滴灌帶收集裝置的設計【說明書+CAD+SOLIDWORKS】,說明書+CAD+SOLIDWORKS,滴灌帶收集裝置的設計【說明書+CAD+SOLIDWORKS】,滴灌,收集,搜集,采集,裝置,設計,說明書,仿單,cad,solidworks 塔里木大學畢業(yè)論文 前 言 滴灌帶不及時回收對作物的影響是極為嚴重的，消除滴灌帶污染， 保持良好的自然生態(tài)環(huán)境，將成為滴灌帶技術能否長久和持續(xù)應用下去的關鍵，也是關系到土地生產力的發(fā)揮和造福子孫后代的重大問題。因此研究滴灌帶回收機械化對發(fā)展我國當地農業(yè)生產的意義十分重大。 滴灌帶依靠人工回收，效率低，回收率過差，而機收的作業(yè)效率是人工收滴灌帶的幾十倍，效率高，不僅減輕了農民的勞動強度，還可極大的緩解滴灌帶回收勞動力緊張的局面。目前滴灌帶回收技術沒有得到廣泛的推廣，大部分農民還是使用原始的中耕器或自己做的弾齒式滴灌帶回收機進行回收作業(yè)，由于機具簡單，而且一部分農戶只是在來年春天才用耙子樓一樓甚至不收，因此回收率低。政府必須制定長期實施規(guī)劃， 大力及補貼等措施來推動農民積極性?；厥盏喂鄮аh(huán)利用降低購買滴灌帶的價格，增加農民收入。 通過選型實驗， 篩選出較為先進、安全、可靠、適用機型推廣給廣大農機戶，減少盲目購機的損失，加大補貼額度，增加農戶購機熱情，通過示范推廣積極宣傳增強農戶環(huán)保意識，才能全面推動滴灌帶回收機械化技術的推廣和應用。棉田、麥田等推廣采用滴灌技術市場前景廣闊。研究滴灌帶回收機械化具有重要意義。 12 屆畢業(yè)設計 滴灌帶收集裝置的設計與仿真 設計說明書 學生姓名 學 號 所屬學院 機械電氣化工程學院 專 業(yè) 農業(yè)機械化及其自動化 班 級 12-1 指導教師 日 期 2012.6 塔里木大學教務處制 塔里木大學 畢業(yè)論文（設計）開題報告 課題名稱 滴灌帶收集裝置的設計與仿真 學生姓名 學 號 所屬學院 機械電氣化工程學院 專 業(yè) 農業(yè)機械化及其自動化 班 級 12-1 指導教師 起止時間 2011.12.1—2012.5.26. 機械電氣化工程學院教務辦制 滴灌帶收集裝置的設計與仿真開題報告正文 1課題來源及研究的目的和意義 滴灌技術是針對實際生產需求, 在棉田滴灌技術的基礎上發(fā)展起來的, 是對密植作物灌溉的一次改革, 也是荒漠綠洲灌溉農業(yè)發(fā)展的必然趨勢。 隨著滴灌帶技術在大田作物中的大面積采用，滴灌帶的回收已成為人們迫切解決的問題。滴灌帶的用量非常大，是滴灌作業(yè)一項較大的投資。滴灌帶不及時回收對作物的影響是極為嚴重的，勢必影響來年的使用，特別是多年使用的滴灌帶，如果殘存在土壤中將會影響土壤結構，影響作物生長[1]。因此，滴灌帶的回收和重復使用是降低滴灌投資、節(jié)省費用的重要措施，對土壤保護也是有積極的意義。目前，人們進行滴灌帶的回收主要采用的是人工回收，卷成帶卷，這樣的勞動強度較大，投入人力較多，作業(yè)效率低，尤其是大面積回收則需要的勞動量較大，從而提高了相應的回收成本，而且回收的帶卷松散，堆放在一起，雜亂無章，不利于分類，不利于搬運和儲存，甚至一部分農戶只是在來年春天才用耙子樓一樓甚至不收。消除滴灌帶污染，保持良好的自然生態(tài)環(huán)境，將成為滴灌帶技術能否長久和持續(xù)應用下去的關鍵，也是關系到土地生產力的發(fā)揮和造福子孫后代的重大問題。因此研究滴灌帶回收機械化對發(fā)展我國當地農業(yè)生產的意義十分重大。[2] 滴灌帶依靠人工回收，效率低，回收率過差，而機收的作業(yè)效率是人工收滴灌帶的幾十倍，效率高，不僅減輕了農民的勞動強度，還可極大的緩解滴灌帶回收勞動力緊張的局面。目前滴灌帶回收機技術還不夠成熟得不到廣泛的推廣，因此滴灌帶回收機械化技術需要進一步研究制造。[3]回收滴灌帶循環(huán)利用降低購買滴灌帶的價格，增加農民收入。 目前棉田、麥田、甜菜、番茄、辣椒等推廣采用滴灌技術市場前景廣闊，滴灌面積廣闊，滴灌帶使用量日益劇增。因此，研究滴灌帶回收機械化具有重要意義。 2 課題所涉及的問題在國內外研究的現狀及分析 2.1國外滴灌帶收回機械 滴灌帶技術是當今世界上最先進的節(jié)水灌溉技術之一，以美國、以色列應用的滴灌帶技術不使用地膜，直接用滴灌帶 滴灌帶回收處理是世界各國面臨的一個棘手僅次于殘膜回收的問題。英國和前蘇聯(lián)主要是采用懸掛式回收機,在殘膜回收機械裝置上經過改進而研制的滴灌帶回收裝置。 以色列是研究滴灌帶回收裝置起步較早的國家之一, 利用收卷機來回收滴灌帶, 效果較好。以色列所用滴灌帶較厚強度高, 鋪滴灌帶主要用于幫助澆水施肥,滴灌帶在田間停留時間較長, 一般是在作物收獲后才開始回收滴灌帶。 歐美國家為防止殘膜滴灌帶污染危害, 一方面推廣使用高強度、耐老化, 可以連續(xù)使用2～3 年。采用收卷式回收滴灌帶和殘膜。另一方面, 積極開發(fā)研制新型產品, 防止滴灌帶及地膜降解, 使殘膜滴灌帶經一定時期自動分解成無害物質混入土壤。 