田間殘余地膜回收機(jī)裝置設(shè)計(jì)【殘膜回收】

田間殘余地膜回收機(jī)裝置設(shè)計(jì)【殘膜回收】,殘膜回收,田間殘余地膜回收機(jī)裝置設(shè)計(jì)【殘膜回收】,田間,殘余,殘存,地膜,回收,裝置,設(shè)計(jì) 目 錄 1.緒 論 .1 1.1 選題的意義和目的 .1 1.2 國(guó)內(nèi)外殘余地膜回收裝置研究現(xiàn)狀 .2 1.3 殘余地膜回收裝置設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題 .2 2.設(shè)計(jì)方案的選擇 .3 2.1 機(jī)組類型的選擇 .3 2.2 懸掛部位的選擇 .3 2.3.工作方式的選擇 .3 3.機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原理及計(jì)算 .4 3.1 滾筒的設(shè)計(jì) .4 3.2 凸輪盤(pán)機(jī)構(gòu) .4 3.3 伸縮齒的設(shè)計(jì) .6 3.4 刮板與集膜箱的設(shè)計(jì) .7 3.5 彈簧的設(shè)計(jì) .7 3.6 軸的設(shè)計(jì) .8 3.7 滾筒端蓋的設(shè)計(jì) .9 3.8 刮板支架的設(shè)計(jì) .9 4 .設(shè)計(jì)總結(jié) .11 致 謝 .12 參考文獻(xiàn) .13 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 1.緒 論 1.1 選題的意義和目的 地膜覆蓋技術(shù)自二十世紀(jì) 70 年代引入我國(guó)以來(lái)，以其保溫、保墑、保土、增產(chǎn)等顯著特點(diǎn)， 給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)效益，稱之為農(nóng)業(yè)中的“白色革命”。地膜覆蓋栽培技術(shù)于二十世紀(jì) 80 年代初應(yīng)用到我國(guó)及我區(qū)大田農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，至今已有近 30 年歷史，該技術(shù)在我區(qū)得到大面積的推 廣。從最初的棉花、玉米，到番茄、甜菜、瓜類、蔬菜等農(nóng)作物已經(jīng)有 20 余種作物在種植栽培 上使用地膜， 這說(shuō)明這一技術(shù)有著廣泛的適用性。但是地膜覆蓋技術(shù)在帶來(lái)顯著經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)， 也使土地遭到嚴(yán)重的白色污染，已成為當(dāng)前維護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境， 促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展所亟待解決 的問(wèn)題。殘膜危害有三：一是土壤播種時(shí)，播種機(jī)點(diǎn)播器入土?xí)r，土壤中的殘膜易堵塞鴨嘴，若 不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)會(huì)造成大段空穴；二是土壤中殘存的地膜會(huì)形成阻+隔層，阻礙作物對(duì)水分和養(yǎng)分的 吸收，導(dǎo)致種子不能發(fā)芽或扎不下根而死亡；三是大量殘膜在土壤中長(zhǎng)期留存，會(huì)破壞土壤的團(tuán) 粒結(jié)構(gòu)，易板結(jié)。通過(guò)科普和各地的宣傳，大家都已經(jīng)知道殘膜的危害。因此應(yīng)用一些實(shí)用的技 術(shù)措施清除這些殘膜已經(jīng)到了刻不容緩的地步。目前我們已經(jīng)引進(jìn)、研制開(kāi)發(fā)的殘膜回收機(jī)械化 技術(shù)，其重點(diǎn)就是解決殘膜污染問(wèn)題。 1.2 國(guó)內(nèi)外殘余地膜回收裝置研究現(xiàn)狀 1 國(guó)外殘膜回收機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 殘膜回收處理是世界各國(guó)面臨的一個(gè)棘手問(wèn)題。英國(guó)和前蘇聯(lián)主要是采用懸掛式收膜機(jī), 工 作時(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(zhì)疏松, 而且地膜強(qiáng)度大、覆蓋期相對(duì)短( 1.53 個(gè)月) , 清除 時(shí)可保持較大片塊, 利于收膜。