科研训练作业

内蒙古工业大学科研训练论文学校代码：10128学校代码：10128学号：201230102068本科科研训练论文本科科研训练论文（题题目：单侧玉米秸秆灭茬机结构设计学生姓名：李宇强学院：机械工程学院专业：机械电子工程班级：机电12-3指导教师：秦建国讲师二〇一五年十二月PAGE摘要机械旋耕灭茬技术是对传统的耕作技术——机械翻、耙、压耕作模式的重大改革。它是利用旋耕机、灭茬机、联合整地机与其配套的拖拉机所进行的一次性耕地作业技术。现在对于地上秸秆的还田技术已经趋于成熟。但对于根茬，尤其是对玉米根茬的处理。依然是困扰广大农民的一大难题。旋耕灭茬机的总体及单侧边传动装置设计，来源于生产实际。本设计主要是在普通卧式旋耕机的基础上改进设计,使之既能旋耕又能灭荐，以实现一体机多用。设计的主要内容为：总体方案从确定、灭茬状态总装配图，设计单侧边或中间齿轮传动装置和刀辊轴。通过改进设计，增加刀辊轴的转速和转向。在工作时，通过适当的拆卸和改装，就可实现不同功能的作业，以为达到一体机多能的目的。旋耕灭茬积及总体单侧边转动装置的设计解决了现有旋耕机只能旋耕不能灭茬而灭茬机又只能灭茬不能旋耕的问题。关键词：灭茬机；旋耕机；单侧边传动装置；刀辊轴；压耕

AbstractRotaryTillageStubbleCleaner.Thetraditionalfarming,machinery,farming,thedoublemajorreformmode.ItisMieChamachine,usingrototiller,matchedmachinejointpreparationofaone-timetractorcultivatedtechnique.Nowthestrawreturningtoearthhavesophisticatedtechnology.Butfortheroot,especiallyforthetreatmentofcorncroproot.FarmersarestillproblemDesignsubjectrotarytillagestubblecleaneroverallforModelandtransmissiondevicedesignbytheside,stemfromproductionreality.Isitisitdesigntoimproveonthebasisofordinaryhorizontalrotarytillagemachinemainlytodesignoriginally,maketheircanrotarytillagecanisitrecommendtokillalso,inordertorealizeonemachinemulti-purpose.Themaincontentdesignedis:Overallconceptualdesign,drawingthestatejobgeneraldrawingofthestubble-cleaning,designingbythesideormiddlegearsystemandonehundredsheetsofrollersaxle.Designthroughimproving,increasetherotationalspeedoftheaxleofonehundredsheetsofrollersandchangedirection.Whileworking,throughproperdismantlementandrepacking,canrealizethehomeworkofdifferentfunctions,inordertobeuptoamachinemulti-functionalpurpose.Canonlysolverotarytillagenotexistingofrotarytillageofstubble-cleaningofrealizationsofsubjectbutstubblecleanercanonlystubble-cleaningcanproblemofrotarytillage.Thissubjectismovelandpractical,thereisgreaterimprovementtechnically,haveverygreatmarketprospects.Keywords:RotaryTillage；StubbleCleaner;TransmissionDeviceBy;TheSide;AxleOf;OneHundredSheetsOfRollers;PressureTillage.

