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大學(xué)
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告
課題名稱 分區(qū)式殘膜回收機(jī)的設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
學(xué) 號
所屬學(xué)院
專 業(yè)
班 級
指導(dǎo)教師
起止時(shí)間
機(jī)械電氣化工程學(xué)院教務(wù)辦制
填 表 說 明
一、學(xué)生撰寫《開題報(bào)告》應(yīng)包含的內(nèi)容：
1、本課題來源及研究的目的和意義；
2、本課題所涉及的問題在國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析；
3、對課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析；
4、本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路；
5、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法；
6、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃；
7、主要參考文獻(xiàn)（不少于7篇）。
二、本報(bào)告必須由承擔(dān)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題任務(wù)的學(xué)生在接到“畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書”的兩周內(nèi)獨(dú)立撰寫完成，并交指導(dǎo)教師審閱。
三、開題報(bào)告要求手寫體，字?jǐn)?shù)在3000字以上，由學(xué)生在本報(bào)告冊內(nèi)填寫，頁面不夠可自行添加A4紙張。
四、每個(gè)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題須提交開題報(bào)告一式三份，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師存閱，一份學(xué)生所在學(xué)院存檔，備檢備查。
一、本課題來源及研究的目的和意義
1.本課題來源：自選題
2.目的與意義：
2.1 地膜覆蓋的作用
（1）保持土壤水分，增加作物抗旱能力，提高成活率。
（2）改善光照條件，提高光和效率。
（3）抑制雜草生長和病蟲的危害，提高農(nóng)作物的品質(zhì)。
（4）地膜覆蓋技術(shù)遏制了土壤中鹽分的上升，對于鹽堿地的作物起到了很好的保護(hù)作用。
（5）地膜覆蓋技術(shù)有效的將自然力與土壤之間分離開來，減少了自然力對土地的破壞，尤其是對翻耕之后的土地作用更大。
（6）因?yàn)榈啬さ谋乇勛饔?，使許多農(nóng)作物逐漸向北方低溫適作區(qū)推移，充分有效地利用了我國的耕地資源。
2.2殘膜污染產(chǎn)生的問題
（1）影響土壤物理性狀，降低土壤肥力
大量殘留的農(nóng)用地膜在土壤中很難被分解，影響土壤中的水，肥，氣活動(dòng)，給土壤環(huán)境帶來嚴(yán)重污染，不利于農(nóng)業(yè)的生態(tài)生態(tài)平衡。其表現(xiàn)在：一是破壞土壤的通透性和團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，使土壤上下隔離，形成斷層，造成土壤板結(jié)，降低了土壤的吸水保水能力，導(dǎo)致有水下不去，有漿上不來，使土壤的物理性得不到充分發(fā)揮。二是地膜的殘留會(huì)使土壤膠體吸附能力降低。
（2）影響作物生長發(fā)育，造成減產(chǎn)
地膜在土壤中，使種子不能很好地發(fā)芽，即使發(fā)芽，根系也因無法穿透地膜而扎不下去，達(dá)不到根深蒂固的目的，作物易遭受災(zāi)害。如果種子播到殘膜下面，發(fā)芽后也生長不出來，造成缺苗斷條，使作物減產(chǎn)。殘膜覆蓋連續(xù)15年之后，耕地會(huì)顆粒無收。
（3）危害人體健康
農(nóng)膜生產(chǎn)過程中添加一些助劑，當(dāng)農(nóng)膜廢棄在田間或土壤里時(shí)，其中的助劑會(huì)向土壤和水中滲透，會(huì)污染大氣，土質(zhì)和水域等。特別是一些重金屬有毒添加劑，會(huì)通過土壤富集于蔬菜，糧食及動(dòng)物體中，人食用后直接影響健康。
（4）破壞環(huán)境，有礙觀瞻
殘膜被丟棄于田頭地角，積存于排泄渠道，散落于水體或亂掛在樹枝桿頭，成為白色污染的重要標(biāo)志，既不雅觀還可能纏繞犁頭和播種機(jī)輪盤，影響田間作業(yè)。
