖拉机配套使用,主机一般只配带高秆作物收割台收获青贮玉米、高粱等,结构紧凑、转弯半径小、油耗低、装卸简单、便于维修,割台升降、出料口自由旋转,使收割的操控性能和饲草的收割效率大大提高,而且适合农田恶劣的工作环境,适合于小型奶牛场、农牧场和个体户使用。
4QZ-280型转盘式青贮饲料收获机研发思路1. 当前行业现状:近年来,随着畜牧行业的飞速发展,自走式青贮饲料收获机,这一发展过程中的重要环节却远远落后于行业的发展和需求。
改革开放初,我国开始从国外引进青贮饲料收获机,但由于价格因素及国外产品在国内也有水土不服现象,并不能真正满足国内市场需求。
近年来国内青贮机制造厂家如雨后春笋数不胜数,基本都在仿制国外产品,但由于起步较晚,企业技术研发人员经验不足,大多都停留在研发探索阶段,也有一些厂家推出了产品,但急于求成,产品质量差,客户投诉多,最终多以失败告终,损失惨重。
因此,目前国产青贮饲料收获机市场仍无主导产品。
国外成熟产品如:克拉斯、纽荷兰、迪尔等,割幅都在4米以上,即不能完全适应国内的青贮种植模式,且价格昂贵,这类产品主要集中在黑龙江及新疆的军垦农场及大型农牧场,很难占据国内市场主导地位;2.5至3.5米割幅的产品主要有德国的E281,在国内销售最多,但已经停产,其他国外产品如俄罗斯的产顿河680、东金戈梅丽和各种牵引式结构的产品,都存在不同程度的缺陷,而且没有价格优势,市场份额也很小;2.5米以下及背负式小型产品,并不能满足未来国内畜牧业发展需求,原因在于土地流转、养殖整合导致大面积青贮作物种植,另外一个小型的三千吨青贮窖,从开始储料到封窖最多十天时间,效率与时效决定着小型产品的前景并不乐观。
因此,未来适应国内的主导产品割幅应在2.5米至3.5米为宜。
2. 目前国产自走式青贮机大致可分为3类2.1 仿制克拉斯690产品借鉴早期克拉斯690为设计原型,割台采用仿冠军塔轮式割台、锯式割刀、滚筒式切碎、有二次抛送系统、具有压实功能的喂入系统、横置发动机。
优点是整体设计布局合理,车身设计紧凑,能收割高秸秆玉米高粱等作物、进料均匀、切碎效果好。
缺点是动力损耗大、割台易被田间杂草及半青秸秆缠绕堵塞。
这类产品早期销售还好,但近年来随着客户需求的提高和设计上一直不能自我突破,市场前景并不乐观。
青贮饲料收获机的设计学生姓名学号所属学院机械电气化工程学院专业农业机械化及其自动化班级指导教师日期前言玉米秸秆具有很高的利用价值。
近年来,随着畜牧业的快速发展,动物饲料短缺的问题日益严重,在冬季尤为严重。
在我国农村,玉米秸秆作为动物饲料有着悠久的历史,但是玉米秸秆在进行收获时大多采用人工收获,费时费力;机器收获则多是将秸秆粉碎还田。
目前市场上出现了一种玉米收获机,能够将秸秆粉碎的同时送入集草车,这种方法固然便于收集,但运贮作业费工费时。
本实用新型提供一种玉米收获机的摘穗茎秆切碎复合装置,包括摘穗棍,工作时,穗茎兼收割台将果穗摘下并将茎秆收集、切碎,然后,果穗经果穗升运器进入果穗箱,碎玉米茎秆在碎茎秆抛送器的作用下被抛送至集草箱。
关键词:穗茎兼收;摘穗装置;切碎装置目录1绪论 (1)1.1课题研究的目的和意义 (1)1.2国内玉米收获机的研制状况 (1)1.3 国外玉米收获机的研制状况及趋势 (2)1.4现有玉米秸秆青贮机械收获的方法 (3)1.5 课题研究的主要内容 (5)2. 总体方案的设计 (5)2.1设计的基本原理 (5)2.2样机结构及工作原理 (5)3 关键部件的设计 (6)3.1设计指标 (6)3.2摘穗辊设计 (6)3.3滚筒刀的结构设计 (8)4主要部件的选择及强度校核 (10)4.1 轴的设计与校核 (10)4.2键的强度校核 (13)4.3螺旋输送器的计算 (14)4.4 V带的选择 (15)结论 (16)致谢 (18)参考文献 (19)1绪论1.1课题研究的目的和意义玉米是我国三大粮食作物之一,是仅次于小麦的主要粮食作物,是优质饲料和重要的工业原料,同时秸秆还是畜牧业的重要饲料。
