全液压甘蔗收获机设计毕业论文

1、毕业设计论文专用纸 目 录 摘 要 . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Abstract . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1 前言 . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2 概 述 . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2. 1 甘蔗收割机研究背景. . . . . . . . . . . . 8 2.1. 1 农业机械概况. . . . . . . . . . . . . 8 2.1. 2 甘蔗生长状况. . . . . . . . . . . .

2、. 9 2. 2 甘蔗收获机械的现状分析 . . . . . . . . . . . 10 2.2. 1 我国甘蔗收割机械技术现状 . . . . . . . . . .11 2.2. 2 国外甘蔗收割机械技术现状 . . . . . . . . . . 13 2.2. 3 甘蔗收割技术存在的问题 . . . . . . . . . . . 14 2. 3 甘蔗收获机械的开展对策及前景 . . . . . . . . . . 16 2.3. 1 大力开展甘蔗收获技术的对策. . . . . . . . . . 16 2.3. 2 甘蔗收获机械的开展前景 . . . . . . . . . .

3、. 18 3 双排甘蔗收割机总体方案 . . . . . . . . . . . . . 20 3. 1 甘蔗收割机的组成及性能 . . . . . . . . . . . 20 3.1. 1 甘蔗收割机的整体组成概述 . . . . . . . . . . 20 3.1. 2 甘蔗收割机各部件的工作流程. . . . . . . . . . 21 3. 2 甘蔗收割机的实现原理. . . . . . . . . . . . 24 3.2. 1 甘蔗收割机的实现原理图 . . . . . . . . . . . 24 3. 2.2 甘蔗收割机的实现原理. . . . . . . . . . .

4、 . 24 4 提升装置的设计 . . . . . . . . . . . . . . . 29 4. 1 提升装置的组成和工作原理 . . . . . . . . . . . 29 4.1. 1 甘蔗倒伏姿态的分析 . . . . . . . . . . . . 29 1PDF created with pdfFactory trial version 毕业设计论文专用纸 4.1. 2 提升装置的工作原理 . . . . . . . . . . . . 30 4.1. 3 提升装置的组成. . . . . . . . . . . . 31 4. 2 提升装置的重要零件设计过程 . . . .

5、 . . . . . . . 32 4.2. 1 设计要求和根本参数设定 . . . . . . . . . . . 32 4.2. 2 链传动的设计 . . . . . . . . . . . . . 32 5 转向装置的设计 . . . . . . . . . . . . . . . 46 5. 1 转向装置的组成和工作原理 . . . . . . . . . . . 46 5.1. 1 转向装置的组成. . . . . . . . . . . . . 46 5.1. 2 转向装置的工作原理 . . . . . . . . . . . . 47 5. 2 转向装置的重要零件设计过程 . .

6、 . . . . . . . . . 48 5.2. 1 动力装置的选择. . . . . . . . . . . . . 48 5.2. 2 拨动轮的设计 . . . . . . . . . . . . . 48 6 其他零部件的设计 . . . . . . . . . . . . . . 50 6. 1 轴的设计 . . . . . . . . . . . . . . . 50 6.1. 1 轴的材料 . . . . . . . . . . . . . . 50 6.1. 2 设计要求 . . . . . . . . . . . . . . 50 6.1. 3 主动链轮轴 . . . .

7、. . . . . . . . . 51 6.1. 4 从动链轮轴 . . . . . . . . . . . . . 51 6.1. 5 转向装置连接轴. . . . . . . . . . . . . 52 6. 2 轴承的选用及密封、润滑 . . . . . . . . . . . . 53 6.2. 1 轴承的选用 . . . . . . . . . . . . . 53 6.2. 2 轴承的润滑 . . . . . . . . . . . . . 53 6.2. 3 轴承的密封 . . . . . . . . . . . . . 53 7 提升装置支撑机构的设计 . . . . .

