前 言被譽為“農(nóng)業(yè)白色革命”的地膜覆蓋栽培技術(shù)自上世紀70 年代末引入以來,以其增溫、保墑、抑制雜草生長、促進作物早熟和增產(chǎn)等顯著特點,深受廣大農(nóng)民的歡迎,對提高農(nóng)作物產(chǎn)量和改進質(zhì)量發(fā)揮了巨大作用。但是,地膜覆蓋栽培在帶來顯著經(jīng)濟效益的同時,由于使用過的地膜沒有全部回收,年復(fù)一年累積在土壤中,致使耕地遭到嚴重的殘膜污染。農(nóng)用塑料薄膜主要有用做地膜的聚乙烯膜和用于溫室或塑料大棚的聚氯乙烯膜,無論哪種都是聚烯烴類化合物,自然條件下極難降解,在土壤中可存在200～400 年。從目前整體情況上看,我國殘膜回收機械的應(yīng)用尚不盡人意。其主要原因一是殘膜回收機械技術(shù)性能不夠完善,作業(yè)性能可靠性較差,真正能夠用于實際生產(chǎn)的機型極少;二是國家有關(guān)部門尚未出臺關(guān)于“大力推行農(nóng)田殘膜回收工作”的有關(guān)法律與政策,人們還缺乏主動開展農(nóng)田殘膜回收工作的環(huán)境、保護意識;三是尚未狠抓殘膜的再生利用回收技術(shù)工作,致使棉農(nóng)無論是在殘膜回收作業(yè)環(huán)節(jié)或是回收后的殘膜再生利用環(huán)節(jié)中,均未能產(chǎn)生直接的經(jīng)濟效益,還增大了生產(chǎn)成本。上述原因?qū)е職埬せ厥展ぷ骱茈y被人們所接受。當(dāng)前對于我國這樣一個世界農(nóng)業(yè)大國和缺水大國,農(nóng)業(yè)覆膜栽培技術(shù)由于可增溫、保墑、節(jié)水、成本低等顯著優(yōu)點正被廣大農(nóng)民愈來愈廣泛地。農(nóng)業(yè)環(huán)境日趨惡化殘膜回收有人工撿拾和機械回收兩種方式。手工清除殘膜時，勞動強度大，費工時且回收率低，撿拾不凈，長年累月會造成殘膜的田間積累帶來嚴重的“白色污染”；機械回收殘膜，可以克服人工撿拾的不足，是殘膜回收的有效方法。因此，研制各種經(jīng)濟實用的殘膜回收機具對于減少土地污染及保持農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。 12 屆畢業(yè)設(shè)計田間殘余地膜回收機裝置設(shè)計說明書學(xué)生姓名學(xué) 號所屬學(xué)院專 業(yè)班 級指導(dǎo)教師日 期目 錄1.緒 論 11.1 選題的意義和目的 11.2 國內(nèi)外殘余地膜回收裝置研究現(xiàn)狀 .21.3 殘余地膜回收裝置設(shè)計的現(xiàn)狀及存在的問題 .22.設(shè)計方案的選擇 32.1 機組類型的選擇 32.2 懸掛部位的選擇 32.3.工作方式的選擇 33.機構(gòu)設(shè)計原理及計算 43.1 滾筒的設(shè)計 43.2 凸輪盤機構(gòu) 43.3 伸縮齒的設(shè)計 63.4 刮板與集膜箱的設(shè)計 .73.5 彈簧的設(shè)計 .73.6 軸的設(shè)計 .83.7 滾筒端蓋的設(shè)計 93.8 刮板支架的設(shè)計 94 .設(shè)計總結(jié) .11致 謝 .12參考文獻 .13塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計11.緒 論1.1 選題的意義和目的地膜覆蓋技術(shù)自二十世紀 70 年代引入我國以來，以其保溫、保墑、保土、增產(chǎn)等顯著特點，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來巨大經(jīng)濟效益，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 80 年代初應(yīng)用到我國及我區(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)在帶來顯著經(jīng)濟效益的同時，也使土地遭到嚴重的白色污染，已成為當(dāng)前維護農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境， 促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展所亟待解決的問題。殘膜危害有三：一是土壤播種時，播種機點播器入土?xí)r，土壤中的殘膜易堵塞鴨嘴，若不能及時發(fā)現(xiàn)會造成大段空穴；二是土壤中殘存的地膜會形成阻+隔層，阻礙作物對水分和養(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期留存，會破壞土壤的團粒結(jié)構(gòu)，易板結(jié)。通過科普和各地的宣傳，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、研制開發(fā)的殘膜回收機械化技術(shù)，其重點就是解決殘膜污染問題。