2.3殘膜污染的治理
（1）提高地膜的質(zhì)量，改變現(xiàn)在廣泛使用的地膜厚度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，使現(xiàn)有的
0.008mm厚的地膜增加到 0.012mm,同時(shí)增加一些抵抗老化的化學(xué)物質(zhì)，這樣不僅提高了地膜在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的作用，同時(shí)也可以使地膜重復(fù)利用和快速回收。
（2）從生產(chǎn)實(shí)際的角度出發(fā)，根據(jù)農(nóng)藝要求不同來提高地膜的使用效率和回收效率。例如可以更具不同地區(qū)的地勢，地貌，氣候變化來找出收取地膜的最佳時(shí)期。這樣既有利于農(nóng)作物的生長也能很好的回收殘膜。
（3）隨著地膜覆蓋種植技術(shù)的廣泛應(yīng)用?；厥諝埬さ墓ぷ饕仓饾u加大，想依靠人工來對殘膜進(jìn)行收取已經(jīng)不能滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要了。因此要加大殘膜回收機(jī)械的研制與改良，使地膜回收工作更高效、更環(huán)保。
（4）加強(qiáng)對一些新的可降解地膜的研究與推廣利用，從而減少普通地膜的使用。如目前我國正在努力開發(fā)研制的光降解地膜、生物降解地膜、和液態(tài)降解地膜等。這些種類的地膜可以從根本上解殘膜回收，殘膜污染的問題。
二、本課題所涉及的問題在國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析
1、國內(nèi)研究現(xiàn)狀及分析
目前我國所使用過和理論研究度過的殘膜回收機(jī)有幾十種。按殘膜回收的時(shí)間劃分分為三類：苗期殘膜回收機(jī)械，秋后作物收獲完成之后的殘膜回收機(jī)械，春天播種之前殘膜回收機(jī)械。
1.1苗期殘膜回收機(jī)械
(1) 卷膜式棉花苗期殘膜回收機(jī)
該機(jī)具在苗期回收殘膜是可以依次完成起膜、送膜、卷膜等收膜工序。這一機(jī)具通過卷膜滾進(jìn)行收膜，收取的膜成卷，減少了二次污染。
(2) 棉花苗期地膜回收機(jī)
該機(jī)具是一種不扎膜、不挑膜，而是從膜下將膜拱起，自動(dòng)抖掉膜上積土，順利卷膜且極少傷苗的棉花苗期收膜機(jī)。它采用起膜鏟和扁紡捶狀抖土滾相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，能很好地實(shí)現(xiàn)膜苗、膜土分離，地膜回收率不低于 95.7%。
(3) CSM-130B 型齒鏈?zhǔn)綉覓焓漳C(jī)
該機(jī)具屬于國家專利產(chǎn)品，由兵團(tuán)農(nóng)機(jī)技術(shù)推廣站和農(nóng)八師 134 團(tuán)共同研制設(shè)計(jì)。主要用在苗期收膜，在收膜導(dǎo)輪與抓膜齒鏈的共同作用下，加上殘膜本身的強(qiáng)度，使殘膜被提升的同時(shí)從植株上取下，而不破壞植株。
1.2秋后殘膜回收機(jī)
（1）4CM系列殘膜回收整地機(jī)
此機(jī)具利用掘鏟將土塊、地膜、雜物一并鏟起。土塊被壓碎滾壓碎還田，雜物和地膜被齒刺式分離輸送帶運(yùn)往集膜裝置。在機(jī)架底部有碾壓板完成整地。該機(jī)型在 2011 年 5 月的農(nóng)機(jī)博覽會(huì)上很受參會(huì)人員的青睞。
（2）彈齒式收膜機(jī)
該機(jī)具工作時(shí)，先由松土器松土和起膜鏟將膜鏟起，然后用彈齒拾膜輪將殘膜收起。該機(jī)具適用于 700mm 和 1000mm 的壟作，適用性較好，收膜率高達(dá) 91.6%。
（3）梳齒滾筒式殘膜回收機(jī)
該機(jī)工作時(shí)，由 20KW 小型拖拉機(jī)懸掛拖帶，先由撿拾滾筒上的片狀勾膜齒進(jìn)行一次撿膜，再由緊跟在后面的摟膜齒進(jìn)行二次摟膜。該機(jī)具結(jié)構(gòu)簡單，殘膜回收率高，便于維護(hù)，符合農(nóng)民的要求
1.3春播前殘膜回收機(jī)械
春播前對殘膜進(jìn)行回收，此時(shí)的殘膜由于在地里時(shí)間較長，由于風(fēng)沙等原因作用下使大部分殘膜成為了小碎片，加上播前整地時(shí)間緊，所以此階段殘膜回收作業(yè)難度較大。主要有以下幾種機(jī)型：
(1) CMJ-5 型春秋兩用密排彈齒式殘膜回收機(jī)
該機(jī)的主要用途是在播種前對地表殘膜進(jìn)行回收。在小四輪拖拉機(jī)的脫引下，機(jī)具上的前排齒和后排齒進(jìn)行摟膜。這種機(jī)具重量輕，不需保養(yǎng)，作業(yè)成本低，深受廣大職工的歡迎。