以色列是研究殘膜回收機(jī)起步較早的國(guó)家之一, 利用收卷機(jī)來(lái)回 收殘膜, 效果較好。以色列所用地膜較厚強(qiáng)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(kāi)始收膜, 地膜在田間停留時(shí)間較短, 有足夠的強(qiáng)度保證收卷時(shí)不會(huì)破碎,易于整膜 回收利用。歐美國(guó)家為防止殘膜污染危害, 一方面推廣使用高強(qiáng)度、耐老化地膜, 可以連續(xù)使用 23 年。采用收卷式回收地膜。另一方面, 積極開(kāi)發(fā)研制新型地膜, 如可降解地膜, 使殘膜經(jīng)一 定時(shí)期自動(dòng)分解成無(wú)害物質(zhì)混入土壤。 2 國(guó)內(nèi)殘膜回收機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 國(guó)內(nèi)殘膜回收機(jī)具按照殘膜回收時(shí)間分為: 苗期揭膜機(jī)械、秋后殘膜回收機(jī)械、播前殘膜回 收機(jī)械等類型。苗期揭膜是在澆頭水前揭去地膜, 此時(shí)揭膜容易, 且有利于中耕和施肥。但不適 于滴灌的地塊。秋后殘膜回收機(jī)械研制難度較大, 由于機(jī)械或人為作用地膜破損比較嚴(yán)重, 地膜 上有15 cm 的土層, 膜下土壤板結(jié), 易造成撿拾機(jī)構(gòu)的損壞, 棉稈阻礙殘膜的撿拾, 此外北疆 棉花收獲后到封凍的時(shí)間較短, 這些都是秋后機(jī)械回收殘膜的不利因素。播前殘膜回收因開(kāi)春時(shí) 氣候多變、機(jī)力緊張、時(shí)間短, 此時(shí)回收殘膜也具有一定難度。 國(guó)內(nèi)目前比較典型的殘膜回收機(jī)： ( 1) 農(nóng)科院農(nóng)機(jī)化所研制的4JSM- 1800棉桿還田及殘膜回收聯(lián)合作業(yè)機(jī)。該機(jī)由莖稈粉 碎機(jī)和地膜回收機(jī)兩部分組成, 能一次完成莖稈粉碎和地膜回收兩項(xiàng)作業(yè), 在回收棉田中殘留地 膜的同時(shí), 可將棉稈粉碎還田, 并均勻地灑落在田間, 殘膜被機(jī)械回收后堆在田間, 便于運(yùn)走。 但結(jié)構(gòu)復(fù)雜, 價(jià)格偏高。 ( 2) 昌吉州農(nóng)機(jī)化技術(shù)推廣站研制的4MBQX- 1.5( 3.0) 型棉花拔稈清膜旋耕機(jī)集棉花 拔稈機(jī)、殘膜清除回收機(jī)和旋耕機(jī)于一體,該機(jī)具棉稈拔凈率達(dá)95以上, 殘膜回收率達(dá)85以上, 棉稈堆放距離1215 m, 具有整機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、工作性能可靠、生產(chǎn)率高、適應(yīng)性較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn), 但收集后的棉桿與膜混合在一起, 難以再利用, 且運(yùn)輸量大, 因此農(nóng)民將其焚燒, 造成環(huán)境污染。 ( 3) 播前地表殘膜回收機(jī)。目前應(yīng)用最多,工作原理是彈齒摟膜, 彈齒入土深度為35 cm, 將殘膜摟集成堆, 人工撿拾。該機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 造價(jià)低, 但拾凈率低, 只能回收表層和較淺層的薄 膜。 1.3 殘余地膜回收裝置設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題 目前國(guó)內(nèi)殘余地膜回收裝置主要有兩種形式:一是采用摟膜機(jī)構(gòu)將殘膜摟集起來(lái)；二是采用滾 筒上的伸縮齒桿將殘余地膜扎起進(jìn)行收集.耕前收膜其作物的秸稈對(duì)殘膜回收影響很大;由于機(jī)械 或人為作用,地膜極易破損,加之老化使地膜強(qiáng)度下降;此外北方地區(qū)棉花收獲后到封凍的時(shí)間較短,這 些都是耕前收膜機(jī)械作業(yè)的不利因素,難度較大。當(dāng)然,耕前收膜應(yīng)采用秸稈粉碎還田和殘膜回收 聯(lián)合作業(yè)方式,使兩項(xiàng)作業(yè)一次完成,既減少了作業(yè)費(fèi)用又節(jié)約了時(shí)間。耕前收膜有利于作物生長(zhǎng) 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 期的保墑,減少水分蒸發(fā),節(jié)約用水。