搞好玉米的生产加工和秸秆的综合利用对农业、农民、农村乃至整个国民经济发展都具有重要意义。
我国21各省、市、自治区都有玉米种植。
种植面积、总产量仅次于美国,居世界第二位,玉米年产量达12029万吨,约占世界玉米总产量的18%。
双圆盘青储机割台的液压系统设计一、引言双圆盘青储机割台是一种用于农业收割的机械设备,其液压系统是其重要的组成部分之一。
液压系统设计的好坏直接影响到双圆盘青储机割台的性能和使用寿命。
因此,本文将针对双圆盘青储机割台的液压系统设计进行详细介绍。
二、液压系统设计原理液压系统是通过液体传递力量和能量来实现机械运动或执行控制任务的一种动力传输系统。
在双圆盘青储机割台中,液压系统主要由油箱、泵站、阀组、执行器等部分组成。
当泵站工作时,将油箱内的油吸入泵体内,经过加压后送入阀组中,再通过执行器将能量转化为力量输出。
三、双圆盘青储机割台液压系统设计1. 润滑油选型:在双圆盘青储机割台中,由于工作环境恶劣,需要选用高温抗磨损性能好的润滑油。
2. 润滑油循环:为了确保液压系统的正常运行,需要对液压油进行循环冷却。
在双圆盘青储机割台中,可采用水冷或风冷方式进行循环冷却。
3. 液压泵选型:双圆盘青储机割台中的液压泵需要具有高流量、高压力和稳定性好的特点。
4. 阀组设计:在双圆盘青储机割台中,液压阀组需要根据不同的工作要求进行设计。
例如,对于切割部分,需要采用单向阀和溢流阀来控制切割速度和切割力度。
5. 执行器设计:在双圆盘青储机割台中,执行器包括缸体和活塞杆两部分。
缸体应选用耐磨损、耐腐蚀的材料制成;活塞杆应选用高强度、高硬度的材料制成。
四、液压系统维护为了确保双圆盘青储机割台液压系统的正常运行和延长使用寿命,需要进行定期维护。
具体维护内容包括:1. 定期更换润滑油;2. 定期清洗液压系统中的过滤器;3. 定期检查阀组和执行器的工作状态;4. 定期检查液压系统中的密封件是否完好。
五、结论双圆盘青储机割台的液压系统设计是其性能和使用寿命的重要保障。
通过合理选型、设计和维护,可以提高双圆盘青储机割台的工作效率和经济效益。
9QS8型青贮饲料收获机虚拟设计与试验——基于Solidworks朱孔欣;宁恩成;赵明;胡国胜;魏忠;贾晶霞【摘要】针对我国青贮饲料收获机设计中存在设计手段落后、设计效率低等问题,采用基于特征的参数化造型软件Solidworks对青贮饲料收获机进行参数化造型,设计了新型自走式青贮饲料收获机.该机实现了超大直径圆盘式切割器的低割茬收割,解决了收割后作物的夹持输送、喂入问题;对割台传动路线和运动参数进行了合理的研究与设计;确定了超大直径圆盘式切割器的结构和运动参数,实现了切割的低功耗和可靠性;进行了切碎装置结构和运动参数的研究,保证物料切碎细而均匀.对经过虚拟设计的青贮饲料收获机进行田间试验表明,其收获损失率≤0.2%,喂入量≥10.8kg/s,为今后青贮饲料收获机的研制提供了参考.【期刊名称】《农机化研究》【年(卷),期】2009(031)011【总页数】4页(P137-139,144)【关键词】青贮饲料收获机;参数化造型;虚拟【作者】朱孔欣;宁恩成;赵明;胡国胜;魏忠;贾晶霞【作者单位】现代农装北方(北京)农业机械有限公司,北京,100083;现代农装北方(北京)农业机械有限公司,北京,100083;现代农装北方(北京)农业机械有限公司,北京,100083;现代农装北方(北京)农业机械有限公司,北京,100083;现代农装北方(北京)农业机械有限公司,北京,100083;现代农装北方(北京)农业机械有限公司,北京,100083【正文语种】中文【中图分类】TP391.90 引言青饲料收获是一项对作业及时性要求极高的作业项目。