在農業(yè)機械科研領域，國外的農業(yè)機械應用技術是比較先進的，但是在滴灌帶回收機械的運用上，國外目前應用較多的是半機械化作業(yè)的滴灌帶回收機械，DuboisAgrinovation生產的Mulch Lifter 1800 Challenger；Plastic mulch lifter, RobertMarvel Plastic Mulch LCC生產的Model98Mulch Lifter；美國Kennco Manufacturing, Inc.公司開發(fā)的等，這幾種型號的滴灌帶回收機的工作原理基本一致[4]。比如美國Kennco Manufacturing, Inc.公司開發(fā)的PS610型殘膜滴灌帶回收機，其由機架、地輪、地輪竊膜刀、起膜鏟和切斷圓盤等組成。機器工作時，由拖拉機作為牽引力，地輪切刀先將地膜兩邊影響起膜的雜草和根莖等切斷，然后由起膜鏟將地膜掀起，并且將地膜上的土等雜物抖落，最后由切斷圓盤將地膜由中部切開，以便于人工撿拾。[5]該機型主要用于作物收獲后的地膜滴灌帶回收，其工作幅寬可以根據地膜寬度進行調整，成本低，結構簡單。在國外已經得到了推廣應用。從其工作原理可以看出，該型滴灌帶回收機只是將滴灌帶挑起，并不能完成機械撿拾滴灌帶，只能靠人工將挑起的滴灌帶撿拾起來，其工作效率先對比較低。 2.2國內滴灌帶收回機械 2.2.1 在半自動起膜機基礎上，以色列、英國、美國、前蘇聯(lián)和日本等國都先后開發(fā)了全機械化殘膜回收機具，如圖1-1和1-2所示。 1-1 1-2 該機型一次可以完成兩行或兩行以上的收膜作業(yè)，工作效率比半機械化滴灌帶回收機高很多，但是也存在很多問題：①該型滴灌帶回收輥兩個相對的圓錐軸，因此在開始卷滴灌帶和滴灌帶斷裂后都要人工進行重新卷滴灌帶，影響了機器的工作效率；②在進行滴灌帶回收時，要求滴灌帶要有一定的強度，否則在收滴灌帶過程中，隨著滴灌帶上的雜土雜物的增加積累會導致滴灌帶斷裂，造成工作中斷，影響工作效率；③根據該機型的工作原理可知，該機型只能對長而完整的滴灌帶精心回收，而對于短碎的滴灌帶卻不能進行撿拾。 2.2.2 2002.石河子大學，王婉珠，馬本學，錢興盛，吳雪飛.研制了8SG-4型農田滴灌毛管回收機.[7]主要由地輪、調速機構、機架、懸掛架、仿形機構、卷筒、變速裝置、排管機構等組成，其結構簡圖如圖1所示: 主要技術參數1）外形尺寸（長*寬*高）：4560*1300*1435 mm2）結構重量：865kg；2）工作幅寬：3.6 m；3）收管行數：4 行；；5）作業(yè)速度：3.5～4 km/h；6）生產率：1.3-4.0 hm2 /h ； 本機的主要創(chuàng)新點為：采用相應的機構解決了繞管速度與拖拉機前進速度的同步問題，結構簡單的排管機構保證毛管在卷筒上排列緊而整齊。毛管回收機配套動力為輪式拖拉機，運輸時由拖拉機懸掛，工作時由拖拉機牽引，回收機的地輪機構作為動力源，通過鏈傳動、皮帶傳動將動力分別傳到卷筒及排管機構，必須設計卷繞毛管的圓柱形卷筒。本機為使毛管在卷筒上排列整齊，設有排管機構。毛管回收機的前進速度與拖拉機前進速度相同，基本保持不變，但隨著卷筒上卷盤直徑逐漸增大，卷筒的繞管速度是不斷增加的。工作時，若繞管速度小于拖拉機前進速度，將出現毛管來不及回收的現象；若繞管速度大于拖拉機前進速度將出現扯斷毛管的現象。[10][11]為此，必須設計一無級變速裝置及相應的調速機構，以確保繞管速度基本與拖拉機前進速度同步。繞管速度隨卷筒上卷盤直徑而變化，為使卷盤直徑的變化及時反映到無級變速裝置上，此回收機還設有一仿形機構。[12] 當8SG-4型農田滴灌毛管回收機工作時存在不足之處（1）卷筒上毛管卷盤直徑逐漸增大時，不能確保繞管速度與拖拉機前進速度同步，此回收機的傳動比不夠完善（2）不能確保毛管在卷筒上排列整齊和滴灌帶的緊密纏繞（3）毛管在卷筒上卷滿后拆卸不便、安裝不方便。（4）配套動力至少40kw，據調查在大多農戶還是使用小馬力小四輪，帶動此回收機尚有不足。[13][14] 目前，此滴灌帶回收機在田地工作時其設計與現實不夠匹配、完善。作為改進的技術方案，在機架的后端設有兩個立桿，收帶轉輪設于立桿的外側，軸的兩端為方軸，兩個收帶轉輪套接在方軸上，為了調節(jié)兩個收帶輪之間的距離，在收帶轉輪兩側的方軸上設有固定套，固定套上設有銷釘。為方便毛管卷盤的拆卸，設計有鐵皮筒，纏繞毛管前必須先將鐵皮筒卷在卷筒上，再將毛管從排管機構的下方通過導管輪下方纏繞到卷筒上。[8]當卷筒上毛管卷滿后，撥動卷筒兩側的分離撥叉，取下卷筒和毛管卷盤后，再將鐵皮筒卷在卷筒上，重新安裝到毛管回收機上。卸下的毛管卷盤，必須用繩子或廢毛管扎好放在地頭，以便運走。傳送皮帶、傳動鏈條的傳動比設計應保證繞管速度與拖拉機前進速度同步。[9] 3 課題所涉及的任務要求及實現預期目標可行性分析 目前滴灌帶回收機械存在問題( 1) 滴灌帶回收機技術不過關。一是可靠性不高;二是適應性差; 三是生產效率較低。( 2) 滴灌帶回收機具功能單一。( 3) 滴灌帶質量及規(guī)格問題。我國目前的滴灌帶非常薄( 0.2～0.3 mm) 抗拉強度不高, 給后期的滴灌帶回收帶來困難。 這些根據機械手冊和拖拉機牽引力以及拖拉機速度可以設計出來；所用的材料要求不是很高，作業(yè)速度和生產率都是可以通過計算得出；毛管回收機配套動力為輪式拖拉機，運輸時由拖拉機懸掛，工作時由拖拉機牽引，拖拉機傳動軸機構作為動力源，通過鏈傳動、皮帶傳動將動力分別傳到卷筒及排管機構，必須設計卷繞毛管的圓柱形卷筒。