棉花秸秆粉碎还田机的设计

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前 言

保护性耕作技术是全球农业技术发展的必然趋势，秸秆还田技术是机械化保护性耕作中的一项 关键技术，在农忙期间，使用机械化的秸秆还田技术可以使耕作更为高效化，同时有力推动机械化 还田技术可以避免由于秸秆焚烧而带来的一系列环境污染。本文所研制棉花秸秆粉碎机还田机粉碎 率高，适合大面积田间的秸秆还田。在对秸秆粉碎及灭茬的基本理论分析的基础上，对此机具做了 具体结构方案设计。通过拖拉机传动轴将动力经过联轴器传递给变速箱，变速箱经一轴传递给大带 轮，再有大带轮经皮带传给小带轮，最终由小带轮带动刀轴旋转达到秸秆粉碎还田的目的。

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塔里木大学毕业设计 

1 引言 

1.1 机械化秸秆还田的目的及意义

我国作为一个农业大国，对于田间作业趋于机械化是一个必然的发展过程，它可以节约劳动力 和提高经济效益。在北方棉花是一种常见的经济作物，过去由于认识上、政策上及经济上的原因， 基本上农民都是在收获以后直接将秸秆焚烧，这样不仅造成了资源的浪费，还污染了环境，随着科 技的发展，生态农业是现代农业的发展方向，作为宝贵资源的秸秆，也开始了被重新利用，而秸秆 直接还田就是其中的主要途径之一[1]  。

将秸秆粉碎后，铺撒在地里有许多作用：①秸秆还田补充土壤养分。②秸秆还田促进微生物的 活动，改善土壤的理化性状。③可以减少化肥的使用量，从而改善环境。④还可以改善农业生态环 境。这样不仅可以从分利用资源，还可以改善我们生活的环境[4]  。 1.2 机械化还田技术的现状

由于我国国土辽阔，南北方差异较大，各地区的耕作制度和农艺要求不同，同时作物的秸秆也 不同，其物理性能和机械性能差异也很大，这就决定了我国机械化秸秆还田技术及配套机具的多样 化。在北方多数是以拖拉机牵引并驱动的秸秆还田机，把站立的棉花秸秆就地粉碎后铺撒在地面上， 数日后犁翻耕土地时把晾晒的秸秆翻埋入土[4]  。

由于机械化秸秆还田技术是利用秸秆最经济最有效的技术，具有较大的经济效益、生态效益和 社会效益，因此外国在研制和生产方面起步较早，发展较快。尤其是意大利、英国，德国、法国、 日本和西班牙等发达国家在该领域处于领先地位。综合国外机械化秸秆还田技术比较完善，机具品 种较多，性能可靠，但价格昂贵。 1.3 机械化秸秆还田技术的发展趋势

虽然我国农具多样化，但就北方而言现在已经在解决秸秆及根茬单项作业的基础上将开发新的 联合作业机具，并在一段时间后将会取代单项作业机具[5]  。收割农作物和秸秆还田机结合，使作业 成本大大降低，灵活度也增加。机械化秸秆还田技术得到政府的高度重视和大力支持，虽然还有许 多问题但前景还是乐观的。 

2 技术任务书

随着人们越来越重视可持续发展和生态环境的保护，农业机械化的装备将得到进一步的发展。 例如农业保护性耕作机械，秸秆综合利用装备。对于秸秆还田是重要的秸秆综合利用，根据市场调 查粉碎秸秆机一般工作幅宽为 1500mm到 2000mm之间不等，其动力一般由拖拉机提供，用拖拉机 悬挂并驱动，使农具的灵活性增加[5]  。由于机械化秸秆还田技术是利用秸秆资源最经济，最有效的

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技术，最具有经济效益，生态效益和社会效益。因此国外在研制和生产方面起步较早，发展很快。 尤其是意大利、美国、英国、德国、法国、丹麦、日本、西班牙等发达国家在该领域处于领先地位。 意大利的OMARV公司尤为突出， 它的产品配套动力26­132kW工作幅宽1.2­6米。 刀片转速1950r/m。 美国万国公司（International Harvester Company Co.）,美国埃兹拉。隆达尔有限公司在此方面的研究 生产水平均很高。此外，国外还研制出拖拉机带动的卧式转子切碎机，幅宽 6m，刀片可更换，转子 最高转速 2000r/min,外壳上有挡板，使茎秆撒布均匀，同时带有遇到障碍物的安全机构。综合国外机 械化秸秆还田技术，技术比较完善，机具品种多，性能可靠，但价格也昂贵。我们可以借鉴国外现 有技术，通过消化吸收，开发出适合我国国情的产品。

一般土地是由一家为单位的耕种，工作面积不会很大，工作量也小，所以一般配套动力为 50 到 65 马力的拖拉机。根据以上内容综合得出本人设计一台外形尺寸为 767×1645×876 并选用55 马力的 拖拉机。 

3 整机设计 

3.1 总体设计

总体设计示意图如图3­1 所示

1—箱传动轴 2—变速 3—皮带出动部分 4—粉碎机罩壳 5—工作部件

图 3­1 总体设计示意图 

3.2 传动机构

其功能是将拖拉机的动力传递到工作部件，进行粉碎作业，它有万向联轴器传动轴、齿轮箱和 侧边传动装置组成。

（1）万向联轴器传动轴连接拖拉机动力输出和齿轮箱输入轴。安装时，带套的夹叉装在粉碎就

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输入轴端，且必须使两个夹叉的开口处在同一平面内。

（2）齿轮箱：它内部装有一对圆锥齿轮，起改变方向和增速的作用。

（3）侧边传动装置：由三角皮带轮组成，采用单侧边传动方式，要起传递动力的作用，另外也 有起过载保护作用和传动比分配的作用。 3.3 工作部件

本机所采用如图一所示的（d）Y 型,采用背靠装置。其尺寸如图 3­2 

所示

图 3­2 Y 型刀示意图 

3.4 秸秆还田机刀片的设计几个问题

（1）甩刀刀片形状的确定：本秸秆还田机主要选用 Y 型 刀片，也可以用其它刀片替换[3]  。Y 型刀片是 L型刀片的改进型，其优点体现在：

（2）消除应力集中或缓解了拐角处的应力集中。

（3）刀片的功耗小，原因是 Y 型刀切割秸秆斜切，即刀片要省力。此类型刀片已形成标准， 代号为 ZBB98008­88. 

（4）刀片的材料选择及其热处理：考虑刀片经常与泥土地、秸秆等磨擦，工作条件极其恶劣， 所以选材要好，要求有较强的耐 磨性和较强的抗冲击韧性。本机选 用 20CrMnTi，热处理工艺：将 刀片加热至 880―900。c,再保温 10分钟。然后用 10%的 NaCl 水溶液淬火，最后在 180­200。C 回火 2 小时，可达到 3.16ha/g的耐磨性和 290J/cm以上的抗冲击韧性（农牧与食品机械，2002） 。

（5）刀片的排列方式：刀片的排列方式对于秸秆是至关重要的，合理的排列方式不仅能使还田 机粉碎质量提高，而且还可以是还田机平衡性能好，减轻还田机的震动。目前大多数秸秆还田机采 用加配重块的方法解决振动问题，这样不仅制造烦琐，而且配重块加入后不同程度的影响粉碎质量， 而甩刀的排列有单螺线排列，双螺线排列，星形排列，对称排列几种，不管哪种排列均应满足：① 刀轴受力均匀， …… 此处隐藏：9886字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……