1.2 國內(nèi)外殘余地膜回收裝置研究現(xiàn)狀1 國外殘膜回收機發(fā)展現(xiàn)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(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(jīng)一定時期自動分解成無害物質(zhì)混入土壤。2 國內(nèi)殘膜回收機發(fā)展現(xiàn)狀國內(nèi)殘膜回收機具按照殘膜回收時間分為: 苗期揭膜機械、秋后殘膜回收機械、播前殘膜回收機械等類型。苗期揭膜是在澆頭水前揭去地膜, 此時揭膜容易, 且有利于中耕和施肥。但不適于滴灌的地塊。秋后殘膜回收機械研制難度較大, 由于機械或人為作用地膜破損比較嚴重, 地膜上有1～5 cm 的土層, 膜下土壤板結(jié), 易造成撿拾機構(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間較短, 這些都是秋后機械回收殘膜的不利因素。播前殘膜回收因開春時氣候多變、機力緊張、時間短, 此時回收殘膜也具有一定難度。國內(nèi)目前比較典型的殘膜回收機：( 1) 農(nóng)科院農(nóng)機化所研制的4JSM- 1800棉桿還田及殘膜回收聯(lián)合作業(yè)機。該機由莖稈粉碎機和地膜回收機兩部分組成, 能一次完成莖稈粉碎和地膜回收兩項作業(yè), 在回收棉田中殘留地膜的同時, 可將棉稈粉碎還田, 并均勻地灑落在田間, 殘膜被機械回收后堆在田間, 便于運走。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜, 價格偏高。( 2) 昌吉州農(nóng)機化技術(shù)推廣站研制的4MBQX- 1.5( 3.0) 型棉花拔稈清膜旋耕機集棉花拔稈機、殘膜清除回收機和旋耕機于一體,該機具棉稈拔凈率達95％以上, 殘膜回收率達85％以上, 棉稈堆放距離12～15 m, 具有整機結(jié)構(gòu)簡單緊湊、工作性能可靠、生產(chǎn)率高、適應(yīng)性較強等優(yōu)點, 但收集后的棉桿與膜混合在一起, 難以再利用, 且運輸量大, 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。目前應(yīng)用最多,工作原理是彈齒摟膜, 彈齒入土深度為3～5 cm, 將殘膜摟集成堆, 人工撿拾。該機結(jié)構(gòu)簡單, 造價低, 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)計的現(xiàn)狀及存在的問題目前國內(nèi)殘余地膜回收裝置主要有兩種形式:一是采用摟膜機構(gòu)將殘膜摟集起來；二是采用滾筒上的伸縮齒桿將殘余地膜扎起進行收集.耕前收膜其作物的秸稈對殘膜回收影響很大;由于機械或人為作用,地膜極易破損,加之老化使地膜強度下降;此外北方地區(qū)棉花收獲后到封凍的時間較短,這些都是耕前收膜機械作業(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,使兩項作業(yè)一次完成,既減少了作業(yè)費用又節(jié)約了時間。耕前收膜有利于作物生長塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計2期的保墑,減少水分蒸發(fā),節(jié)約用水。由于耕前收膜時,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,耕前殘膜回收機具多為聯(lián)合作業(yè)。因此,此類機具的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,重量較大,與其配套的國內(nèi)目前絕大多數(shù)的中型輪式拖拉機,均顯動力儲備不足。當(dāng)前的清膜滾筒多顯過于復(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被硬物碰彎,而無法及時維修或者更換被損零件,將會影響其本組部件正常工作,進而導(dǎo)致整個滾筒全部停止工作,整個機組返回工廠。目前,耕前殘膜回收機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行往復(fù)式伸縮撿膜與脫模.殘膜回收機關(guān)鍵工作部件缺乏深入理論研究,僅靠每年的農(nóng)時作業(yè)試驗驗證,研究期較長,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回收耕前殘膜。國內(nèi)現(xiàn)有機具均采用此機構(gòu)并已開發(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挑膜桿工作。通過對此機構(gòu)工作原理和實際使用情況進行研究和分析,認為該機構(gòu)存在三個主要問題:挑膜桿挑膜時沒有主動力,挑膜性能差;直形挑膜桿稍有變形將無法在孔眼中伸縮活動,滾筒將無法繼續(xù)工作。