因此，此設計的預期目標是可行的 4 需要重點的、關鍵的問題及解決的思路 對整體進行參數確定，并對回收機部分和繞管速度與拖拉機前進速度同步進行試驗分析。 傳動比大小設計； 傳動形式: 鏈傳動+皮帶傳動； 作業(yè)速度：3.5～4km/h； 生產率：1.3-4.0hm2 /h ； 造價不超過3000元／臺； 操作人員1～2人； 配套動力大小及仿形結構的設計。 機器在工作時一是為了提高操作人員的安全性，不造成傷人事件發(fā)生；二是此滴灌帶回收裝置是在田間作業(yè)，環(huán)境比較惡劣，最好平好田間和道路的溝、埂, 以利于拖拉機進地。。 5 完成本課題的工作條件及解決的辦法 完成本課題需要查閱有關農業(yè)機械學、農機具及機械設計等方面的文獻資料，了解產品性能、用途，以及各個部件、裝置的用途，這就要求我們對機械設計、機械原理、機械制圖等課程熟練掌握。通過上網查閱相關資料了解各部件的作用，根據簡圖想象實物，在草稿紙上畫出草圖。 完成本課題除需要大量的文獻資料外，還需要學校提供計算機等硬件設備，需要用制圖軟件AutoCAD和三維制圖完成對小型水稻種繩捻制機總體設計，及各部分零件的設計。在課題的選定、分析及研究方面都需要請教指導老師。 6 完成本課題的工作方案及進度計劃 第1-3周 查閱相關文獻，撰寫開題報告。 第4-6周 根據當地實際情況確定設計方案。 第7-9周 根據工作要求，計算并查閱相關手冊，選擇和設計各零部件。 第10周 運用AutoCAD軟件，繪制二維零件圖和裝配圖。 第11-12周 運用三維設計軟件完成整機各零部件的三維建模。 第13-14周 從工藝性能，經濟性能，實用性能等方面對產品進行綜合評價、 校核、修正。 第15周 完成設計說明書。 第 16周 答辯。 7 參考文獻 [1] 何文清, 嚴昌榮, 劉爽, 等. 典型棉區(qū)地膜應用及污染現狀的研究[J ]. 農業(yè)環(huán)境科學學報, 2009, 28 (8) : 1 618 [2] 張東興.農用殘膜的回收問題[J].中國農業(yè)大學學報,1998(3):103-106. 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[14]薛文瑾,王春耀,朱振中,王曉冬.卷膜式棉花苗期殘膜回收機的設計[J].農業(yè)機械學報2005,36( 3) : 148- 149. [15]馮斌, 王學農, 陳發(fā).殘膜回收技術與機具的發(fā)展[J].農機化2003, ( 4) : 58- 59. [16]徐佰華。三點懸掛式滴灌帶回收機[P]機械學報.2006,46（8）138- 145. 學生簽名 王瑞鋒 2011 年 12 月 23 日 指導教師審閱意見 指導教師簽名 年 月 日 塔里木大學畢業(yè)論文 目 錄 1.概述 1 1.1國內外殘余地膜回收裝置研究現狀 1 1.2國外滴灌帶收回機械 1 1.3國內滴灌帶收回機械 2 1.4本課題需要重點研究的、關鍵的問題及解決的思路 2 2.設計總結構 3 2.1工作原理及過程 3 3.傳動軸的設計 3 3.1軸的設計 3 3.2軸的強度校核 4 4.滴灌帶繞繩器的設計及原理 5 4.1組成結構及工作原理 5 4.2工作原理 6 5.螺桿和導向螺套的設計 7 5.1螺桿的設計 7 5.2導向套的設計 7 6.鏈輪設計 8 6.1小鏈輪的設計 8 6.2雙鏈輪的設計 9 7.變速器的選用 11 8.其他部件的設計 11 8.1 軸承的選擇 11 8.2.割刀鏟的設計 12 8.3牽引架裝置 13 8.4行走輪 14 9.結論 15 致謝 16 參考文獻 17 1.概述 目前，在我國中西部地區(qū)的農村，由于干旱缺水，農業(yè)灌溉正逐步采用節(jié)水灌溉的方式，尤其是滴灌的方式，由于節(jié)水效果顯著，正逐步被采用。滴灌技術是針對實際生產需求, 在棉田滴灌技術的基礎上發(fā)展起來的, 是對密植作物灌溉的一次改革, 也是荒漠綠洲灌溉農業(yè)發(fā)展的必然趨勢。 隨著滴灌帶技術在大田作物中的大面積采用，滴灌帶的回收已成為人們迫切解決的問題。滴灌帶的用量非常大，是滴灌作業(yè)一項較大的投資。但是每年都在農田里遺留大量的滴灌帶， 滴灌帶不及時回收對作物的影響是極為嚴重的，勢必影響來年的使用，特別是多年使用的滴灌帶，如果殘存在土壤中將會影響土壤結構，影響作物生長[1]。因此，滴灌帶的回收和重復使用是降低滴灌投資、節(jié)省費用的重要措施，對土壤保護也是有積極的意義。目前，人們進行滴灌帶的回收主要采用的是人工回收，卷成帶卷，這樣的勞動強度較大，投入人力較多，作業(yè)效率低，尤其是大面積回收則需要的勞動量較大，從而提高了相應的回收成本，而且回收的帶卷松散，堆放在一起，雜亂無章，不利于分類，不利于搬運和儲存，甚至一部分農戶只是在來年春天才用耙子樓一樓甚至不收。滴灌帶依靠人工回收，效率低，回收率過差，而機收的作業(yè)效率是人工收滴灌帶的幾十倍，效率高，不僅減輕了農民的勞動強度，還可極大的緩解滴灌帶回收勞動力緊張的局面。目前滴灌帶回收機技術還不夠成熟得不到廣泛的推廣，因此滴灌帶回收機械化技術需要進一步研究制造[3]?