8、. . . . . . . . 54 7. 1 支撑机构的工作原理. . . . . . . . . . . . . 54 2PDF created with pdfFactory trial version 毕业设计论文专用纸 7. 2 液压缸的选用 . . . . . . . . . . . . . . 55 总结 . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 致谢 . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 参 考 文 献 . . . . . . . . . . . . . . . . 60 附录一 外文翻译 . . . . .

9、. . . . . . . . . . 61 原 文： . . . . . . . . . . . . . . . . 61 译 文： . . . . . . . . . . . . . . . . 68 附录二 PLC 外部接线图 . . . . . . . . . 错误！未定义书签。 附录三 PLC 程序. . . . . . . . . . . 错误！未定义书签。 附录四 PLC 指令. . . . . . . . . . . 错误！未定义书签。 3PDF created with pdfFactory trial version 毕业设计论文专用纸 摘 要 随着科学技术的不断开展，农业

10、机械化技术也开展到了一个新的水平；随着农业机械化技术的开展，的甘蔗收割机的创造成为目前各界人士关心的热点问题。 本文介绍了甘蔗收割机的研究背景、甘蔗收获机械的研究现状，分析了甘蔗收获机械的开展对策及前景，表达了双排甘蔗收割机的实现原理和工作过程，详细讲述了双排甘蔗收割机中提升装置、转向装置以及支撑装置的设计过程。这次和同组人员一起设计的的切段式甘蔗收割机能够更独特地更好地适应各种状态下的热带甘蔗的收割，包括倒伏和半倒伏的甘蔗。而且，该收割机在田间作相对自由运动时，不损坏甘蔗杆，也不会将甘蔗拔起。这种双排甘蔗收割机不会提前收割邻排的甘蔗，而且在田间自由运动时不会被甘蔗阻塞入口。其中本人设计的提升

11、装置是用来提升和横向向上别离倒伏的甘蔗，并且用来支撑起倒伏的甘蔗大量的向中心线运动即收割机向着支撑起的甘蔗条往前走。转向装置用于使支撑起的甘蔗杆向中心线横向移动并且在切顶之后，甘蔗进入收割机之前对着收割机的运动方向推进甘蔗。 总之，用机械收割甘蔗已经取得更多更广泛应用，也将代替人工收割。我也期待着能够在市场上早日看见象我们所设计的这种集专业化、智能化，自动化、敏捷化，高效化、小型化、简单化、环保化为一体的甘蔗收割机。 关键 词：甘蔗收割机 提升装置 转向装置 4PDF created with pdfFactory trial version 毕业设计论文专用纸 Abstract Along

12、with the constant developing o f science and technology, the worlds o utfit industry level has got gr eat advance. And along with it, the course of indu strialization has been gr eatly pushed, and so does the technology of far ming mechanization. As a r esu lt, an invention of special cane harvester

13、 with brainpo wer, which is smart, has hig h efficiency, can realize simp lification and auto matization and protect the environment has be e the focus of people o f all classes.This paper introduces the research backgro unds and present situation of cane harvester and analyzes the develop ment coun

14、termeasure in the future. Then it expatiates two-row harvesters working theorem and pro cedure in detail. Besides that, the design of lifting, scroll and suppo rt mechanism are also the key parts. The cho pper-type harvester of the present inventio n is particu larly well suited for harvesting cane

15、which includes semi-erect and lodged cane stalksmo n to high yield varieties of tro pical sugar cane. The harvester includes a front end which allows for relatively free movement of the harvester through the field without damaging cane stalks or polling the roots of the cane out of the gro und. The

16、two-row harvester does not requir e cutting through each ad jacent row of the cane prio r to harvesting, and allows free movement of the harvester through the field without choking the intake of the cane into the har vester. The gatherer mechanism which I have designed for lifting and transversely s

17、eparating fallen cane stalks upwardly and for supporting the fallen cane stalks along substantially a gatherer centerline as the harvester moves toward the supported cane stalks. And a turnaro und device fo r moving the supported cane stalks transversely fro m the gatherer centerline and for thrusti