所以要求桿齒具有較好的剛性, 對土壤適應(yīng)強，還需解決殘膜的回收。所以應(yīng)設(shè)計出適合的伸縮結(jié)構(gòu)并針對殘膜的易破、易損性設(shè)計出合理的褪膜機構(gòu).2.設(shè)計方案的選擇2.1 機組類型的選擇1.牽引式 ：農(nóng)機具與拖拉機間單點掛接，拖拉機的掛接裝置對農(nóng)機具只起牽引作用，在工作和運輸時，農(nóng)機具重量均由本身的輪子承受。機組穩(wěn)定性好，對不平地面適應(yīng)性強。但是地頭轉(zhuǎn)彎半徑大、機動性能很差，金屬消耗量大。2.懸掛式：農(nóng)機具懸掛在拖拉機懸掛裝置上，通過三點懸掛機械連接，靠拖拉機的液壓提升機構(gòu)升降，運輸時，機具全部重量有拖拉機承受。工作時，拖拉機承受部分農(nóng)機具重量和耕作阻力，改善了拖拉機的牽引性能，重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、機動性好、效率高。但對寬幅機具的穩(wěn)定性和對地表的適應(yīng)性差。機具重量受拖拉機液壓提升能力、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)展起來的新機型。農(nóng)機具通過懸掛架與拖拉機的上、下桿鉸接，或單獨與兩個下拉桿鉸接。并設(shè)有支撐輪及尾輪，在運輸時承受農(nóng)機具的部分重量。半懸掛機具比牽引式結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，機動性能好：與懸掛式相比，幅寬大，機具縱向穩(wěn)定性好?？疾煲陨先N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)置尾輪會使整個機構(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)機具配置在拖拉機正前方，拖拉機走在已工作過的地面上，雖然視野好，但是肯定會大大影響深松效果。一般使用于谷物收獲機械，有可能使前輪負荷過大，轉(zhuǎn)向費力或輪胎超載。2.后懸掛：農(nóng)機具配置在拖拉機驅(qū)動輪后部。3.軸間懸掛：農(nóng)機具配置在拖拉機前、后軸之間，便于觀察作業(yè)情況。但裝卸費事，農(nóng)具和拖拉機成套使用，在通用的農(nóng)業(yè)拖拉機上難以布置，配套性差。4.偏懸掛：農(nóng)機具配置在拖拉機側(cè)面：視野好，但是橫向穩(wěn)定性差，機組需要承受一個偏轉(zhuǎn)的阻力矩，故不宜佩帶較重的機具作業(yè)。2.3.工作方式的選擇1. 采用弧型擺動式挑膜齒殘膜回收滾筒。該滾筒可使擺動式挑膜齒組隨其擺桿繞擺動中心擺動,使挑膜齒組按圓弧方向進行伸縮,實現(xiàn)挑膜齒的伸出挑膜和縮回脫膜的功能。與此同時,將傳統(tǒng)的扒膜直桿改為具有主動挑膜功能的弧形齒。提高伸縮挑膜齒對殘膜的撿拾能力,滿足了對土壤地表及表層下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)滾筒工作時遇到石頭或者其他硬物造成挑膜齒變形,滾筒無法繼續(xù)正常工作時。打開滾筒上的維修孔,松開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地層殘余地膜的回收。2. 采用摟膜機構(gòu)回收殘膜。懸掛式殘膜回收機結(jié)構(gòu)簡單,制造成本低,動力由拖拉機直接輸出,可以一次完成棉稈粉碎還田和耬起殘膜的作業(yè),但在使用過程中發(fā)現(xiàn)該機組存在后排耬膜齒入土深度塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計3淺,且有漏膜的現(xiàn)象。經(jīng)過多次的討論和研究，確定殘余地膜回收裝置的設(shè)計方案為；直齒伸縮挑膜機構(gòu)、滾筒機構(gòu)、凸輪盤軌道機構(gòu)、刮板集膜箱機構(gòu)、機架等機構(gòu)組成?？傃b圖如下： 109812345671、機架 2、集膜箱 3、刮板 4、刮板支架 5、伸縮齒桿 6、凸輪盤軌道 7、滾筒 8、連桿 9、防齒入脫機構(gòu) 10、軸 11、滾筒端蓋圖 2-1 總裝圖示意圖工作原理及過程：動力源拖拉機連接機架，牽引機具向前工作，依靠牽引動力帶動滾筒向前做滾動軸和凸輪盤機構(gòu)不轉(zhuǎn)動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，齒桿通過走凸輪盤機構(gòu)在滾筒的上方由于彈簧彈力開始相回收縮直至完全縮入滾筒內(nèi)，齒桿縮入的過程開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)。然后齒桿開始通過凸輪盤開時相外伸出直至完全伸出，通過滾筒的滾動開始繼續(xù)扎膜。3.