因为青贮饲料对养分含量、切碎度、发酵性能要求高,收获过早过迟都会对其产生较大影响:收获过早,则干物质及养分含量低、水分含量过高;收获过迟,则过度纤维化,水分含量过低,不利于充分发酵。
因此,研制一种集收割、切碎、抛送于一体的,作业效率高、损失小的大中型自走式饲料收获机已成为国内急需。
青贮饲料收获机的设计学生姓名学号所属学院机械电气化工程学院专业农业机械化及其自动化班级指导教师日期前言玉米秸秆具有很高的利用价值。
近年来,随着畜牧业的快速发展,动物饲料短缺的问题日益严重,在冬季尤为严重。
在我国农村,玉米秸秆作为动物饲料有着悠久的历史,但是玉米秸秆在进行收获时大多采用人工收获,费时费力;机器收获则多是将秸秆粉碎还田。
目前市场上出现了一种玉米收获机,能够将秸秆粉碎的同时送入集草车,这种方法固然便于收集,但运贮作业费工费时。
本实用新型提供一种玉米收获机的摘穗茎秆切碎复合装置,包括摘穗棍,工作时,穗茎兼收割台将果穗摘下并将茎秆收集、切碎,然后,果穗经果穗升运器进入果穗箱,碎玉米茎秆在碎茎秆抛送器的作用下被抛送至集草箱。
关键词:穗茎兼收;摘穗装置;切碎装置目录1绪论 (1)1.1课题研究的目的和意义 (1)1.2国内玉米收获机的研制状况 (1)1.3 国外玉米收获机的研制状况及趋势 (2)1.4现有玉米秸秆青贮机械收获的方法 (3)1.5 课题研究的主要内容 (5)2. 总体方案的设计 (5)2.1设计的基本原理 (5)2.2样机结构及工作原理 (5)3 关键部件的设计 (6)3.1设计指标 (6)3.2摘穗辊设计 (6)3.3滚筒刀的结构设计 (8)4主要部件的选择及强度校核 (10)4.1 轴的设计与校核 (10)4.2键的强度校核 (13)4.3螺旋输送器的计算 (14)4.4 V带的选择 (15)结论 (16)致谢 (18)参考文献 (19)1绪论1.1课题研究的目的和意义玉米是我国三大粮食作物之一,是仅次于小麦的主要粮食作物,是优质饲料和重要的工业原料,同时秸秆还是畜牧业的重要饲料。
搞好玉米的生产加工和秸秆的综合利用对农业、农民、农村乃至整个国民经济发展都具有重要意义。
我国21各省、市、自治区都有玉米种植。
种植面积、总产量仅次于美国,居世界第二位,玉米年产量达12029万吨,约占世界玉米总产量的18%。
玉米生产对工农业的发展起着举足轻重的作用。
目前,我国的小麦收获已基本实现了机械化,而玉米机收水平只有5%,成为玉米生产过程的瓶颈和难点。
玉米生产机械化水平低严重影响了农业生产机械化的整体水平,阻碍了农业现代化的进程。
造成玉米生产机械化水平低的主要原因,一是农机与农艺不配套。
采用一年两作地区多采用套作种植,行距不相等,不便于机械作业;二是现有玉米生产机型少,供农民选择的余地小,功能单一不能很好满足不同用户的需求。
有的用户需要灭茬、有的需要秸秆兼收、有的需要青储等等;三是玉米生产机械特别是收获机械造价高,利用率低,农民一次性投资大,投资回收期长。
此外,农民焚烧秸秆问题一个重要的原因是没有合适的穗茎兼收型玉米收获机,将玉米秸秆回收利用,用于畜牧饲料,减少对秸秆的焚烧造成的空气污染。
玉米收获机械化可以带动玉米的产业化种植,减轻农民劳动强度。
而秸秆可以直接粉碎还田增加土壤的有机质含量,或者秸秆回收用于饲料,为大力发展畜牧业提供丰富的饲料保障,有效地改善农牧业的产业结构,使得畜牧业比重进一步提高,农牧业发展处于良性循环,从而增加了农民收入。
避免秸秆焚烧带来的资源浪费和大气污染,严重影响道路交通和民航的正常运营。