18、ng the cane stalks in the direction away from forward movement of the harvester after topping the cane stalks and pr ior to receiving the cane stalks into the harvester.In a wo rd, harvesting cane with machine has be e more and more po pular, and it will rep lace 5PDF created with pdfFactory trial v

19、ersion 毕业设计论文专用纸 man force in the end. I also look forward to putting this very kind of cane harvester we desig ned into market as soon as possible.Key words: Cane har vester Scro ll suppo rt and lift mechanism Turnaround mechanism 6PDF created with pdfFactory trial version 毕业设计论文专用纸 1 前言 通过大学四年对根底知

20、识和专业知识的的学习，以及每个短学期的实习，我较系统地学习、了解、掌握了根本理论知识和机械制造专业的专业根底知识。在此根底上，同时在专业老师的指导下，进行了本次毕业设计，我收获颇多。 本次设计的课题是甘蔗收割机的设计，主要负责双排甘蔗收割机的设计。 我国现阶段甘蔗的收割还是主要以手工为主，即使用到的甘蔗收割机在结构和性能上也不完善。甘蔗收获机械技术一直未得到很好的解决，也成为制约甘蔗生产全程机械化的一大因素。因此，甘蔗收获技术的研究，是解决甘蔗高效收割的需要，是农业全面机械化的需要。自动化、高效化的甘蔗收割机成了种植甘蔗的农民的热切期盼。 本次设计的双排甘蔗收割机充分表达了智能化，自动化、敏捷

21、化，高效化、小型化、简单化、环保化等特点，也是所有有志于在农业机械方面作奉献的研究人员在甘蔗收割机方向的研究目标，不难预料，这种收割机在未来的农业机械方面将会占有大的市场。 7PDF created with pdfFactory trial version 毕业设计论文专用纸 2 概 述 2.1 甘蔗收割机研究背景 农业的根本出入在于机械化，实现农业机械化不但是为了有效的解决“三农问题，减轻农民的负担，加速建设我国社会主义现代化农业，缓和参加 WTO 之后我国蔗糖业所受到的严重冲击，而且对于推进生产力的开展，加快世界工业化进程，都有着十分重要的意义。当今世界机床业已经有了很大的开展，无论是

22、CNC 系列还是加工中心，世界上的装备业已经具备了相当的水平。工业机械的飞速开展，小麦收割机、水稻收割机等谷物联合收割机的更新换代，大大的推进了当今世界工业化的进程，这也同样使得甘蔗联合收割机的创造研究成为十分的必要与迫切。 农业机械概况 一农业机械的类型 农业机械分固定作业和田间作业两大类。固定作业的农业机械在作业过程中位置固定不动，其工作部件由内燃机、电动机或由拖拉机的动力输出装置驱动，如各种农产品加工机械等。田间作业的农业机械有自走式及由拖拉机牵引、悬挂、半悬挂等几种类型。它们各自的特点如下： 自走式：本身具有发动机、行走装置、操向装置等。可独立进行田间作业，机动灵活，视野良好，设计时不

23、受拖拉机结构、性能等的限制。但结构较复杂，本钱较高。 牵引式：由拖拉机牵引作业，在工作或运输时其重量均由本身具有的轮子承受。机组的稳定性好，对不平地面的适应性强。但机动性较差，金属消耗量大。 悬挂式：悬挂在拖拉机的悬挂装置上，在运输时全部重量由拖拉机承受。结构紧凑，重量轻，机动性好。但大型、宽幅机具的稳定性和对地表适应性较差，机具重量受拖拉机 8PDF created with pdfFactory trial version 毕业设计论文专用纸 悬挂装置提升能力的限制。 半悬挂式：悬挂在拖拉机的悬挂装置上，但本身还具有转子。在运输时承受机组的部分重量，可减轻悬挂装置所需的提升力。其优缺点介于