由于耕前收膜時(shí),地膜較碎,難以揀拾,一般其揀拾桿齒不得不 排列較密,以提高其揀拾殘膜能力;同時(shí),耕前殘膜回收機(jī)具多為聯(lián)合作業(yè)。因此,此類機(jī)具的結(jié)構(gòu) 較復(fù)雜,重量較大,與其配套的國(guó)內(nèi)目前絕大多數(shù)的中型輪式拖拉機(jī),均顯動(dòng)力儲(chǔ)備不足。當(dāng)前的清 膜滾筒多顯過(guò)于復(fù)雜笨重,維修、保養(yǎng)、清理極為困難,尤其是清膜桿齒由于是焊接的,一旦有一根 桿齒工作時(shí)被硬物碰彎,而無(wú)法及時(shí)維修或者更換被損零件,將會(huì)影響其本組部件正常工作,進(jìn)而導(dǎo) 致整個(gè)滾筒全部停止工作,整個(gè)機(jī)組返回工廠。目前,耕前殘膜回收機(jī)基本采用伸縮桿滾筒式清膜 工作部件,其中收膜桿齒為固定直齒進(jìn)行往復(fù)式伸縮撿膜與脫模.殘膜回收機(jī)關(guān)鍵工作部件缺乏深 入理論研究,僅靠每年的農(nóng)時(shí)作業(yè)試驗(yàn)驗(yàn)證,研究期較長(zhǎng),缺乏理論研究成果指導(dǎo)。例如,根據(jù)耕前 殘膜的物理特性和田間物料特性,適宜采用伸縮挑膜齒挑膜滾筒來(lái)回收耕前殘膜。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有機(jī)具均 采用此機(jī)構(gòu)并已開(kāi)發(fā)出不同結(jié)構(gòu)的挑膜滾筒,基本原理是偏心軸直桿式挑膜滾筒,由滾筒壁上固定 的球鉸帶動(dòng)挑膜桿工作。通過(guò)對(duì)此機(jī)構(gòu)工作原理和實(shí)際使用情況進(jìn)行研究和分析,認(rèn)為該機(jī)構(gòu)存在 三個(gè)主要問(wèn)題:挑膜桿挑膜時(shí)沒(méi)有主動(dòng)力,挑膜性能差;直形挑膜桿稍有變形將無(wú)法在孔眼中伸縮活 動(dòng),滾筒將無(wú)法繼續(xù)工作。 所以要求桿齒具有較好的剛性, 對(duì)土壤適應(yīng)強(qiáng)，還需解決殘膜的回收。所以應(yīng)設(shè)計(jì)出適合的 伸縮結(jié)構(gòu)并針對(duì)殘膜的易破、易損性設(shè)計(jì)出合理的褪膜機(jī)構(gòu). 2.設(shè)計(jì)方案的選擇 2.1 機(jī)組類型的選擇 1.牽引式 ：農(nóng)機(jī)具與拖拉機(jī)間單點(diǎn)掛接，拖拉機(jī)的掛接裝置對(duì)農(nóng)機(jī)具只起牽引作用，在工作 和運(yùn)輸時(shí)，農(nóng)機(jī)具重量均由本身的輪子承受。機(jī)組穩(wěn)定性好，對(duì)不平地面適應(yīng)性強(qiáng)。但是地頭轉(zhuǎn) 彎半徑大、機(jī)動(dòng)性能很差，金屬消耗量大。 2.懸掛式：農(nóng)機(jī)具懸掛在拖拉機(jī)懸掛裝置上，通過(guò)三點(diǎn)懸掛機(jī)械連接，靠拖拉機(jī)的液壓提升 機(jī)構(gòu)升降，運(yùn)輸時(shí)，機(jī)具全部重量有拖拉機(jī)承受。工作時(shí)，拖拉機(jī)承受部分農(nóng)機(jī)具重量和耕作阻 力，改善了拖拉機(jī)的牽引性能，重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、機(jī)動(dòng)性好、效率高。但對(duì)寬幅機(jī)具的穩(wěn)定性 和對(duì)地表的適應(yīng)性差。機(jī)具重量受拖拉機(jī)液壓提升能力、操向性和穩(wěn)定性的限制。 3.半懸掛式：半懸掛是懸掛的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新機(jī)型。農(nóng)機(jī)具通過(guò)懸掛架與拖拉機(jī)的上、 下桿鉸接，或單獨(dú)與兩個(gè)下拉桿鉸接。并設(shè)有支撐輪及尾輪，在運(yùn)輸時(shí)承受農(nóng)機(jī)具的部分重量。 半懸掛機(jī)具比牽引式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，機(jī)動(dòng)性能好：與懸掛式相比，幅寬大，機(jī)具縱向穩(wěn)定性 好。 考察以上三種牽引方式，不難看出半懸掛式比較容易滿足作業(yè)要求，但由于其工作原理特殊 性，設(shè)置尾輪會(huì)使整個(gè)機(jī)構(gòu)復(fù)雜化，影響其成本偏高所以選擇懸掛式。 2.2 懸掛部位的選擇 1.