；厥盏喂鄮аh(huán)利用降低購買滴灌帶的價格，增加農民收入。 目前棉田、麥田、甜菜、番茄、辣椒等推廣采用滴灌技術市場前景廣闊，滴灌面積廣闊，滴灌帶使用量日益劇增。因此消除滴灌帶污染，保持良好的自然生態(tài)環(huán)境，將成為滴灌帶技術能否長久和持續(xù)應用下去的關鍵，也是關系到土地生產力的發(fā)揮和造福子孫后代的重大問題。因此研究滴灌帶回收機械化對發(fā)展我國當地農業(yè)生產的意義十分重大。[2] 1.1國內外殘余地膜回收裝置研究現狀 殘膜回收處理是世界各國面臨的一個棘手問題。英國和前蘇聯(lián)主要是采用懸掛式收膜機, 工作時松土鏟將壓膜土耕松, 然后將殘膜收卷到羊皮網或金屬網上。收下的膜清洗干凈卷好備用。日本的土壤主要是火山灰土, 土質疏松, 而且地膜強度大、覆蓋期相對短( 1.5～3 個月) , 清除時可保持較大片塊, 利于收膜。以色列是研究殘膜回收機起步較早的國家之一, 利用收卷機來回收殘膜, 效果較好。以色列所用地膜較厚強度高, 鋪膜主要用于幫助種子發(fā)芽出苗期的保墑保溫, 作物出苗后即開始收膜, 地膜在田間停留時間較短, 有足夠的強度保證收卷時不會破碎,易于整膜回收利用。歐美國家為防止殘膜污染危害, 一方面推廣使用高強度、耐老化地膜, 可以連續(xù)使用2～3 年。采用收卷式回收地膜。另一方面, 積極開發(fā)研制新型地膜, 如可降解地膜, 使殘膜經一定時期自動分解成無害物質混入土壤。 1.2國外滴灌帶收回機械 滴灌帶技術是當今世界上最先進的節(jié)水灌溉技術之一，以美國、以色列應用的滴灌帶技術不使用地膜，直接用滴灌帶。滴灌帶回收處理是世界各國面臨的一個棘手僅次于殘膜回收的問題。英國和前蘇聯(lián)主要是采用懸掛式回收機,在殘膜回收機械裝置上經過改進而研制的滴灌帶回收裝置。 以色列是研究滴灌帶回收裝置起步較早的國家之一, 利用收卷機來回收滴灌帶, 效果較好。以色列所用滴灌帶較厚強度高, 鋪滴灌帶主要用于幫助澆水施肥,滴灌帶在田間停留時間較長, 一般是在作物收獲后才開始回收滴灌帶。歐美國家為防止殘膜滴灌帶污染危害, 一方面推廣使用高強度、耐老化, 可以連續(xù)使用2～3 年。采用收卷式回收滴灌帶和殘膜。另一方面, 積極開發(fā)研制新型產品, 防止滴灌帶及地膜降解, 使殘膜滴灌帶經一定時期自動分解成無害物質混入土壤。 在農業(yè)機械科研領域，國外的農業(yè)機械應用技術是比較先進的，但是在滴灌帶回收機械的運用上，國外目前應用較多的是半機械化作業(yè)的滴灌帶回收機械，DuboisAgrinovation生產的Drip irrigation belt 1800 Challenger；Drip irrigation tape recovery machine, RobertMarvel Plastic Mulch LCC生產的Model98Drip irrigation tape recovery machine；美國Kennco Manufacturing, Inc.公司開發(fā)的等，這幾種型號的滴灌帶回收機的工作原理基本一致[4]。比如美國Kennco Manufacturing, Inc.公司開發(fā)的PS610型殘膜滴灌帶回收機，其由機架、地輪、地輪竊膜刀、起膜鏟和切斷圓盤等組成。機器工作時，由拖拉機作為牽引力，地輪切刀先將地膜兩邊影響起膜的雜草和根莖等切斷，然后由起膜鏟將地膜掀起，并且將地膜上的土等雜物抖落，最后由切斷圓盤將地膜由中部切開，以便于人工撿拾。[5]該機型主要用于作物收獲后的地膜滴灌帶回收，其工作幅寬可以根據地膜寬度進行調整，成本低，結構簡單。在國外已經得到了推廣應用。 1.3國內滴灌帶收回機械 2002.石河子大學，王婉珠，馬本學，錢興盛，吳雪飛.研制了8SG-4型農田滴灌毛管回收機.[7]主要由地輪、調速機構、機架、懸掛架、仿形機構、卷筒、變速裝置、排管機構等組成。 本機的主要創(chuàng)新點為：采用相應的機構解決了繞管速度與拖拉機前進速度的同步問題，結構簡單的排管機構保證毛管在卷筒上排列緊而整齊。毛管回收機配套動力為輪式拖拉機，運輸時由拖拉機懸掛，工作時由拖拉機牽引，回收機的地輪機構作為動力源，通過鏈傳動、皮帶傳動將動力分別傳到卷筒及排管機構，必須設計卷繞毛管的圓柱形卷筒。本機為使毛管在卷筒上排列整齊，設有排管機構。毛管回收機的前進速度與拖拉機前進速度相同，基本保持不變，但隨著卷筒上卷盤直徑逐漸增大，卷筒的繞管速度是不斷增加的。工作時，若繞管速度小于拖拉機前進速度，將出現毛管來不及回收的現象；若繞管速度大于拖拉機前進速度將出現扯斷毛管的現象。[10][11]為此，必須設計一無級變速裝置及相應的調速機構，以確保繞管速度基本與拖拉機前進速度同步。繞管速度隨卷筒上卷盤直徑而變化，為使卷盤直徑的變化及時反映到無級變速裝置上，此回收機還設有一仿形機構。[12] 當8SG-4型農田滴灌毛管回收機工作時存在不足之處（1）卷筒上毛管卷盤直徑逐漸增大時，不能確保繞管速度與拖拉機前進速度同步，此回收機的傳動比不夠完善（2）不能確保毛管在卷筒上排列整齊和滴灌帶的緊密纏繞（3）毛管在卷筒上卷滿后拆卸不便、安裝不方便。