24、牵引式和悬挂式之间。 有些田间作业如播种、施肥、施农药等，还可由装有各种工作部件的农用飞机来完成。 二对农业机械的一般要求 农业机械以土壤、作物、牲畜以及水、肥、农药等各种物料为工作对象。由于这些工作对象在类型、品种和特性上的多样性，对各类农业机械的要求也有很大的差异。这些要求还由于不同地区、不同农作物对各项作业要求的不同含禽畜饲养方式的不同而存在不同程度的差异。因此，农业机械应能适应各种不同的条件和不同的农作制，满足各项农业技术要求。 农业机械的设计还必须考虑到在使用新的农业机械以后，能够通过提高劳动生产率，抢赶农时季节，改良作业质量等途径作到增产增收，提高农产品的商品率。同时还要尽可能减轻

25、操作人员的劳动强度，改善劳动条件，保证操作平安。在经济合理的前提下考虑使用农业机械能够综合利用，一机多用。 与一般机械产品相比，农业机械具有工作条件恶劣多变，使用分散，保管条件差，工作部件易磨损等特点。因此要求农业机械作到巩固耐用，平安可靠，使用维修方便。在满足农业技术要求的前提下，尽可能提高产品和零部件的标准化、系列化和通用化程度。 甘蔗生长状况 甘蔗是热带和亚热带地区的一种多年生宿根作物。一年收获一次，是制糖工业的主要原料之一。世界甘蔗主产国有巴西、印度、古巴和中国等。1994 年中国甘蔗种植面积达90.67 万公顷总产量为 5402 万吨，占世界甘蔗总产量的 5居世界第四位。我国的甘蔗生

26、产主要集中在广东、广西、福建、海南、云南等省区。我国是世界甘蔗生产大国，2002年种植面积为 146 万公顷。尤其在广西，作为开展蔗糖业自然条件最优越的地区，蔗糖业开展很快，已形成了广西经济的支柱产业，糖产量已占全国产量的一半以上。蔗糖业是广 9PDF created with pdfFactory trial version 毕业设计论文专用纸 西农民最重要的经济收入来源，也是许多地方财政收入的重要来源。蔗糖业的开展直接影响到广西 1600 多万蔗农的生计和社会的稳定。 我国已参加 WTO,正面对原糖进口配额和关税变化对蔗糖业的冲击，市场竞争十分激烈。就广西总体来说，目前蔗糖生产本钱过高、糖

27、价在国际市场没有任何优势。针对这个严峻局面，为了把广西蔗糖业做大做强，按照“糖厂是建设的主体，农民是种植的主体，政府是效劳的主体的分工，各级政府部门制定了许多扶持开展蔗糖业的有利政策，引导企业以资产重组成纽带，以大型骨干企业为龙头，开展工贸一体化的大型联合糖业集团，对蔗糖产业进行了优化结构和合理布局，重点支持甘蔗地区的开展壮大。制糖企业深化管理手段，提高制糖技术水平，开展甘蔗产品的综合利用。蔗农广泛采用良种良法，实施科学耕作管理技术等。通过上述措施，广西的蔗糖业取得一定成绩，但是占蔗糖生产本钱的70%以上的原料蔗生产技术仍然落后。因此，提高甘蔗生产技术水平，是亟待解决的问题，这个问题的关键是推

28、广良种和采用先进的耕作管理技术。实现先进的耕作管理技术的一个重要方面就是实现甘蔗生产全程机械化，而成熟的甘蔗收获机械技术一直未得到解决，成为制约甘蔗生产全程机械化的瓶颈。 当然，这主要是由于我国各省区的土壤条件和生态环境存在着差异生产出来的甘蔗不管从外观还是从产量上都不相同。例如广东的地形、地貌复杂多样多数土壤属砖红性壤土，土质粘重胆力较大，而且风害严重平均每年有 8 级以上的台风 1.5 次。因此生产出来的甘蔗植株都比拟矮小直径较细，且倒伏弯曲较严重，亩产也较低。云南省那么土质比拟松软，表上较厚，又无台风影响，因此甘蔗植株粗壮高大亩产较高。由于各省区的甘蔗质量和形状都不同，这就给我国甘蔗收获