前懸掛：農(nóng)機(jī)具配置在拖拉機(jī)正前方，拖拉機(jī)走在已工作過(guò)的地面上，雖然視野好，但是 肯定會(huì)大大影響深松效果。一般使用于谷物收獲機(jī)械，有可能使前輪負(fù)荷過(guò)大，轉(zhuǎn)向費(fèi)力或輪胎 超載。 2.后懸掛：農(nóng)機(jī)具配置在拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)輪后部。 3.軸間懸掛：農(nóng)機(jī)具配置在拖拉機(jī)前、后軸之間，便于觀察作業(yè)情況。但裝卸費(fèi)事，農(nóng)具和 拖拉機(jī)成套使用，在通用的農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)上難以布置，配套性差。 4.偏懸掛：農(nóng)機(jī)具配置在拖拉機(jī)側(cè)面：視野好，但是橫向穩(wěn)定性差，機(jī)組需要承受一個(gè)偏轉(zhuǎn) 的阻力矩，故不宜佩帶較重的機(jī)具作業(yè)。 2.3.工作方式的選擇 1. 采用弧型擺動(dòng)式挑膜齒殘膜回收滾筒。該滾筒可使擺動(dòng)式挑膜齒組隨其擺桿繞擺動(dòng)中心擺 動(dòng),使挑膜齒組按圓弧方向進(jìn)行伸縮,實(shí)現(xiàn)挑膜齒的伸出挑膜和縮回脫膜的功能。與此同時(shí),將傳統(tǒng) 的扒膜直桿改為具有主動(dòng)挑膜功能的弧形齒。提高伸縮挑膜齒對(duì)殘膜的撿拾能力,滿足了對(duì)土壤地 表及表層下5cm 耕作層內(nèi)殘膜的撿拾要求。采用了可更換挑膜齒的殘膜清理用挑膜齒組。是提供 一種用于擺動(dòng)式挑膜齒殘膜清理滾筒的可更換挑膜齒的挑膜齒組。一旦某個(gè)挑膜齒在工作中變形, 只需要更換變形的挑膜齒即可。當(dāng)滾筒工作時(shí)遇到石頭或者其他硬物造成挑膜齒變形,滾筒無(wú)法繼 續(xù)正常工作時(shí)。打開(kāi)滾筒上的維修孔,松開(kāi)形挑膜齒的鎖緊螺母和緊定螺釘,將變形的挑膜齒從挑 膜齒橫梁上旋下,換上新的挑膜齒,重新擰緊緊定螺釘和鎖緊螺母,蓋上維修孔即可完成挑膜齒的更 換工作。但其工作要求只能是表面或土壤以下5厘米的深度滿足不了更深點(diǎn)地層殘余地膜的回收。 2. 采用摟膜機(jī)構(gòu)回收殘膜。懸掛式殘膜回收機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造成本低,動(dòng)力由拖拉機(jī)直接輸出,可 以一次完成棉稈粉碎還田和耬起殘膜的作業(yè),但在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)該機(jī)組存在后排耬膜齒入土深度 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 淺,且有漏膜的現(xiàn)象。 經(jīng)過(guò)多次的討論和研究，確定殘余地膜回收裝置的設(shè)計(jì)方案為；直齒伸縮挑膜機(jī)構(gòu)、滾筒機(jī) 構(gòu)、凸輪盤(pán)軌道機(jī)構(gòu)、刮板集膜箱機(jī)構(gòu)、機(jī)架等機(jī)構(gòu)組成。總裝圖如下： 10981234567 1、機(jī)架 2、集膜箱 3、刮板 4、刮板支架 5、伸縮齒桿 6、凸輪盤(pán) 軌道 7、滾筒 8、連桿 9、防齒入脫機(jī)構(gòu) 10、軸 11、滾筒端蓋 圖 2-1 總裝圖示意圖 工作原理及過(guò)程：動(dòng)力源拖拉機(jī)連接機(jī)架，牽引機(jī)具向前工作，依靠牽引動(dòng)力帶動(dòng)滾筒向前 做滾動(dòng)軸和凸輪盤(pán)機(jī)構(gòu)不轉(zhuǎn)動(dòng)滾筒依靠牽引力和滾筒壁摩擦以及齒桿的縱向力保持滾筒的向前滾 動(dòng)力，伸縮齒扎入土壤中，將土壤中和地表的殘余地膜扎起，齒桿通過(guò)走凸輪盤(pán)機(jī)構(gòu)在滾筒的上 方由于彈簧彈力開(kāi)始相回收縮直至完全縮入滾筒內(nèi)，齒桿縮入的過(guò)程開(kāi)始脫膜在完全縮入端有刮 板將推出的殘膜掛擋。順其向下掉，最后掉入集膜箱內(nèi)。然后齒桿開(kāi)始通過(guò)凸輪盤(pán)開(kāi)時(shí)相外伸出 直至完全伸出，通過(guò)滾筒的滾動(dòng)開(kāi)始繼續(xù)扎膜。 3.機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原理及計(jì)算 3.1 滾筒的設(shè)計(jì) 滾筒連接軸 由拖拉機(jī)牽引向前滾動(dòng)，并驅(qū)動(dòng)伸縮齒工作，啟動(dòng)需動(dòng)力牽引機(jī)架連接軸驅(qū)動(dòng)， 動(dòng)力消耗少。 