(2) IMS-450 型彈齒摟膜機(jī)
該機(jī)由農(nóng)七師 127 團(tuán)彈簧廠生產(chǎn)。適用于播前整地后。機(jī)具由輪齒式拖拉機(jī)后懸掛，拖拉機(jī)前進(jìn)中，彈齒入土將殘膜和秸稈雜物撿拾成條，達(dá)到一定數(shù)量后，通過排膜結(jié)構(gòu)將其卸下。
(3) 4MQ-1.5 型吸氣式殘膜回收機(jī)
該機(jī)工作時(shí)挑膜輪將殘膜挑離地面，至風(fēng)機(jī)吸口處，由風(fēng)機(jī)產(chǎn)生負(fù)壓氣流將殘膜吸入風(fēng)機(jī)，再吸送到集膜箱中。
1.4我國殘膜回收機(jī)主要存在的問題
（1）作業(yè)功能單一，作業(yè)環(huán)節(jié)較長，殘膜回收率低，通常只有60%—70%，且回收后的殘膜潔凈度極差，膜,稈，土混合相當(dāng)嚴(yán)重，無法二次利用，形成了新的廢棄物群，加大了運(yùn)輸成本。
（2）機(jī)具作業(yè)速度較低，因而導(dǎo)致生產(chǎn)率底下，經(jīng)濟(jì)效益不明顯，且回收時(shí)間較長，機(jī)具作業(yè)適應(yīng)性和可靠性較差，難以發(fā)揮機(jī)具效率。
（3）在耕后的耕作層中進(jìn)行殘膜回收時(shí)，對已耕松的農(nóng)田造成機(jī)械壓實(shí)，因此，為解決這一問題，可改為播種前整地時(shí)使用殘膜回收機(jī)械。
（4）耕前的殘膜都較碎小，難以揀拾，迫使在研制殘膜回收機(jī)械時(shí)不得不較密排列其揀拾稈齒，以提高其工作能力，并且進(jìn)行耕前殘膜回收的機(jī)械大都是聯(lián)合作業(yè)機(jī)械，這類機(jī)械機(jī)構(gòu)復(fù)雜，笨重。因此，目前國內(nèi)與其配套的絕大多數(shù)是中型輪式拖拉機(jī)，在動(dòng)力儲備方面均是較弱環(huán)節(jié)。
2、國外研究現(xiàn)象以及分析
由于殘膜難降解，對土地污染嚴(yán)重，因此世界各國在殘膜回收方面都做了大量的努力,爭取早日解決殘膜污染問題。
（1）英國和前蘇聯(lián)主要采用懸掛式回收機(jī)。在進(jìn)行收膜候時(shí)，松土鏟將壓膜土耕松，然后將殘膜收卷到羊皮網(wǎng)或金屬網(wǎng)上，收好的地膜洗后備用。
（2）以色列在殘膜回收方面的研究起步比較早，主要是利用收卷的方式來收膜，因?yàn)橐陨惺褂玫牡啬ぽ^厚，強(qiáng)度較大，覆蓋時(shí)間段，所以地膜收凈率非常高。
（3）日本國家的土壤土質(zhì)疏松，并且使用的地膜在質(zhì)量要求的標(biāo)注較高，覆蓋期大約在 1.5—3個(gè)月，地膜保留較完整，清理起來較容易。
（4）美國主要采用卷膜式的殘膜回收機(jī)械，利用卷膜滾將地膜從地表卷起。如 Sawyer 開發(fā)的就是這種類型的殘膜回收機(jī)械。
（5）歐洲國家主要采用高強(qiáng)度，耐老化的地膜。另一方面他們積極研制可降解免收地膜。
綜上所述，本課題研究的是一種適用于苗期可收獲后殘膜回收機(jī)，可將覆蓋在地表的殘膜，分為三個(gè)區(qū)，即中間收膜部分，兩邊收膜部分，中間收膜部分用于回收兩壟之間的殘膜，而兩邊埋在土里的殘膜則通過兩邊收膜部分進(jìn)行回收。
三、對課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可靠性分析
3.1、分區(qū)式殘膜收獲機(jī)工作過程
機(jī)具與拖拉機(jī)三點(diǎn)懸掛聯(lián)接，作業(yè)時(shí)拖拉機(jī)液壓系統(tǒng)置于懸浮狀態(tài)，該分區(qū)式殘膜回收機(jī)上的四個(gè)邊架將該分區(qū)式殘膜回收機(jī)分為中間收膜部分和兩邊收膜部分。在中間收膜部分的邊架兩端上裝有切膜裝置，將在距離棉桿根部 2cm 處的薄膜切開，安裝在兩邊架之間的收膜裝置將切斷的兩壟之間的殘膜回收起來。對于收取邊膜的部分也是同樣在拖拉機(jī)的牽引下，切膜裝置將薄膜在距離棉桿根部2cm的地方切斷，然后起膜裝置將埋在土里的邊膜鏟于地表，后邊的收膜裝置將其卷起，待拖拉機(jī)到達(dá)田間地頭的時(shí)候，液壓系統(tǒng)將分區(qū)式殘膜回收機(jī)提升起來通過卸膜裝置卸膜，完成一次收膜過程。
(1)設(shè)計(jì)一款分區(qū)式殘膜收獲機(jī)，以小型拖拉機(jī)為牽引動(dòng)力。
(2)改變以往殘膜回收機(jī)械效率低的現(xiàn)狀，提高其回收率。
（3）提高機(jī)具的作業(yè)速度，進(jìn)一步提高其生產(chǎn)率，增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)效益。
(4)改變復(fù)雜結(jié)構(gòu)，降低成本，實(shí)現(xiàn)普及。