29、机械的研制和推广带来了一定的难度。 2.2 甘蔗收获机械的现状分析 传统的甘蔗收割方法都是都是基于人的繁重劳动来完成的。主要有两种形式。一种是最原始的收割方式，用刀割断甘蔗，然后再手工剥掉叶子，这种效率极低，劳动强度极大；首先，点燃甘蔗以烧掉其叶子，然后手工的切顶以及把甘蔗打桩，最后机械地把成堆的甘 10PDF created with pdfFactory trial version 毕业设计论文专用纸 蔗装上车辆，这一种方法对收割绿色叶子的甘蔗就很困难，而且燃烧必然会造成对甘蔗的损坏和对环境的污染。而且当甘蔗地里手工收割的甘蔗烧掉叶子之后，此时的甘蔗收割产量大约仅仅是用手工完成剥叶后剩下甘

30、蔗的三分之一。而且人工收割甘蔗，一个工作日农村按 1012 个小时最强的劳动力最多也只能收到 700 公斤。由于受到收割季节的限制，收割工作劳动强度大、生产效率低，农民大都需要雇请外来劳动力才能完成。随着消费观念的转变，富裕起来的农民迫切需要改变这种工作方式。因此，大多数应用手工收割绿甘蔗的本钱是很不经济的。比照能够有效的利用甘蔗收割方法改善的地区，劳动力收割甘蔗的方法显得困难和不合理。 目前在国际上拥有甘蔗联合收割机的国家，有巴西、澳大利亚、美国、古巴等产糖大国。 我国甘蔗收割机械技术现状 我国从 60 年代开始研制甘蔗收割机和甘蔗剥叶机，由于多方面的原因，进展缓慢，直至 70 年代中期才有

31、大规模的研究活动，目前，除了耕整地外大多数仍依赖人畜作业，劳动费用在生产本钱中占了最大的比重。 总体而言，我国甘蔗收割机机型可以分为以下两类： 1、切段式甘蔗收割机 该类机型是仿照国外大型甘蔗联合收割机改良而成。通过改造中马力轮式拖拉机的轮系，抬高拖拉机的离地间隙，以适应甘蔗垄作和原料蔗输送。割台悬挂于拖拉机尾部，以拖拉机后退方向为收割前进方向，可一次性完成：切梢、扶倒、切割、喂入、切段、输送、清选、装载等工序。该类机型代表是上面介绍的广西农机研究所研制的 4GZ140 型自走切段式甘蔗收割机。由于切段原料蔗不受糖厂欢送，该类机型没有得到推广应用。 2、整杆式甘蔗收割机 整杆式甘蔗收割机的收获

32、方式为整杆全青采式，有两种主要型式：一种为收割与剥叶联合式，另一种为收割与剥叶分段式。 11PDF created with pdfFactory trial version 毕业设计论文专用纸 联合式整杆甘蔗收割机可一次性完成：切梢、扶倒、切割、输送、清选、剥叶等工序。这类代表机型有广西农机研究所研制的以中马力轮式拖拉机作底盘的 KALTOR80 型甘蔗联合收割机。 分段式整杆收割机可一次性完成扶倒、切割输送、铺放或打捆等工序。配上剥叶机和运输车，就可实现甘蔗收获分段式机械化作业。这类机型有自走底盘式、侧挂大中马力轮式拖拉机式和利用手扶拖拉机底盘式等型式，代表机型有广东农机所研制的 4GZ3