[13][14] 1.4本課題需要重點研究的、關鍵的問題及解決的思路 滴灌帶回收機械化是一個系統(tǒng)工程?；厥盏喂鄮д麄€系統(tǒng)的研究，對實現過程中機械化、工廠化和設施化產生重大影響。所以要研究設計新型多樣的滴灌帶回收機械，實現機械化，速度化，生態(tài)化。本設計是針對農業(yè)全程機械化中在滴灌技術環(huán)節(jié)而設計的設備。滴灌帶技術全程機械化就是要在滴灌帶生產的各個環(huán)節(jié)運用先進適用的機械裝備進行生產，以改善灌溉生產條件，實現滴灌帶鋪蓋、灌溉、施肥、回收等過程的機械化、一體化，提高滴灌帶生產的技術水平，經濟效益和生態(tài)效益，從而推動農業(yè)生產向規(guī)范化和產業(yè)化方向發(fā)展。另外，滴灌帶回收機械化程度的提高，大大降低了勞動強度，大量解放勞動生產力向二三產業(yè)轉移，有助于農村城市化、工業(yè)化，對提高農民素質和生活質量，實現農業(yè)現代化具有重要的作用。 滴灌帶回收作業(yè)過程中，由于地形，土壤條件以及滴灌帶本身的差異性，滴灌帶繞滾筒的運動存在隨機誤差，影響滴灌帶回收質量。任務重點對繞管速度與拖拉機前進速度的同步問題、保證毛管在卷筒上排列緊而整齊排管機構、起膜割草鏟、滴灌帶滾筒等主要因素進行研究設計分析。探究提高回收質量的可行性更好的途徑。 2.設計總結構 圖1-1 滴灌帶回收裝置簡圖 圖1-1中所示：1為下支架桿，2為連接桿，3為上支架桿，4為萬向節(jié)聯(lián)軸器，5為變速箱，6為機架，7為行走輪，8為收帶轉輪，9為圓形套，10為螺母，11為手柄，12為銷釘，13為固定套，14為齒軸，15為卡槽，16為鏈條，17為驅動輪，18為傳動軸，19為割刀，20為螺桿，21為導向套，22為收帶轉軸，23為倒帶裝置 2.1工作原理及過程 滴灌帶回收機通過設在機架前端的傳動軸、上支架、下支架及連桿和拖拉機連接，其中下支架桿、上支架和連桿與拖拉機構成三角連接，比較穩(wěn)固，并且上支架桿和連接桿的長度都可以調整，以便于調整整個機架的高度，傳動軸通過聯(lián)軸器連接變速箱，為滴灌帶回收機提供動力，卷帶滾筒上上設有軸，軸在收帶輪處斷開，斷開處一側的軸上設有齒軸，在齒軸上設有卡槽，收帶輪通過兩側的固定套固定在軸上，在固定套上設有銷釘，收帶輪通過圓形套互相套接在一起，在通過螺母來緊固，為了拆卸方便，在螺母上焊接有手柄，使用時調好兩個收帶輪的距離，將銷釘固定在卡槽內，可以同時收兩行滴灌帶，滴灌帶的一段穿過機架后部的倒帶器，設在變速箱上的驅動輪為鏈輪，通過鏈條帶動設在軸上的鏈輪和倒帶器上的鏈輪，將滴灌帶左右均勻的纏繞在收帶輪5上，滴灌帶纏滿以后，放松銷釘和螺母，將收帶輪一側的部分連同滴灌帶一起從軸的斷開處卸下，由于收帶輪間設有圓形套，可以將滴灌帶成卷的從收帶轉輪上取下來，便于運輸和保存，再將收帶輪的一側安裝上去，又可以接著回收滴灌帶。 3.傳動軸的設計 3.1軸的設計 1） 查找相關文獻和材料得知一般農用拖拉機的輸出功率為 轉速 由公式： 得 ： 2）初步確定軸的直徑 先按式（15-3）初步估算軸的直徑，選取軸的材料為45鋼，調質處理。根據表取A0=112，于是得 輸入軸的直徑顯然是安裝萬向節(jié)的直徑，為了使所選的軸直徑d1-2與萬向節(jié)的孔徑相適應。故取d=50mm故需同時選擇萬向節(jié)的型號。 查表得，根據輸入功率為33.0kw，所以選擇帶槽檸檬管節(jié)叉尾部。萬向節(jié)的孔徑d1=50mm,故取d1-2=50mm，l1=30mm。萬向節(jié)與軸的周向定位均采用平鍵鏈接，按d4-5由表查的平鍵截面鍵槽用鍵槽銑刀加工長為63mm，同時為了保證齒輪與軸配合有良好的中性，故選擇齒輪與軸轂與軸的配合為；同樣萬向節(jié)與軸連接，選用平鍵鍵槽長為10mm。結構如圖2-1所示： 圖2-1 傳動軸結構簡圖 3.2軸的強度校核 已知：軸的結構如下頁圖。L=800mm，d=50 mm 齒輪的嚙合力： 圓周力： 徑向力： F= F=2445.22×=910.01N 法向力： = Ftan=2445.22×tan11.85°=513.06 N F=F+ F=6486.3 N 外力F作用方向與帶傳動的布置有關，在尚未確定具體布置前，可按最不利情況考慮。 求危險截面的當量彎矩 從圖可見，a-a截面最危險，其當量彎矩為 M= 取折合系數=0.6，代入上式得 M= Nm 計算危險截面處軸的直徑 軸材料為40MB，調質處理，由表14—1查得σ=750 MP，由 表14—3查的許用應力， 則傳動外廓尺寸不致過d≥ mm 考慮到鍵槽對軸的削弱，將d值加大4％，故 d=1.04×38.2=40.2 粗取軸徑為50，合適，安全。 受力圖如圖3-1所示 圖3-1 軸受力扭矩圖 4.滴灌帶繞繩器的設計及原理 此設計是一種強制排繩裝實現整齊緊密排繩的目的 。強制排繩裝置的設計難點在于何實現滴灌帶換向。在滾筒纏帶時 ，當滴灌帶在排帶裝置的作用 下運動到滾筒體的一側時，需要使滴灌帶改變運動方向，向滾筒體的另一側運動。目前，手動換向的強制排繩裝置，其勞動強度大，換向不可靠，安全性差。為此我們設計了一種自動換向的強制排繩裝置，其結構合理，工作可靠，收到了很好的效果。 