設(shè)計(jì)要求 工作幅寬：1.5M 工作密度：齒間距*齒行距 齒間距=滾筒周長(zhǎng)/齒數(shù) （3-mD3.2091/8*4.312 1） .095d 材料的選擇：考慮滾筒所要承受的承載力所以要選擇比一般的材料硬度高些抗拉強(qiáng)度也要高 些 ，和經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。材料應(yīng)選擇 HT250. 3.2 凸輪盤(pán)機(jī)構(gòu) 現(xiàn)如今殘余地膜回收的裝置主要有摟膜機(jī)構(gòu)和齒桿扎膜機(jī)構(gòu)，齒桿扎膜機(jī)構(gòu)工作效果比較好 可以回收土壤中的殘余地膜拾盡率高等.經(jīng)查閱資料伸縮齒桿通過(guò)滾筒實(shí)現(xiàn)扎膜與退膜，齒桿伸縮 是通過(guò)齒桿走凸輪盤(pán)機(jī)構(gòu)和彈簧實(shí)現(xiàn)的，其圖如下所示 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 21 圖 3-1 偏心輪 1：滾筒 2：兩圓軌道交界處 盤(pán)如圖 3-1：其過(guò)程為，當(dāng)齒桿走在 2 凸輪偏心機(jī)構(gòu)最下方時(shí)是齒桿伸出 1 滾筒的最長(zhǎng)時(shí) 。 由于是凸輪偏心機(jī)構(gòu)則 齒桿繼續(xù)走時(shí)齒桿已經(jīng)開(kāi)始慢慢向回收。而此時(shí)桿齒還處于滾筒下方 很 容易造成殘膜的脫落.而影響撿拾效果。所以我自己認(rèn)為退膜的過(guò)程應(yīng)在滾筒的上方進(jìn)行，同時(shí)利 于殘膜的回收應(yīng)設(shè)計(jì)同心凸輪盤(pán)機(jī)構(gòu)，如下圖 CBR40 R250A 圖 3-2 同心輪 A:伸縮齒開(kāi)始向內(nèi)收縮處 B:伸縮齒伸出最短處 C:伸縮齒開(kāi)始伸出最長(zhǎng)處 其過(guò)程為：當(dāng)齒桿走在 C 處之時(shí)齒桿伸出滾筒處最長(zhǎng)，然后開(kāi)始一直走滿圓直至到 A 處，所 以這段過(guò)程齒桿一直處最長(zhǎng)，避免了殘余地膜的掉落到 A 處時(shí)，齒桿開(kāi)始走凸輪部分開(kāi)始向滾筒 內(nèi)伸縮。 所涉及的計(jì)算如下 凸輪盤(pán)軌道由兩圓形軌道合成 （3-mR2501 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 2） （3-mR402 3） 此為中心線型半徑 即為齒桿根部運(yùn)動(dòng)軌跡半徑 R2 軌道半徑中心為軌道壁外圓其半徑為 （3-mR270 4） R2 圓心 R1 的距離為 （3-5）RD20571 （3-m174202 6） 則 R2 軌道與圓心的距離最近為 170mm 因?yàn)橥馆啽P(pán)軌道 R1 與 R2 離圓心最近的距離只差便為齒桿伸出滾筒外最長(zhǎng)距離 則齒桿伸出滾筒最遠(yuǎn)距離為 （3-R80172501 7） 因?yàn)辇X桿根部運(yùn)動(dòng)軌跡為凸輪盤(pán)軌道運(yùn)動(dòng)軌跡其軌跡如下 其最近處與圓心角度為 30 度。設(shè)滾筒圓心為（0，0） 則 R2 圓心為 X= (3-8)27315Sin y= (3-9)027Cos 所以 R2 圓心為（ 135，- ） 運(yùn)動(dòng)方程為 (3-10) 2222250137040 xyy 軌跡運(yùn)功圖形如下 圓 輪 處 凸 輪 部 分 圖 3-3 軌跡運(yùn)動(dòng)圖 凸輪盤(pán)軌道材料的選擇要優(yōu)于一般材料，所以選擇 Q235 3.3 伸縮齒的設(shè)計(jì) 伸縮齒是撿拾殘余地膜的部件，靠伸縮尺扎起地膜進(jìn)行撿拾因?yàn)橐烊胪寥纼?nèi)，土壤中若含 有十塊或其他堅(jiān)固雜物時(shí)，會(huì)使伸縮齒頂彎.導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)行正常工作所以設(shè)計(jì)材料的強(qiáng)度要高，所 以要選擇 Q235. 伸縮齒桿分主動(dòng)齒桿，與從動(dòng)齒桿。滾筒推動(dòng)齒桿向前滾動(dòng)齒桿受主動(dòng)齒桿在凸輪盤(pán)上的軌 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 道和彈簧來(lái)控制齒桿的伸縮，當(dāng)主動(dòng)齒桿走凸輪盤(pán)同心圓部分時(shí)，此時(shí)是滿齒，齒桿以最長(zhǎng)長(zhǎng)度 伸出滾筒 .