機構(gòu)設(shè)計原理及計算3.1 滾筒的設(shè)計 滾筒連接軸 由拖拉機牽引向前滾動，并驅(qū)動伸縮齒工作，啟動需動力牽引機架連接軸驅(qū)動，動力消耗少。設(shè)計要求工作幅寬：1.5M工作密度：齒間距*齒行距齒間距=滾筒周長/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度也要高些 ，和經(jīng)濟實用性。材料應(yīng)選擇 HT250.3.2 凸輪盤機構(gòu)現(xiàn)如今殘余地膜回收的裝置主要有摟膜機構(gòu)和齒桿扎膜機構(gòu)，齒桿扎膜機構(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滾筒實現(xiàn)扎膜與退膜，齒桿伸縮是通過齒桿走凸輪盤機構(gòu)和彈簧實現(xiàn)的，其圖如下所示塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計421圖 3-1 偏心輪1：滾筒 2：兩圓軌道交界處 盤如圖 3-1：其過程為，當(dāng)齒桿走在 2 凸輪偏心機構(gòu)最下方時是齒桿伸出 1 滾筒的最長時 。由于是凸輪偏心機構(gòu)則 齒桿繼續(xù)走時齒桿已經(jīng)開始慢慢向回收。而此時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。所以我自己認為退膜的過程應(yīng)在滾筒的上方進行，同時利于殘膜的回收應(yīng)設(shè)計同心凸輪盤機構(gòu)，如下圖CBR40 R250A圖 3-2 同心輪 A:伸縮齒開始向內(nèi)收縮處 B:伸縮齒伸出最短處 C:伸縮齒開始伸出最長處 其過程為：當(dāng)齒桿走在 C 處之時齒桿伸出滾筒處最長，然后開始一直走滿圓直至到 A 處，所以這段過程齒桿一直處最長，避免了殘余地膜的掉落到 A 處時，齒桿開始走凸輪部分開始向滾筒內(nèi)伸縮。所涉及的計算如下凸輪盤軌道由兩圓形軌道合成（3-mR2501?塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計52）（3-mR402?3）此為中心線型半徑 即為齒桿根部運動軌跡半徑 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因為凸輪盤軌道 R1 與 R2 離圓心最近的距離只差便為齒桿伸出滾筒外最長距離則齒桿伸出滾筒最遠距離為（3-R80172501??7）因為齒桿根部運動軌跡為凸輪盤軌道運動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，- ）運動方程為(3-10)????2222250137040{xyy?????軌跡運功圖形如下 圓 輪 處 凸 輪 部 分圖 3-3 軌跡運動圖凸輪盤軌道材料的選擇要優(yōu)于一般材料，所以選擇 Q2353.3 伸縮齒的設(shè)計伸縮齒是撿拾殘余地膜的部件，靠伸縮尺扎起地膜進行撿拾因為要伸入土壤內(nèi)，土壤中若含有十塊或其他堅固雜物時，會使伸縮齒頂彎.導(dǎo)致無法進行正常工作所以設(shè)計材料的強度要高，所以要選擇 Q235.伸縮齒桿分主動齒桿，與從動齒桿。滾筒推動齒桿向前滾動齒桿受主動齒桿在凸輪盤上的軌塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計6道和彈簧來控制齒桿的伸縮，當(dāng)主動齒桿走凸輪盤同心圓部分時，此時是滿齒，齒桿以最長長度伸出滾筒 .當(dāng)齒桿在凸輪盤異心盤軌道上時，此時齒桿開始向滾筒內(nèi)伸縮，這是退膜的過程。由于凸輪盤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，此時都是齒桿的收縮過程，在中點時齒桿完全所入滾筒內(nèi)，此時殘膜完全退出褪出當(dāng)齒桿繼續(xù)滾筒個繼續(xù)滾動時齒桿開始向外伸出，再走一半齒桿完全伸出，此時開始走滿齒，當(dāng)吃桿在最下方時齒桿開始扎膜，繼續(xù)進行扎膜退膜的過程。其圖如下所示圖 3-4 退膜過程示意圖齒桿總長為 m5.247齒桿伸出滾筒外最長為 (3-11)??m805.17240. ??3.4 刮板與集膜箱的設(shè)計殘膜回收機械收集殘膜的方式有毛刷式、刮板式、疏導(dǎo)齒式等機構(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，刮板正處于此滾筒位置使得，齒桿縮入時殘膜推掉入刮板上，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碰到滾筒壁 。造成干摩擦所以應(yīng)設(shè)計成楔形的如下所示塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計7圖 3-5 集膜箱與刮板楔形機構(gòu)3.5 彈簧的設(shè)計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。