4.1組成結構及工作原理 組成倒帶器結構如圖4-1所示： 圖4-1 倒帶器 圖4-1中1-主動鏈輪；2-鏈條；3-從動鏈輪；4-左齒輪；5-惰輪；6-螺桿；7-右齒輪；8-滑動桿；9-軸承座；10-導向套；11-導帶輪；12-觸頭；13-止轉軸；14-換向桿；15-碟簧；16-撥叉；17-牙嵌離合器；18-撥環(huán)；19-立軸；20-擺桿 該自動換向強制排繩裝置主要由傳動、工作和換向3部分組成(如圖4-1)。傳動部分包括主從動鏈輪、鏈條、左右錐齒輪、惰輪、牙嵌式離合器和螺桿；主動鏈輪與滾筒體固連，從動鏈輪與左齒輪固連，左右錐齒輪均空套在螺桿軸上，牙嵌式離合器與螺桿用滑鍵聯(lián)接，離合器兩端面與左右錐齒輪端面可由三角形牙嵌配合。 工作部分由導向套、導繩輪、觸頭和止轉軸組成；導向套與螺桿之間有傳動螺紋配合，觸頭與導向套固連，導繩輪可在導向套上旋轉，止轉軸用來防止導向套產生轉動。 換向部分包括換向桿、串聯(lián)式碟簧、滑動桿、撥叉、撥環(huán)、立軸和擺桿。碟簧用于壓緊換向桿，與滑動桿可以在軸承座立板孔內滑動，撥叉和擺桿均與立軸固連，立軸可以在齒輪箱蓋板孔內轉動，撥環(huán)空套在離合器的環(huán)形槽內。 4.2工作原理 使用前，先通過控制滑動桿，使離合器處于中間位置，此時離合器與左右錐齒輪均脫開，再調整好導向套與滾筒上滴灌帶之間的相互位置，然后根據滴灌帶的纏繞方向使離合器偏向一側。例如，按圖4-1帶的纏繞方向，離合器應偏向右齒輪，即滑動桿應偏向左端。 在滾筒纏帶時，主動鏈輪與滾筒一起以轉動(如圖 1)，鏈條帶動從動鏈輪以n2轉動，再通過左齒輪、惰輪、右齒輪、離合器帶動螺桿以n3轉動；螺桿上的右旋螺紋推動導向套以v向左移動，導繩輪帶動滴灌帶向左整齊排列。 當滴灌帶排列接近滾筒左端時，即導向套移動到螺桿左端時 ，導向套上的觸頭推動換向桿向左擺動，換向桿推動滑動桿向右移動，滑動桿通過擺桿、立軸、撥叉和撥環(huán)推動離合器偏向左齒輪，左齒輪帶動離合器和螺桿以n2轉動。n2與n3等值反向，螺桿帶動導向套向右移動，從而帶動滴灌帶向右排帶。 在設計時，還要考慮螺桿直徑，以滿足剛度和強度要求。所以只要選擇合適的鏈傳動比和螺桿傳動螺紋，就能滿足設計要求。 5.螺桿和導向螺套的設計 5.1螺桿的設計 （1）導向螺桿采用45號優(yōu)質碳素結構鋼制造。 （2）螺桿直線度誤差按GB1184中的D級公差選用，但每100mm不得超過0.6mm；螺紋公差一般按GB5796.4中的9c級精度制造。 （3）一個螺距誤差(包括周期誤差)不大于0.025mm。螺距最大累積誤差：在25mm內不大于0.035mm，在100mm內不大于0.05mm，在300mm內不大于0.07mm；長度每增加300mm，可增加0.02mm，但絲桿全長最大累積誤差不超過0.15mm。 （4）螺紋工作表面必須光潔， 無毛刺，其粗糙度Ra值不大于6.3μm。 螺桿設計如圖5-1所示： 圖5-1 螺桿 5.2導向套的設計 （1）導向套材質選用ZQAl10Fe36鑄造制造。 （2）螺紋公差應按GB5796.4中的9H級精度制造。 （3）螺紋工作表面必須光潔，無毛刺，其粗糙度Ra值不大于6.3μm。 （4）螺母的螺紋軸線與支承外圓的同軸度及與推力軸承接合平面的垂直度均不得低于GB1184中的8級精度。 （5）鑄造螺母的螺紋工作面上不允許有氣孔、砂眼及裂紋等缺陷。 導向套設計結構如圖5-1所示： 圖5-1 導向套 6..鏈輪設計 6.1小鏈輪的設計 已知條件：小鏈輪齒數Z=19，鏈條節(jié)距p=19.05mm，鏈條的滾子外徑d1=11.91，內節(jié)內寬b1=11.72，內鏈板高度h2=18.13 （1）分度圓直徑 公式按表12-2-13，名稱-----分度圓直徑d。 p--------配用的鏈條節(jié)距。 Z--------鏈輪齒數。 （2）齒頂圓最大直徑damax 公式按表12-2-13，名稱-----齒頂圓直徑da。 d-----分度圓直徑。 p--------配用的鏈條節(jié)距。 d1--------鏈條的滾子外徑。 （3）齒頂圓最小直徑damin 公式按表12-2-13，名稱-----齒頂圓直徑da （4）齒根圓直徑dr 公式按表12-2-13，名稱-----齒根圓直徑dr。 d-----分度圓直徑。 d1--------鏈條的滾子外徑。 （5）分度圓弦齒高h 最大分度圓弦齒高 公式按表12-2-13，名稱-----分度圓弦齒高h。在12-112頁。 （6）齒寬bh (公式按表12-2-14，名稱-----齒寬bh。) （7）齒側倒角ba (公式按表12-2-14，名稱-----齒側倒角ba。) 小鏈輪及鏈條的結構如圖6-1所示 圖6-1 小鏈輪及鏈條的結構 6.2雙鏈輪的設計 已知條件：小鏈輪齒數Z=27，鏈條節(jié)距p=19.05mm，鏈條的滾子外徑d1=11.91，內節(jié)內寬b1=11.72，內鏈板高度h2=18.13 （1）分度圓直徑 公式按表12-2-13，名稱-----分度圓直徑d。 p--------配用的鏈條節(jié)距。 Z--------鏈輪齒數。 （2）齒頂圓最大直徑damax 公式按表12-2-13，名稱-----齒頂圓直徑da。 d-----分度圓直徑。 p--------配用的鏈條節(jié)距。 