當(dāng)齒桿在凸輪盤(pán)異心盤(pán)軌道上時(shí)，此時(shí)齒桿開(kāi)始向滾筒內(nèi)伸縮，這是退膜的過(guò)程。由 于凸輪盤(pán)軌道是由一同心圓與另一異心圓合成所以當(dāng)齒桿走到異心圓軌道的一半時(shí)，此時(shí)都是齒 桿的收縮過(guò)程，在中點(diǎn)時(shí)齒桿完全所入滾筒內(nèi)，此時(shí)殘膜完全退出褪出當(dāng)齒桿繼續(xù)滾筒個(gè)繼續(xù)滾 動(dòng)時(shí)齒桿開(kāi)始向外伸出，再走一半齒桿完全伸出，此時(shí)開(kāi)始走滿齒，當(dāng)吃桿在最下方時(shí)齒桿開(kāi)始 扎膜，繼續(xù)進(jìn)行扎膜退膜的過(guò)程。 其圖如下所示 圖 3-4 退膜過(guò)程示意圖 齒桿總長(zhǎng)為 m5.247 齒桿伸出滾筒外最長(zhǎng)為 (3-11)m805.17240. 3.4 刮板與集膜箱的設(shè)計(jì) 殘膜回收機(jī)械收集殘膜的方式有毛刷式、刮板式、疏導(dǎo)齒式等機(jī)構(gòu)。經(jīng)分析刮板式比較適合 此種方式。刮板由刮板支架固定在機(jī)架上刮板緊密的與滾筒貼合，當(dāng)齒桿完全縮入滾筒內(nèi)時(shí)，刮 板正處于此滾筒位置使得，齒桿縮入時(shí)殘膜推掉入刮板上，然后順著刮板向下調(diào)入集膜箱內(nèi)，達(dá) 到收集殘膜的目的，所以要求刮板表面光滑.為了使?jié)L筒與刮板貼近的貼合且不會(huì)碰到滾筒壁 。 造成干摩擦所以應(yīng)設(shè)計(jì)成楔形的如下所示 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 圖 3-5 集膜箱與刮板楔形機(jī)構(gòu) 3.5 彈簧的設(shè)計(jì) 彈簧材料選用碳素彈簧鋼，含碳量在 0.6%至 0.9%之間，如 65、70、85 等碳素彈簧鋼。這 類鋼廉價(jià)易得，熱處理后具有較高的強(qiáng)度、適宜的韌性和塑性。 根據(jù)滾筒半徑和凸輪半徑可計(jì)算出彈簧壓縮量最大時(shí)彈簧的長(zhǎng)度 mL5.127.25041 (3-12) 由圖上測(cè)量可知，彈簧最長(zhǎng)時(shí)長(zhǎng)為 m2 (3-13) 所以彈簧的最大壓縮量為 5.97.5 (3-14) 此彈簧材料選用碳素彈簧鋼絲 65Mn 材料 B 級(jí)，由資料知其許用切應(yīng)力 MPa45 根據(jù)伸縮齒的尺寸和套筒大小設(shè)定彈簧內(nèi)經(jīng) ，彈簧圈數(shù)mD210nKCdF82 (3-15)d21265.041 dDdF21212448 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 mGdnDF C5.972813 (3-16) 式中，G 為彈簧材料的切變模量，鋼： MPa410*8 解得 m2. (3-17) 3.6 軸的設(shè)計(jì) 根據(jù)所選軸承和鍵可以算出來(lái)和軸承配合的周的直徑，根據(jù)設(shè)計(jì)和安裝的要求軸的尺寸應(yīng) 為： 軸長(zhǎng):1709.8 , 軸肩的高度為 2mm 圖如下所示 圖 3-6 軸 為了防止軸上零件受力時(shí)發(fā)生沿軸向或周向的相對(duì)軸的材料：軸的材料主要是碳剛和合金剛。 由于碳剛比合金剛價(jià)格便宜，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦 法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，所以本設(shè)計(jì)采用 45 號(hào)剛作為軸的材料。調(diào)制處理。 軸上零件的定位 運(yùn)動(dòng):軸上零件除了有游動(dòng)或空轉(zhuǎn)的要求者外，都必須進(jìn)行軸向和周向定位，以保證其準(zhǔn)確的 工作位置。 軸的校核 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算，用于只承受轉(zhuǎn)矩的傳動(dòng)軸的精確計(jì)算，也可用于既受彎矩又受扭矩的軸的 計(jì)算。