目的与意义

二、国内研究现状1、玉米苗带秸秆还田旋耕施肥播种机设计与试验研究方向：为解决玉米茬地玉米收获后留茬高、秸秆覆盖量大而导致的土地板结、整地质量差、出苗不整齐和全幅灭茬、整地动力消耗大等问题，设计了一种新型苗带秸秆还田旋耕施肥玉米播种联合作业机，可一次完成苗带秸秆还田、苗带旋耕、施肥、播种和覆土镇压等多道工序。田间性能试验表明：该机结构合理，通过性良好，秸秆粉碎长度小于10cm的达到90％以上，播种深度、施肥深度变异系数分别为21．5％、19．8％，粒距变异系数为27．7％，播种机作业性能满足设计要求。设计人：荐世春、张宁宁、王小瑜、邸志峰、彭强吉、付乾坤出版日期：2015年1月26日研究单位：山东省农业机械科学研究院,济南,250100期刊类型：农机化研究2、新型玉米秸秆切碎灭茬机功耗的试验研究方向：新型玉米秸秆切碎灭茬机采用动刀配合定刀切茬的工作原理,降低了功率消耗。为此,采用无线,局域网技术对其田间实际工作的功率消耗进行了测试。通过正交试验的方法,分析了该机功耗的影响因素。研究结果表明:在试验范围内机组前进速度、刀辊转速对功耗影响显著,动刀倾角对功耗影响不显著,并且得到了较优的参数组合。设计人：韩光伟、貌建华、汤志军、陈东生研究单位：河南科技大学,车辆与动力工程学院,河南,洛阳,471003;河南理工大学,机械与动力工程学院,河南,焦作,454000出版日期：2007期刊类型：农机化研究3、玉米根茬粉碎还田刀具系统设计及浅析-基于阿基米德螺旋线研究方向：玉米、秸秆被处理之后，根茬仍留在耕地中，影响后期的耕作及农作物播种。为达到保护性耕作的要求，设计出一种玉米根茬粉碎还田机械刀具系统，可将根茬粉碎于田间。该刀具系统由刀片、刀盘和刀轴组成。刀具刃口设计为阿基米德螺旋线，减少了切削阻力，提高了切削效率。刀盘布置为“倒W”排布，保证灭茬连续、无遗漏的同时使得径向跳动微小，并对其进行Pro/E4．0建模，导入ANSYS13．0/Workbench中，进行模态分析和应力分析和应变分析。分析结果表明，该刀具系统满足工作要求。该刀具系统的设计可为玉米的保护性耕作提供一定的理论依据。设计人：刘九庆、牛明、商友云、孟鸽研究单位：东北林业大学,黑龙江哈尔滨,150040出版日期：2013年8月23日期刊类型：农机使用与维修 4、保护性耕作灭茬犁的研发与使用效果研究方向：友谊农场第七管理区为探索玉米秸秆还田整地新途径，总结以往工作经验和存在不足，经过反复地试验和认真研究，针对以往引进的各种高桩犁使用中出现的问题，定位与佳木斯尖锋机械厂进行技术合作，并在其生产的双向犁上加装秸秆还田灭茬装置后，使玉米茬整地收到了很好的效果。设计人：邹继宇、夏文东研究单位：黑龙江省双鸭山市友谊农场第七管理区二站,黑龙江双鸭山,155807出版日期：2013年7月26期刊类型：农机化研究5、秸秆掩埋犁的性能与应用研究方向：随着产业结构的调整，大量农村壮劳力进城务工、老弱病残妇留守农作现象突出，传统的耕作模式发生了重大改变。现在大部分地区的耕作模式是，品种单一，多数为大田作物玉米，经过灭茬或者旋耕之后直接播种、打药灭草及等待秋收，很少有农家肥或者其他有机肥施用，为了追求产量而施用大量的农药化肥，不重保养，使得犁底层变浅，土壤有机质含量降低，土壤微生物减少，造成土地贫瘠，土地荒漠化严重，并导致农业生态系统处于濒临崩溃的边缘。因此，研究地力保育，培肥土壤，增加土壤有机质含量是改善农业生态的当务之急。