d1--------鏈條的滾子外徑。 （3）齒頂圓最小直徑damin 公式按表12-2-13，名稱-----齒頂圓直徑da。 （4）齒根圓直徑dr 公式按表12-2-13，名稱-----齒根圓直徑dr。在12-112頁。 d-----分度圓直徑。 d1--------鏈條的滾子外徑。 （5）分度圓弦齒高h 最大分度圓弦齒高 公式按表12-2-13，名稱-----分度圓弦齒高h。在12-112頁。 （6）齒寬bh (公式按表12-2-14，名稱-----齒寬bh。) （7）齒側倒角ba (公式按表12-2-14，名稱-----齒側倒角ba。) 如圖6-2所示 圖6-2 雙鏈輪及鏈條 7.變速器的選用 總傳動比 分配傳動裝置傳動比 式中i,i分別為鏈傳動和減速器的傳動比。，初步取i=2.8，則 分配減速器的各級傳動比 所選的減速器為傳動比i=8二級減速器,此時減速器的齒輪與滾筒上的齒輪相同傳動比i=1。 在繞繩器上的齒輪與滾筒中雙排鏈輪的傳動比i=2。繞繩器為絲杠式，使得最終繞繩器的轉速為6.761r/min。 8.其他部件的設計 8.1 軸承的選擇 主軸通過粉碎室內腔，其兩端由軸承固定在機架上。根據軸受力和軸徑的不同，，本設計選用的軸承是：深溝球軸承。 已知此處軸徑，所以選內徑為35mm的軸承，在機械設計手冊中選擇深溝球軸承；查表6-1，選擇型號為6007 GB/T276—94的軸承。另一處已知軸徑為，所以選內徑也為35mm的軸承，選擇型號也為6007 GB/T276—94的軸承。所選的軸承基本參數如下： 軸承外徑： b=35mm；D=62mm；B=14mm 基本額定動載荷：Cr=16.2kN 基本額定靜載荷：Cor=10.5kN 8.1.1 鍵的選擇 根據軸的直徑的不同，應該選擇不同型號的鍵，另外，鍵的長度也有一系列的標準，應該優(yōu)先選用第一系列，在以上的說明書中知道安裝鍵的軸有兩處，分別是第一段和第二段。第一段的直徑為35mm，第二段的直徑為37mm，根據以上的數據選擇兩個相同的鍵：GB/T1096 鍵 從機械設計手冊表4-1中查得鍵的截面尺寸為：寬度，高度。由聯(lián)軸器的標準并參考鍵的長度系列，可以確定取此鍵的長度（比伸入到聯(lián)軸器的深度短一些）。 8.1.2 校核鍵聯(lián)接的強度 軸和聯(lián)軸器的材料是鋼和鑄鐵，且屬于靜聯(lián)接由文獻12的表6-2查得許用擠壓應力為[σp]=120-150MPa,取其平均值，[σp]=135MPa。 鍵的工作長度為， 鍵與輪轂的鍵槽的接觸高度為。 由文獻1的式6-1可得 M—傳遞的轉矩（N.M） d—軸的直徑（mm） l—鍵的工作長度（mm）;A型，l=L－b k—鍵與輪轂的接觸高度（mm）;k=h－t,h為鍵的高度， b—鍵的寬度（mm） t—切向鍵工作面寬度（mm） —鍵的許用切應力（MPa） —鍵連接的許用擠壓應力，(MPa) 可見聯(lián)接的擠壓強度滿足，即該鍵可以正常工作。 8.2.割刀鏟的設計 圖8-1 割刀鏟 8.2.1割刀鏟的作用 割刀鏟的功用主要是在滴灌帶回收機械中回收帶輪的前端，設有割刀，用來劃開地膜及壓在滴灌帶上方的雜草碎土，以便滴灌帶能夠順利的唄收起，從而防止滴灌帶受拉力過大而斷裂。 8.4.2割刀的構造： 割刀鏟的結構圖8-1所示 （1）.割刀的類型及選擇 根據所種植的要求，地區(qū)氣候和土壤條件的不同，栽植機應采用相應的開溝器。開溝器機構類型按其入土角不同，可分為銳角割刀。 設計選用鋤鏟式銳角割刀的入土工作面與地平面的夾角，即入土角a＜90°,由曲線形支柱、前頰板和兩側組成。 割刀鏟支柱的部分可以與地面垂直，也可以稍向后方傾斜。向后傾斜清楚纏草的效果較好。割刀兩側板的距離應保證與滴灌帶由一定的距離，以免滴灌帶唄割刀鏟劃斷，影響滴灌帶的回收效率。 （2） .側板，擁有兩個側板分布兩邊，因為不需要防止回土，所以兩個側板不必設計為曲面，只需做成兩個平面即可。割刀尖，是最先破土的部分，也是破土最深的部分，在破土過程中可能遇到草根，磚石等較硬的物體，所以需用強度較高的且耐磨的材料加焊一層，以增加其強度，而達到其性能要求。做到破土快，破土深，不會被擋且不易粘土等要求。 （3） .后立柱，用于將開溝器固定在懸架上，在工作中推動開溝器向前行進。焊在開溝器的后側，用實心鋼做成，以承受較大的扭力，保證在工作中能推動開溝器向前向下移動而不會變形。 （4） .后支撐柱，焊在兩側板和后立柱上，用來支撐兩側板，防止兩側板在工作中受力較大而向內變形。 （5） .空心方鋼，焊在后支撐柱上，用來放施肥用的橡膠管。圖3-1開溝器圖形1．后立柱 2.側板 3.開溝器尖 4.空心方鋼 5.后支撐柱因為開溝的深度要符合工藝要求，所以開溝器必須可以調節(jié)，也就是開溝器的后立柱必須足夠長，設置最高處離地高度為1000mm。為方便開溝器入土，開溝器兩側板夾角定為60o。 8.2.3割刀鏟的性能要求 一個良好的開溝器必須符合下列要求 （1）.開出的溝要深淺一致，溝形整齊、平直，開溝深度能在一定范圍內調節(jié)，以適應不同作物的植深要求。 （2）.開溝時不亂土層，不應入土較深，應將滴灌帶附近的雜草碎土稍微一動不影響滴灌帶的回收即可。 （3）.應有一定的回土作用，使細濕土將苗根全部覆蓋，以利于快速成長。 （4）.要有良好的入土性能和切土能力，工作可靠，不易被雜草、殘茬和土塊堵塞。 （5）.結構簡單，工作阻力小，調整、維護方便。 8.3牽引架裝置 圖8-2 牽引架 8.3.1固定式牽引裝置組成部分 拖拉機的牽引裝置用來聯(lián)接牽引式機具或拖車。常用的牽引裝置有固定式和擺桿式兩種。在該設計中選擇的是一種由下支架1、上支架3及連桿2和拖拉機連接，其中下支架桿1、上支架3和連桿2與拖拉機構成三角連接，比較穩(wěn)固，并且上支架桿3和連接桿2的長度都可以調整，以便于調整整個機架9的高度，其結構如圖8-2所示 8.3.2牽引裝置的基本要求 發(fā)動機功率在14.7kW以上的拖拉機，其牽引裝置的主要尺寸、位置和結構應符合“農業(yè)拖拉機牽引裝置”標準GB2780—81的規(guī)定： （1).牽引裝置末端應采用U型牽引鉤，其中一個顎片最好作成可拆卸的。 (2).牽引鉤應布置在拖拉機縱向中心平面內，并能在水平方向調節(jié)左右位置，最好還能在鉛垂方向調節(jié)上下位置。 (3).牽引鉤單獨使用時，應保證離地面高度尺寸；牽引鉤與動力輸出軸配合使用時，應保證兩者之間的垂直距離，并且牽引鉤應能鎖定，使聯(lián)接孔位于動力輸出軸的正下方。 4.牽引銷應能可靠鎖定，防止脫落。 8.4行走輪 8.4.1行走輪的組成部分 行走輪由輪、輪軸、支架、支臂和調節(jié)絲杠等做成。行走輪安裝在橫梁下兩側上。工作時可調節(jié)行走輪與后機架的現對高度，以適應不同耕深的要求，其結構如圖8-3所示。 8.4.2行走輪的作用 行走輪的作用是驅動行走和控制耕深，行走過程中是對機身的一種支撐，又是對機組的驅動，在工作狀態(tài)承受土壤支反力和滾動阻力。它對于開溝器的受力平衡和耕深穩(wěn)定性有很大影響，其位置縱向、橫向配置均在中間開溝器附近。 在堅硬土壤上作業(yè)時，宜將行走輪向前移，以增加行走輪對地面的壓力。在松軟的土壤作業(yè)時，宜將其后移，以減少行走輪對待地表的壓力。 圖8-3 行走輪 9.結論 （1）.該機的設計應用到實際中是要由傳統(tǒng)人工回收滴灌帶向農業(yè)機械化的轉變。需因地制宜，發(fā)展回收滴灌帶的機械化。為了充分利用資源減少自然災害，爭取高產，機械化回收是有效途徑。 （2）.機械化回收代替了人工回收作業(yè)，提高了機械化程度及生產效率。這樣可以解決人工回收過程中的勞動強度大，所需勞動力較多，堆放不整齊，成本高、效率低，工作效率難以保證的問題。 （3）.機械化作業(yè)，提高生產效率，節(jié)省了人力及時間，降低了農民的勞動強度，改善了人們工作環(huán)境，機械化的工作能加快推動經濟作物的發(fā)展。 （4）.機械化回收機的設計應用能夠大力擴展林果業(yè)的快速發(fā)展，是有很重要的現實意義的，特別是在地區(qū)，環(huán)境條件不是很好，一旦大規(guī)模的機械回收滴灌帶發(fā)展起來會很好的給當地帶來一個良好的生活環(huán)境。 （5）.能運用好機械化的工作，因地制宜發(fā)展當地是資源，發(fā)展當地的特色農業(yè)，不僅能給大家一個好的環(huán)境，更能帶來很好的經濟效益，人們的生活水平會更好，向小康生活更邁進一步。該機的設計應用到實際對于提高我國灌溉技術機械化的進程有巨大的推動作用，同時對于我國林業(yè)的經濟效益和生態(tài)效益具有重大意義。 致 謝 首先感謝的是我的指導老師王偉！本設計是在王偉老師的悉心指導下完成的。王老師雖然很忙但是仍然很負責的跟我聯(lián)系，監(jiān)督指導讓我順利完成了畢業(yè)設計。老師無論是在資料的整理，還是在設計的畫圖等各個方面都給予了我大量的指導和幫助，在他的精心指導下，才使得我的設計有步驟的有序的完成，同時也學到了許多書本上學不到的知識，受益匪淺，特致以深深的感謝。 畢業(yè)設計正代表著大學的終結，完成它既有一種收獲感，又有一種失落感，可無論如何它代表著我四年的努力，代表了我四年的歷程。當它終于完成的時候，我不禁想起了很多人，很多事，尤其是辛勤培養(yǎng)我的老師們，謝謝你們！ 四年一個輪回，四年前，我滿腔熱情走進了塔里木大學，而四年后的如今要帶著母校給予的知識離開了，心中滿是不舍與依戀卻注定要走。在此時此刻我最想說的我能說的就是：我的母校我愛您，是你給了我一個高教育的深造的天堂，在您的懷抱里我學習了好多知識，讓我長大了許多；還有就是我的老師，是您們孜孜不倦的教育我們做人、做事的道理，讓我以后的路走的更順利，謝謝您們；還有關心幫助支持我的同學和朋友，和你們在一起的日子是很快樂的，我們在一起學習探討的時光里，我們是互幫互助，共同進步。為了明天的美好我們好好努力吧。衷心的祝愿我的母校越辦越好，蒸蒸日上；祝老師們身體健康，工作順利；祝同學、朋友一路走好，一切順利。 參考文獻 [1]何文清,嚴昌榮,劉爽,等.典型棉區(qū)地膜應用及污染現狀的研究[J].農業(yè)環(huán)境科學學報,2009,28(8):1618 [2]張東興.農用殘膜的回收問題[J].中國農業(yè)大學學報,1998(3):103-106. 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