這類鋼廉價易得，熱處理后具有較高的強度、適宜的韌性和塑性。根據(jù)滾筒半徑和凸輪半徑可計算出彈簧壓縮量最大時彈簧的長度 mL5.127.25041 ???(3-12)由圖上測量可知，彈簧最長時長為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，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)mD21?0n??KCdF82???(3-15)??d21265.041???????????????dDdF21212448???????????塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計8??mGdnDFC5.972813????(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)計根據(jù)所選軸承和鍵可以算出來和軸承配合的周的直徑，根據(jù)設(shè)計和安裝的要求軸的尺寸應(yīng)為： 軸長: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發(fā)生沿軸向或周向的相對軸的材料：軸的材料主要是碳剛和合金剛。由于碳剛比合金剛價格便宜，對應(yīng)力集中的敏感性較低，同時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度，所以本設(shè)計采用 45 號剛作為軸的材料。調(diào)制處理。軸上零件的定位運動:軸上零件除了有游動或空轉(zhuǎn)的要求者外，都必須進行軸向和周向定位，以保證其準確的工作位置。軸的校核按扭轉(zhuǎn)強度計算，用于只承受轉(zhuǎn)矩的傳動軸的精確計算，也可用于既受彎矩又受扭矩的軸的計算。其強度條件為： (3-18)??MPandWT?????362.0159式中： 為軸的扭切應(yīng)力， ； 為轉(zhuǎn)矩， ； 為抗扭截面系數(shù)， ；對圓?PamN?TW3m截面 ； 為傳遞的功率， ； 為軸的轉(zhuǎn)速， ； 為軸的直徑，332.016dWT???kin/rd； 為許用扭切應(yīng)力， ；由于軸的選材為 45 號鋼，所以查表可知 45 號鋼的許用扭切m??M應(yīng)力為 .pa4～殘膜回收機在工作過程中，需要拖拉機牽引機具克服摩擦力前進。已知拖拉機整機重量為300kg.工作速度為 5km/h.經(jīng)查資料得機具在土壤中工作的摩擦系數(shù)為 1.2，機具的摩擦力為 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計9,滾筒轉(zhuǎn)速Nf3601*2.?? srn/5.08*6.3??所以機具工作的功率(3-19)kWFVP5./??軸的直徑 (3-20)??3362.019nPd??= 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)計的軸符合要求， ，可以正常工作。????根據(jù)軸的計算簡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)計如下圖圖 3-7 滾筒端蓋3.8 刮板支架的設(shè)計由于刮板與滾筒的貼合緊密，所以需要有很好的支架來固定刮板 ，使刮板能保持貼合緊密的配合.由于機架與軸與刮板都屬固定連接，所以將刮板支架連接在機架上。其圖如塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計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114 .設(shè)計總結(jié)殘膜回收機械，減少人工勞動量的機械化，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械化，可使廣大農(nóng)民群眾大大節(jié)省勞動量，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，并對殘余地膜回收機械的發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展前景作出了簡明的概括和分析。此次畢業(yè)設(shè)計，收獲了很多。在此次設(shè)計中，我感到自己的知識面很窄，對知識掌握得不夠，在設(shè)計時，能想到一面，而考慮不到另一面。導(dǎo)致設(shè)計做了多次的修改。雖然經(jīng)過了多次的修改，想使其完美，但由于種種原因，也未能使其盡善盡美。我深深體會到自己在理論知識方面的欠缺，同時也感到自己在知識的運用上也不夠靈活。對于本次設(shè)計我總結(jié)有以下幾點：1.在開始做設(shè)計時，不知道該怎么樣確定尺寸，對現(xiàn)有的機型資料進行查找、觀察、總結(jié)，之后才正式開始設(shè)計，于是我深刻的體會到調(diào)查的重要性。2. 