设计人：姚志刚研究单位：辽宁省农业机械化研究所,沈阳,110161出版日期：2015期刊类型：农机使用与维修6、饲用玉米灭茬机的使用研究方向：灭茬机是指通过机械化处理农作物的根茬,将其粉碎后还田的技术,机器运作时通过旋转刀片切割去除农作物的秸秆,将地上及地下10cm内的部分即根茬以及土壤剩余,同时将切削剩下的根茬和土壤抛掷到后面,并同挡泥罩相互撞击,进而使根茬和土块再一次被破碎后再落回到地面,能够将刨茬、切碎及垄上耕耙作业一次性完成,如果使用综合作业机具,还能够同时完成土壤深松、起垄等作业.。设计人：刘文波研究单位：黑龙江省佳木斯市郊区沿江乡农机站154011出版日期：2015期刊类型：现代畜牧科技7、弯直刀秸秆还田松土式免耕小麦、玉米精播机研究方向：本实用新型涉及一种农业机械，公开了一种弯直刀秸秆还田松土式免耕小麦、玉米精播机，主要包括机架、牵引装置、传动装置、精播装置、施肥装置、灭茬装置、开沟装置、覆土装置、镇压装置，牵引装置固定连接在机架的前端，机架上从前到后依次设置有灭茬装置、开沟装置、施肥装置、精播装置、覆土装置、镇压装置；灭茬装置中的4组刀片每一组刀片都是由3对弯刀和2对直刀组成，刀片安装在灭茬装置的传动轴上的刀座中，所述的直刀为平面弯刀，所述的弯刀为空间弯刀，直刀的加入加强了灭茬装置的入土能力，加强了精播机对土地的适应能力；弯刀与直刀的配合可以更加有效的切碎残茬；直刀由于没有空间弯度，不会将泥土甩走，增加了埋种几率。设计人：马武昌研究单位：253700山东省庆云县庆云镇中马村076号专利类型：实用新型专利8、小麦灭茬玉米免耕施肥播种机研究方向：本实用新型公开了小麦灭茬玉米免耕施肥播种机，包括机架和安装在机架上的前传动装置、灭茬机构、施肥机构、播种机构、后传动装置，灭茬机构包括灭茬刀轴、安装在灭茬刀轴上的灭茬刀、安装在机架上的定刀，灭茬刀为Y形，其Y形开口与定刀对应，灭茬刀轴连接前传动装置；施肥机构包括施肥箱、连接施肥箱的施肥调速控制器、连接施肥调速控制器的下肥料管和施肥开沟器，施肥开沟器位于灭茬机构后级；播种机构包括播种箱、连接播种箱的播种调速控制器、连接播种调速控制器的排种开沟器，其中播种调速控制器连接后传动装置，排种开沟器位于施肥机构后级。本实用新型省时省力省种，秸秆还田、免耕施肥播种一次完成，保墒、护苗、防雨后结板和夏季暴雨土壤流失。设计人：刘本化、张徽、阚昆生、郭佳、刘峰、聂姝娴、李万忠、沈勋来研究单位：234000安徽省宿州市胜利路272号出版日期：2014专利类型：实用新型9、新型秸秆粉碎与破茬联合作业机研究方向：农作物秸秆是发展农村循环经济的重要物质基础。秸秆还田不仅可以改善土壤结构、增强土壤肥力，还可以减少由于焚烧而带来的环境污染，促进农业可持续发展。秸秆还田技术之所以不能广泛普及的重要原因之一就在于秸秆根茬不能破切粉碎，给后续田间作业及农田管理等带来不利影响。因此，该项目研究开发了一种新型的同时具有秸秆粉碎与根茬破切功能的联合作业机械。新型秸秆粉碎与破茬联合作业机的研发思路是利用创新原理开发新型破茬元件，采用双轴式结构使破茬部件与粉碎部件进行有机结合，一次作业可同时完成秸秆的粉碎和破茬，并且使机组具有最小的配套动力和良好的工作性能。主要技术内容如下：(1)寻找了描述土壤状态的各个机械特性参数及其经验性关系，以降低触土阻力和功耗为主要目标，优化了触土部件的形状；(2)从原理上突破了传统的根茬灭除方法，变挖起粉碎为原地破切，从而最大限度降低了功率消耗；(3)对破茬元件的结构形式、切碎性能指标、功率消耗等进行了研究，改进优化了灭茬刀具形状及其表面物理特性，寻求了最优设计参数；(4)通过台架试验和田间试验对秸秆粉碎和根茬破切两大功能部件的位置配置参数进行了分析研究，寻求了最优配置参数；(5)通过台架试验和田间试验对秸秆粉碎和根茬破切两大功能部件的相互运动参数进行了分析研究，寻求了最优工作参数。(6)通过虚拟样机技术对机组的动力学性能进行了分析、合理匹配了机组，使机组具有良好的动力学和运动学性能。2.