其強(qiáng)度條件為： (3-18)MPandWT362.0159 式中： 為軸的扭切應(yīng)力， ； 為轉(zhuǎn)矩， ； 為抗扭截面系數(shù)， ；對(duì)圓PamNTW3m 截面 ； 為傳遞的功率， ； 為軸的轉(zhuǎn)速， ； 為軸的直徑，3 32.016dWTkin/rd ； 為許用扭切應(yīng)力， ；由于軸的選材為 45 號(hào)鋼，所以查表可知 45 號(hào)鋼的許用扭切mM 應(yīng)力為 .pa4 殘膜回收機(jī)在工作過(guò)程中，需要拖拉機(jī)牽引機(jī)具克服摩擦力前進(jìn)。已知拖拉機(jī)整機(jī)重量為 300kg.工作速度為 5km/h.經(jīng)查資料得機(jī)具在土壤中工作的摩擦系數(shù)為 1.2，機(jī)具的摩擦力為 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 ,滾筒轉(zhuǎn)速Nf3601*2. srn/5.08*6.3 所以機(jī)具工作的功率 (3-19)kW FVP5./ 軸的直徑 (3-20)33 62.019nPd = 365.0. = m3 所以軸的最小直徑不得低于 30 mm.選用最小直徑為 36mm 的軸。 經(jīng)校核設(shè)計(jì)的軸符合要求， ，可以正常工作。 根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖，如圖下圖所示 3-7 3.7 滾筒端蓋的設(shè)計(jì) 滾筒端蓋起到支撐滾筒并且連接軸的目的，所以并且能夠防止塵土及雜質(zhì)調(diào)入到滾筒內(nèi)的目 的. 滾筒端蓋設(shè)計(jì)如下圖 圖 3-7 滾筒端蓋 3.8 刮板支架的設(shè)計(jì) 由于刮板與滾筒的貼合緊密，所以需要有很好的支架來(lái)固定刮板 ，使刮板能保持貼合緊密的 配合.由于機(jī)架與軸與刮板都屬固定連接，所以將刮板支架連接在機(jī)架上。其圖如 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 圖 3-8 刮板支架 其材料的選擇為 HT200。 總裝圖主視圖示意圖如下： 16876362 圖 3-9 總裝圖主視圖 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 4 .設(shè)計(jì)總結(jié) 殘膜回收機(jī)械，減少人工勞動(dòng)量的機(jī)械化，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化，可使廣大農(nóng)民群眾大大節(jié)省勞 動(dòng)量，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，并對(duì)殘余地膜回收機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展前景作出了簡(jiǎn)明的 概括和分析。 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，收獲了很多。在此次設(shè)計(jì)中，我感到自己的知識(shí)面很窄，對(duì)知識(shí)掌握得不夠， 在設(shè)計(jì)時(shí)，能想到一面，而考慮不到另一面。導(dǎo)致設(shè)計(jì)做了多次的修改。雖然經(jīng)過(guò)了多次的修改， 想使其完美，但由于種種原因，也未能使其盡善盡美。我深深體會(huì)到自己在理論知識(shí)方面的欠缺， 同時(shí)也感到自己在知識(shí)的運(yùn)用上也不夠靈活。 對(duì)于本次設(shè)計(jì)我總結(jié)有以下幾點(diǎn)： 1.在開(kāi)始做設(shè)計(jì)時(shí)，不知道該怎么樣確定尺寸，對(duì)現(xiàn)有的機(jī)型資料進(jìn)行查找、觀察、總結(jié)， 之后才正式開(kāi)始設(shè)計(jì)，于是我深刻的體會(huì)到調(diào)查的重要性。 2. 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的是綜合我們大學(xué)四年所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，結(jié)合專業(yè)以外的實(shí)際情況，將 我們的專業(yè)知識(shí)運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)的機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中，將所學(xué)的專業(yè)知識(shí)形成一個(gè)較完整的體系。 