此次畢業(yè)設(shè)計的目的是綜合我們大學(xué)四年所學(xué)的專業(yè)知識，結(jié)合專業(yè)以外的實際情況，將我們的專業(yè)知識運用到現(xiàn)實的機械設(shè)計當(dāng)中，將所學(xué)的專業(yè)知識形成一個較完整的體系。限于本人設(shè)計水平存在的局限性，再加上時間比較緊，這次設(shè)計并非完美無暇，難免會有一些不合理甚至錯誤之處，懇請各位老師批評指正。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計12致 謝我要感謝我的指導(dǎo)老師張有強老師！本設(shè)計是在張有強老師的悉心指導(dǎo)下完成的。他無論是在資料的整理，還是在設(shè)計的畫圖等各個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)計一步一步的有序的完成，同時也學(xué)到了許多書本上學(xué)不到的知識，受益匪淺，特致以深深的感謝。同時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)交流機會，學(xué)生深表謝意。大學(xué)四年學(xué)習(xí)時光已經(jīng)接近尾聲，在此我想對我的母校，我的父母親人們，我的老師和同學(xué)們、表達我由衷的謝意。感謝我的母校塔里木大學(xué)給了我在大學(xué)的本科四年深造機會，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。 “自強不息，求真務(wù)實”的校訓(xùn)我將銘記于心，在未來的學(xué)習(xí)和工作中躬身踐行。再次,感謝我的指導(dǎo)老師張有強老師、馬老師和同舍友們,在畢業(yè)設(shè)計過程中得到了他們無私的幫助，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!祝他們永遠健康、幸福! 最后，感謝我的父母親人們對我大學(xué)四年學(xué)習(xí)的默默支持，做我堅強的后盾，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13參考文獻[1]侯書林,胡三媛,孔建銘等,國內(nèi)殘膜回收機研究現(xiàn)狀[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2002, ( 3) :186～189.[2]趙海軍,史建新. 殘膜回收工藝探討[J].中國農(nóng)機化,2004,(6):68～71.[1]侯書林,胡三媛,孔建銘等,國內(nèi)殘膜回收機研究現(xiàn)狀[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2002,(3):186～189.[2]趙海軍,史建新. 殘膜回收工藝探討[J]. 中國農(nóng)機化,2004,(6):68～71.[3]周智祥,楊志城,楊宛章,魯亞云.氣吹式播前殘膜回收機的研究[J].農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2005,(2):57～60.[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, 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的設(shè)計[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報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, 2007,13(2):55- 86.[7]馮斌,王學(xué)農(nóng),陳發(fā).殘膜回收技術(shù)與機具的發(fā)展[J].農(nóng)機化2003,(4):58- 59.前 言被譽為“農(nóng)業(yè)白色革命”的地膜覆蓋栽培技術(shù)自上世紀70 年代末引入以來,以其增溫、保墑、抑制雜草生長、促進作物早熟和增產(chǎn)等顯著特點,深受廣大農(nóng)民的歡迎,對提高農(nóng)作物產(chǎn)量和改進質(zhì)量發(fā)揮了巨大作用。但是,地膜覆蓋栽培在帶來顯著經(jīng)濟效益的同時,由于使用過的地膜沒有全部回收,年復(fù)一年累積在土壤中,致使耕地遭到嚴重的殘膜污染。農(nóng)用塑料薄膜主要有用做地膜的聚乙烯膜和用于溫室或塑料大棚的聚氯乙烯膜,無論哪種都是聚烯烴類化合物,自然條件下極難降解,在土壤中可存在200～400 年。從目前整體情況上看,我國殘膜回收機械的應(yīng)用尚不盡人意。