授权专利情况该项目共获得实用新型专利4项：(1)农作物根茬破碎刀片和农作物根茬破碎装置；(2)一种用于农作物根茬破切处理的原位破茬机构；(3)一种对列式直板月型破茬刀；(4)一种破茬播种联合作业机。3.主要技术经济指标：经河南省农业机械试验鉴定站检测，该项目各项技术经济指标均超过了行业和项目合同书的标准要求。具体如下：茎秆切碎合格率：≥90%；破茬深度：50～70mm；根茬破除率：≥85%；机组生产率：0.53～0.67hm<'2>/h；使用可靠性：≥95%。4.应用推广及效益情况:该项目在立项前已基本完成样机的试制和产品的定型，2009年开始陆续由洛阳卓格哈斯机械有限公司、河南强豫农业技术装备有限公司，洛阳四达农机有限公司，洛阳市环保设备一厂等五家企业生产销售，已销往河南、河北、山东、山西、辽宁、陕西等地。由于独特的结构以及与其他秸秆还田机不同的性能和良好的作业质量受到了广大农民用户的普遍好评。截止2012年5月份共销售8166台，新增销售额6726.2万元，新增利润993.8万元，新增税收693.24万元。新型秸秆粉碎与破茬联合作业机一次作业即可完成对玉米秸秆的粉碎和根茬的破切，该机的使用使秸秆这一再生资源得到了充分利用，减少了环境污染，增加了土壤肥效，改良了土壤结构。该产品不仅为企业带来了较好的经济效益，也带来了较大的社会效益。设计人：姬江涛、师清翔、丁慧玲、李心平、翟彦豪、刘师多、李玉柱、杜新武、倪长安、蔡士梅研究单位：河南科技大学出版日期：2013年专利类型：应用技术型10、玉米高茬灭茬机的研发及应用研究方向：保护性耕作是现代农业耕作方式的一种创新，它起源于20世纪40年代的美国，目前在美国、加拿大、澳大利亚等农业发达国家，已经全部普及应用。其好处是：减少水土流失、减少空气中沙尘、抑制沙尘暴的形成；防治秸秆焚烧污染空气；蓄水保墒、抗旱节水；培肥地力，增加土壤有机质及氮、磷、钾的含量。设计人：黄国丽研究单位：黑龙江省绥化市北林区北林办事处农牧综合服务中心出版日期：2013期刊类型：农机使用与维修11、1JGHY-140型玉米秸秆带状切碎灭茬机的试验研究研究方向：针对双轴击切式玉米秸秆还田机破碎秸秆和根茬作业中存在的问题,提出利用秸秆收拢、单轴压切及碎秸秆、碎根茬与切土分离的原理,设计了玉米秸秆带状切碎灭茬机.试验结果表明:机具一次可同时完成秸秆切碎、根茬切碎联合作业;秸秆切碎合格率、根茬切碎合格率均高于国家标准规定的评价指标;实现了秸秆残茬覆盖率可调控性.机具能够满足保护性耕作技术的要求,并通过了部级鉴定。设计人：王世学、高焕文、李洪文研究单位：中国农业大学,工学院,北京,100083出版日期：2003年11月7日期刊类型：农机化研究12、双立轴式玉米秸秆切碎灭茬机的设计研究方向：对传统的后置旋耕式秸秆还田机进行了改造,设计了前置双立轴式玉米秸秆切碎灭茬机,并对其工作原理和有关参数的选择进行了研究.试验证明,切碎动刀采用直线刀,动刀与刀盘配置采用了具有滑切功能的方式,可以大大降低功耗,达到很好的切碎效果。设计人：曹艳玲、高爱云、付主木、甄济营研究单位：471003,河南科技大学出版日期：2003年12月26日期刊类型：拖拉机与农用运输车13、4JQM-110型玉米秸秆切碎灭茬还田机的研制研究方向：山东省定陶县农机局和菏泽明庆机械有限公司联合研制的4JQM-110型玉米秸秆切碎灭茬还田机,是国家专利产品,实用新型专利号:ZL200520125465.6,配套动力36.8～58.8kW拖拉机,三点悬挂,双行作业,能一次性完成秸秆切碎、根茬破碎、表层松土复式作业,有效地减少了机具入地次数,提高了生产效率,降低了机械作业成本,增强了免耕播种机的通过性能和人士性能,是机械化保护性耕作的理想配套机具。设计人：邵