限于本人設(shè)計(jì)水平存在的局限性，再加上時(shí)間比較緊，這次設(shè)計(jì)并非完美無(wú)暇，難免會(huì)有一 些不合理甚至錯(cuò)誤之處，懇請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 致 謝 我要感謝我的指導(dǎo)老師張有強(qiáng)老師！本設(shè)計(jì)是在張有強(qiáng)老師的悉心指導(dǎo)下完成的。他無(wú)論是 在資料的整理，還是在設(shè)計(jì)的畫(huà)圖等各個(gè)方面都給予了我大量的指導(dǎo)和幫助，在他的精心指導(dǎo)下， 才使得我的設(shè)計(jì)一步一步的有序的完成，同時(shí)也學(xué)到了許多書(shū)本上學(xué)不到的知識(shí)，受益匪淺，特 致以深深的感謝。同時(shí)也要感謝第三組每一位老師們不僅在“授業(yè)、傳道、解惑”方面給予了精 心培養(yǎng)和指導(dǎo)，也給我提供了充足完備的條件和寶貴的學(xué)習(xí)交流機(jī)會(huì)，學(xué)生深表謝意。 大學(xué)四年學(xué)習(xí)時(shí)光已經(jīng)接近尾聲，在此我想對(duì)我的母校，我的父母親人們，我的老師和同學(xué) 們、表達(dá)我由衷的謝意。感謝我的母校塔里木大學(xué)給了我在大學(xué)的本科四年深造機(jī)會(huì)，讓我能繼 續(xù)學(xué)習(xí)和提高。塔里木大學(xué)美麗的校園，如畫(huà)風(fēng)景都深深的留在了我的記憶里。四年珍貴的學(xué)習(xí) 期間，讓我的知識(shí)體系更加完善，思想觀念更加成熟，整體素質(zhì)得到了很大的鍛煉。 “自強(qiáng)不息， 求真務(wù)實(shí)”的校訓(xùn)我將銘記于心，在未來(lái)的學(xué)習(xí)和工作中躬身踐行。 再次,感謝我的指導(dǎo)老師張有強(qiáng)老師、馬老師和同舍友們,在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中得到了他們無(wú)私 的幫助，以及許多啟發(fā)性的指導(dǎo)和建議。在此向所有支持、關(guān)心、幫助我的人表示由衷的感謝!祝 他們永遠(yuǎn)健康、幸福! 最后，感謝我的父母親人們對(duì)我大學(xué)四年學(xué)習(xí)的默默支持，做我堅(jiān)強(qiáng)的后盾，使我能順利完 成本科學(xué)業(yè)。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 參考文獻(xiàn) 1侯書(shū)林,胡三媛,孔建銘等,國(guó)內(nèi)殘膜回收機(jī)研究現(xiàn)狀J.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2002, ( 3) :186189. 2趙海軍,史建新. 殘膜回收工藝探討J.中國(guó)農(nóng)機(jī)化,2004,(6):6871. 1侯書(shū)林,胡三媛,孔建銘等,國(guó)內(nèi)殘膜回收機(jī)研究現(xiàn)狀J.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2002,(3):186189. 2趙海軍,史建新. 殘膜回收工藝探討J. 中國(guó)農(nóng)機(jī)化,2004,(6):6871. 3周智祥,楊志城,楊宛章,魯亞云.氣吹式播前殘膜回收機(jī)的研究J.農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2005,(2):5760. 4王學(xué)農(nóng),馮斌,陳發(fā)等.棉秸稈切碎及殘膜回收聯(lián)合作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研究J.農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2005.128(3):49- 52. 5薛文瑾,王春耀,朱振中,王曉冬.卷膜式棉花苗期殘膜回收機(jī)的設(shè)計(jì)J.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào) 2005,36(3):148- 149. 6宋克森.地膜污染綜合防治技術(shù)J.安徽農(nóng)學(xué)通報(bào), 2007,13(2):55- 86. 7馮斌,王學(xué)農(nóng),陳發(fā).殘膜回收技術(shù)與機(jī)具的發(fā)展J.農(nóng)機(jī)化2003,(4):58- 59.