因此,结合我国国情和各种使用条件,研制一种新型穗茎兼收玉米联合收获机(即一次完成玉米果穗、茎秆的收获)既适应农民传统收获玉米的习惯,又增加了茎秆青贮收获,具有十分重要的现实意义。
社会经济效益:把农民和畜牧养殖户从繁重的体力劳动中解放出来,一台机械收获效率每天可代替60个手工劳动者的作业效率,大大缩短了秋收秋种时间和养殖户头痛的饲料收集问题,还可带动畜牧业的发展和第三产业的发展。
从根本上增加了农民、机手和养殖专业户的收入,解放了生产力,大大减轻了农民的劳动强度,提高了广大农民的生存质量,使农民有更多的时间从事其它产业的发展。
环保效益,解决秸秆焚烧造成污染,确保高速公路、机场等公用设施的安全,利于保护环境。
1.2国内玉米收获机的研制状况我国玉米收获机械研制起步晚,水平低,玉米机械化收经历了从引进国外样机试用、仿制、改进到消化吸收、自行设计两个阶段,并取得了很好的成果。
到目前为止,我国从事玉米收获机研制生产的单位有60多家,已开发研制出的机型有60多个产品。
从整体情况看,目前生产玉米联合收获机除悬挂式(背负式)外,大都处于样机研制或试验阶段。
各种机型仍需不断改进和完善,到大规模投入生产应用尚需一段时间。
我国生产的玉米联合收获机按收获工艺可分为两种:摘穗—剥皮—果穗收集—茎秆粉碎还田(或收集);摘穗—果穗收集—茎秆粉碎还田(或收集)。
玉米收获工艺研制的机型有牵引式、悬挂式(背负式)、自走式和玉米割台等四种机型。
国内可实现果穗收获、茎秆切碎一体化的技术已申报专利有很多,代表性的有:立式摘穗茎杆切碎装置;在普通卧式摘穗辊式收获机割台下方安装与摘穗辊平行的刀轴,在刀轴上安装不同形式的切刀,通过动定刀配合、动动刀配合等方式实现玉米收获、秸秆粉碎一体化技术两种技术类型。
但总体说来国内的果穗收获、茎秆切碎一体化的技术尚未成熟。
我国玉米收获机械化仍然存在着许多问题。
首先表现在基础部件研究不足,很多单位只是注重整机的研制开发,从而造成众多机型在收获工艺和机构参数上大同小异、重复制造。
其次是产品的稳定性、可靠性差,机器故障频繁,从而造成玉米籽粒破碎率、果穗损失率高等问题。
我国目前从事玉米联合收获机研究和制造的单位有30多家,约20个产品,分为自走式、悬挂式、牵引式和谷物联合收获机配玉米割台等四种形式,又分单行和多行。
但各厂家的产量都不大,其主要原因就是如上所提到的机具的适应性题、农民的购买力和玉米收获机的关键部件的可靠性等问题。
因此必须加快对玉米联合收获机械化关键技术与装备的研究,以加速玉米收获机械化的进程。
在自动化程度方面,由于国产玉米收获机以实用为主,主要考虑降低制造成本,对自动化要求不高,因此明显落后于国外产品。
目前,在已研制的机型中还有可靠性差、效率低、对作物的不同行距适应能力不强等问题,个别机型的损失率和破碎率还有待进一步降低。
国内近期玉米收获机械仍以价格较低的悬挂式机型为主,适应多种行距的玉米收获机具将会随着技术的不断完善迅速占领市场。
穗茎兼收型玉米联合收获机,可以实现茎秆资源的回收利用,将是玉米联合收获机近期研究、开发的重点,以适应畜牧业发展的要求,在畜牧业发展就快的地区,这种机型有较好的发展前景,预计未来几年将会出现比较实用的畅销机型。
1.3 国外玉米收获机的研制状况及趋势目前国外玉米收获机的研究与生产技术已经成熟,目前在美国、德国、乌克兰、俄罗斯等西方国家的玉米收获(包括籽粒和秸秆青贮)已基本实现了全部机械化作业。
国外多采用一年一作的种植方式,玉米收获时含水率低,主要采用玉米摘穗直接脱粒的收获工艺。
如美国的Johndeere公司、Case公司、德国的Mengle公司、道依茨公司生产的玉米联合收获机,绝大部分是在小麦联合收获机上换装玉米割台,并通过调节脱粒滚筒的转速和脱粒间隙进行玉米的收获。