33、5型侧挂式甘蔗收割机、华南农大研制的侧挂式甘蔗收割机和自走底盘式甘蔗收割机、仙游县农机厂研制的配套手拖的 4GZ12 型甘蔗收割机与日本产 NB11 K 型相似、南宁市百乐机电公司研制的配套耕整机的甘蔗收割机等。 与分段式收割机配套的剥叶机，均为人工喂入、集堆，可一次性完成切梢、剥叶等工序。主要代表机型有广西大学的 4ZB6 A 型、广西农机所的 4ZB1 2 型、南宁市百乐机电公司的 BL02 A 型等。 以上机型，有的已停产；有的经试验说明，技术路线是正确的，适应性、可靠性有待提高，正在开发试验改良中。由于技术上的因素，目前均没有大量推广使用。 另外，日前我国已研制出的甘蔗收获机主要有如下

34、几种： 由广东农机所研制，半悬挂于拖拉机的右侧，外端支承在一个侧轮上的 4Gz35 型侧挂式甘蔗整杆收获机。该机配套动力为丰收35 或红卫40 等中型轮式拖拉机。属剥叶式整杆收获机型，能一次完成扶蔗、切割、喂送、剥叶、别离清理、集堆装车等工序。且随机附有切削器可根据动力负荷情况及生产单位的需要装配使用。但该机适应性较差，只能适应于行距 1.21.4m，蔗茎弯曲倒伏不 大严重、田间杂草较少的旱地大蔗田等条件下工作。且因附加的轮子使转弯调头不够灵活方便。 由福建农学院与仙游县农机厂研制的 4Gz12 小型甘蔗收割机。该机是一种新型的立式割台整杆铺放式收割机，配用东风12 型手扶拖拉机的动力和底盘，

35、采用轻型金属履带行走装置。由于专用底盘为全悬挂式，故操作灵活，转弯半径小，且配备了拔指链式扶倒器，可收获倒伏不太严重的甘蔗。对交叉倒伏严重的甘蔗该机仍然不能收获。 12PDF created with pdfFactory trial version 毕业设计论文专用纸 由云南农垦国营陇川农场研制的陇农一号甘蔗收获机。 该机属剥叶式整杆收获机型，半悬挂于拖拉机右侧。可一次完成打顶、切割、剥叶、清净、集堆等工序。配套动力为铁牛-55 带慢速档轮式拖拉机。该机生产率 68t/h，甘蔗破头率及折断率均低于 5%，夹杂率1.5%，各项性能指标均到达甘蔗收获机械暂行标准。但该机生产率偏低，同时亦不能收获

36、严重倒伏的甘蔗。 由湛江农机所研制 4GZ-100 型甘蔗收获机。该机亦属剥叶式整杆收获机型，可与国内外多种轮式拖拉机配套作业，该机亦可一次完成切梢、扶倒、切割、剥叶、清理、集堆等工序。生产率为 12t/h 以上，损失率0. 5%，破头率12%，剥叶干净。但该机在蔗株纵横交错且倒伏较严重的情况下工作时存在漏割现象，损失率为 3.2%。 国外甘蔗收割机械技术现状 目前，在国际上大规模种植甘蔗的国家有古巴，巴西，澳大利亚，美国等产糖大国，这些国家一些大庄园已经开始涉及到甘蔗收割机来减轻自己的劳动。国外现在采用的甘蔗收割方法也主要有以下两种：一是包括切割甘蔗顶叶子局部的切顶装置和切割甘蔗在地面根部的

37、根切装置的收割机，但是目前这种收割机由于缺少对切顶高度和切根的深度的控制，在收割过高或过矮的甘蔗都不理想，既有可能造成切割不彻底，更有可能造成收割的浪费，使得此类收割机缺少智能化，显得很呆板，很容易造成浪费和剥叶不干净。二是先用火烧掉甘蔗的叶子，再用机械收割装置传入带有切割装置的切割器里，切成200 mm-250mm 的短条，不得不指出的是这种收割机在切成短条时，使短于 200mm 的甘蔗无法回收，而且不难看出，使用火烧掉甘蔗杆上的叶子，对于绿色甘蔗的收割是很不凑效的，此外这种方法祛除叶子也不干净，很容易损坏甘蔗杆，而且不良的燃烧还会造成环境污染。 从甘蔗收获机械的角度来看，国外甘蔗收获机械主要