3.2可靠性分析
本裝置主要對殘膜進(jìn)行回收，能對混合物進(jìn)行簡單的分離，綜合國內(nèi)殘膜回收機(jī)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀分析，國內(nèi)殘膜回收技術(shù)比較成熟，本課題主要介紹了要設(shè)計(jì)的主要問題以及思路。綜上所述，該設(shè)計(jì)是可行的。
四、課題研究的關(guān)鍵內(nèi)容及其解決思路
4.1、課題的研究內(nèi)容
該機(jī)械動(dòng)力源為小型拖拉機(jī)，通過拖拉機(jī)動(dòng)力輸出工作。包括框架，切膜裝置，起膜裝置，收膜裝置，卸膜裝置幾部分組成，研究過程如下：
（1）分區(qū)式殘膜回收機(jī)的工作原理，根據(jù)大學(xué)學(xué)習(xí)的農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)以及農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)管理學(xué)知識。
(2)分區(qū)式殘膜回收機(jī)的整體框架的研究，框架是整個(gè)機(jī)械的支撐裝置。查找相關(guān)文獻(xiàn)專利說明。
(3)進(jìn)行起膜裝置的研究，重點(diǎn)是起膜工具的研究，這一部分用來將膜掀起。
(4)進(jìn)行切膜裝置的合理設(shè)計(jì)，這一部分用來切膜分膜。
(5)對收膜裝置及卸膜的研究，這是用來回收膜及卸掉膜。
(6)最后進(jìn)行整體的改進(jìn)，提高回收效率，保證回收質(zhì)量。
4.2、關(guān)鍵問題及解決思路
(1)起膜工具及起膜角度的設(shè)計(jì)，查閱資料以及進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，做出合理的方案。
(2)初步確定回收裝置的設(shè)計(jì)，主要是回收工具及其分布。
(3)殘膜回收機(jī)起膜角度進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算。
(4)殘膜回收機(jī)裝配方案 ,以符合起膜要求, 對起膜裝置的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了分析。
（5）卸膜部分的研究，參照以往回收機(jī)械進(jìn)行改造。
五、完成本課題所必須的工作條件
（1）知識方面：運(yùn)用具備的學(xué)科知識，如農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理學(xué)，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，機(jī)械綜合設(shè)計(jì)，機(jī)械制造基礎(chǔ)等。
（2）硬件方面：有個(gè)人計(jì)算機(jī)，利用計(jì)算機(jī)等查閱工具，查閱有關(guān)資料選擇相關(guān)參數(shù)及材料,設(shè)計(jì)殘膜回收機(jī)構(gòu)。
（3）軟件知識：運(yùn)用塔里木大學(xué)圖書館各種在線網(wǎng)絡(luò)資源，搜集相關(guān)資料。
（4）運(yùn)用Solidworks，pore軟件，繪制三維零件圖和裝配圖。
（5）運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件完成整機(jī)各零部件的三維建模并進(jìn)行仿真。
六、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃
6.1工作方案：
1.查找大量關(guān)于殘膜回收機(jī)原理設(shè)計(jì)出分區(qū)式殘膜回收機(jī)的雛形。
2.繪制所有零部件并查閱相關(guān)說明，各零部件尺寸要達(dá)到合適效果。
3.組裝裝配圖并生成三維立體模型，觀察效果并加以改進(jìn)。
6.2進(jìn)度計(jì)劃
第 一 周：查找分區(qū)式殘膜回收機(jī)的相關(guān)資料并且熟悉課題內(nèi)容。
第 二 周：撰寫開題報(bào)告，制定總體方案。
第三周至第八周：設(shè)計(jì)分區(qū)式殘膜回收機(jī)裝置的三維實(shí)體模型圖，并生成關(guān)鍵部件及裝配圖工程圖。
第 九 周：殘膜回收裝置進(jìn)行切膜設(shè)計(jì)和起膜設(shè)計(jì)。
第 十 周：撰寫畢業(yè)論文，修改圖紙中存在的問題。
第十一周：編寫答辯提綱，準(zhǔn)備答辯。
第十二周：答辯
七、主要參考文獻(xiàn)
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