主要表现在以下几个特点:(1)在保证良好性能的前提下,向高效、大型、大功率、大割幅、大喂入量和高速发展。
喂入量已由一般的5~6千克/秒发展到10~12千克/秒所配发动机的功率最大到243千瓦,正在研发的有276千瓦;割台最大割幅已超过9米。
配谷物联合收割机的玉米割台由收割4~6行发展到收割8行。
发动机功率为19千瓦。
最高作业速度超过3.6千米/小时。
(2)向扩大机器的通用性和提高适应性发展。
除发展多种专用割台(大豆、玉米、向日葵、水稻或捋穗型割台)外,同一台机器还可配不同割幅的割台以适应不同作物和不同单产的需要;改进机体结构(如收割台的仿型机构、清粮室的自动调平装置等),使其更好地适应不同作物和倾斜地面;行走装置配置多种宽度的轮胎、履带,以提高工作的适应能力。
(3)对保持收获中低损失率、高清洁度的主要工作部件的研究更为深入新型脱粒分离装置的研究,以提高生产率,减少谷粒损失为目标,是现代玉米联合收割机最主要的发展趋势。
在传统的纹杆切流滚筒及键式逐镐器的脱粒分离装置之后,双滚筒横置的轴流式结构广为应用,继而又研制了单滚筒或双滚筒纵置的轴流式脱粒分离结构,大大提高了脱粒率。
(4)新材料和先进制造技术的广泛应用使产品性能更好,可靠性更高将玉米联合收割机机架、割台体加大壁厚或加强骨架,用大直径薄壁钢管作轴,纹杆进行表面硬化处理;各种联合收割机在易堵塞的部件上设置各种快速切离的安全装置,传动胶带采用新的结构和材料;切割装置都进行8小时以上磨合试验和升温运转试验;重要工作部件装机前的磨合试验或试运转,严格保证体系。
(5)广泛应用机电一体化和自动化技术,向舒适性、使用安全性、操作方便性方向发展为改善驾驶员工作条件,普遍装有现代化的密闭驾驶室以隔热、隔噪音;转动部件转速、收割机切割高度、谷物损失量、粮箱填充量、排草堵塞等配有信息显示;自控装置包括自动对行、割茬高度自动调节,自动控制车速,自动停车等;安全生产的警报输出和互锁补偿系统有故障警报、信号报警或语音报警、启动耳锁、单柄操作互锁、运输与收获互锁等功能。
(6)向智能化收获机发展集全球卫星定位系统,地理信息系统和遥感系统于一身的"精准农业"技术在智能化玉米收割机上的应用是当今收获机械化最新、最重要的技术发展。
通过以上的比较不难发现,我国的玉米联合收获机械的现状跟国外一些先进技术相比还有相当大的差距,我国的科研人员在机器的制造质量和可靠性、发展模式及如何使农艺和农机相结合等科研课题上,应该有很大的发展空间。
1.4现有玉米秸秆青贮机械收获的方法现有玉米秸秆青贮机械收获的方法有5 种:(1)整秆侧后输送铺放。
拨禾轮把秸秆拨向割台扶持切割秸秆后,秸秆由输送链输送到机组一侧或侧后方铺放。
玉米果穗需要人工提前摘穗或者铺放后摘穗,秸秆收集后利用铡草机粉碎,然后进行青贮或饲喂。
图1-1 4G-2.2C 型玉米收获机图1-2 4YZQ-4 自走式穗茎兼收玉米收获机(2)运输车伴行饲草收集。
玉米果穗由联合收获机或人工收获,秸秆分别由联合收获机的粉碎装置和秸秆切碎回收机(青贮机)粉碎后抛送到伴行的运输车上。
代表机型有山东海山集团的4YZQ-4 自走式茎穗兼收玉米收获机(图1.2)、石家庄中州机械制造有限公司的4JQHSJ-170 型秸秆切碎回收机等。
图1-3 MR-810 细断型玉米青贮收获机图1-4 穗茎兼收型玉米联合收获机(3)穗茎兼收玉米联合收获。
背负式或自走式玉米收获机收获玉米时,将秸秆切碎回收到集草箱,集满后再卸到运输车上。
代表机型有山东向农公司生产的穗茎兼收玉米联合收获等。
图1-5 XDNZ-2600 型自走式玉米青(黄)贮饲草料收获机(4)青(黄)贮饲草料收获。