其主要原因一是殘膜回收機械技術(shù)性能不夠完善,作業(yè)性能可靠性較差,真正能夠用于實際生產(chǎn)的機型極少;二是國家有關(guān)部門尚未出臺關(guān)于“大力推行農(nóng)田殘膜回收工作”的有關(guān)法律與政策,人們還缺乏主動開展農(nóng)田殘膜回收工作的環(huán)境、保護意識;三是尚未狠抓殘膜的再生利用回收技術(shù)工作,致使棉農(nóng)無論是在殘膜回收作業(yè)環(huán)節(jié)或是回收后的殘膜再生利用環(huán)節(jié)中,均未能產(chǎn)生直接的經(jīng)濟效益,還增大了生產(chǎn)成本。上述原因?qū)е職埬せ厥展ぷ骱茈y被人們所接受。當(dāng)前對于我國這樣一個世界農(nóng)業(yè)大國和缺水大國,農(nóng)業(yè)覆膜栽培技術(shù)由于可增溫、保墑、節(jié)水、成本低等顯著優(yōu)點正被廣大農(nóng)民愈來愈廣泛地。農(nóng)業(yè)環(huán)境日趨惡化殘膜回收有人工撿拾和機械回收兩種方式。手工清除殘膜時，勞動強度大，費工時且回收率低，撿拾不凈，長年累月會造成殘膜的田間積累帶來嚴重的“白色污染”；機械回收殘膜，可以克服人工撿拾的不足，是殘膜回收的有效方法。因此，研制各種經(jīng)濟實用的殘膜回收機具對于減少土地污染及保持農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。 12 屆畢業(yè)設(shè)計田間殘余地膜回收機裝置設(shè)計說明書學(xué)生姓名學(xué) 號所屬學(xué)院專 業(yè)班 級指導(dǎo)教師日 期目 錄1.緒 論 11.1 選題的意義和目的 11.2 國內(nèi)外殘余地膜回收裝置研究現(xiàn)狀 .21.3 殘余地膜回收裝置設(shè)計的現(xiàn)狀及存在的問題 .22.設(shè)計方案的選擇 32.1 機組類型的選擇 32.2 懸掛部位的選擇 32.3.工作方式的選擇 33.機構(gòu)設(shè)計原理及計算 43.1 滾筒的設(shè)計 43.2 凸輪盤機構(gòu) 43.3 伸縮齒的設(shè)計 63.4 刮板與集膜箱的設(shè)計 .73.5 彈簧的設(shè)計 .73.6 軸的設(shè)計 .83.7 滾筒端蓋的設(shè)計 93.8 刮板支架的設(shè)計 94 .設(shè)計總結(jié) .11致 謝 .12參考文獻 .13塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計11.緒 論1.1 選題的意義和目的地膜覆蓋技術(shù)自二十世紀 70 年代引入我國以來，以其保溫、保墑、保土、增產(chǎn)等顯著特點，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來巨大經(jīng)濟效益，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 80 年代初應(yīng)用到我國及我區(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)在帶來顯著經(jīng)濟效益的同時，也使土地遭到嚴重的白色污染，已成為當(dāng)前維護農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境， 促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展所亟待解決的問題。殘膜危害有三：一是土壤播種時，播種機點播器入土?xí)r，土壤中的殘膜易堵塞鴨嘴，若不能及時發(fā)現(xiàn)會造成大段空穴；二是土壤中殘存的地膜會形成阻+隔層，阻礙作物對水分和養(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期留存，會破壞土壤的團粒結(jié)構(gòu)，易板結(jié)。通過科普和各地的宣傳，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、研制開發(fā)的殘膜回收機械化技術(shù)，其重點就是解決殘膜污染問題。1.2 國內(nèi)外殘余地膜回收裝置研究現(xiàn)狀1 國外殘膜回收機發(fā)展現(xiàn)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(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(jīng)一定時期自動分解成無害物質(zhì)混入土壤。2 國內(nèi)殘膜回收機發(fā)展現(xiàn)狀國內(nèi)殘膜回收機具按照殘膜回收時間分為: 苗期揭膜機械、秋后殘膜回收機械、播前殘膜回收機械等類型。苗期揭膜是在澆頭水前揭去地膜, 此時揭膜容易, 且有利于中耕和施肥。但不適于滴灌的地塊。秋后殘膜回收機械研制難度較大, 由于機械或人為作用地膜破損比較嚴重, 地膜上有1～5 cm 的土層, 膜下土壤板結(jié), 易造成撿拾機構(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間較短, 這些都是秋后機械回收殘膜的不利因素。播前殘膜回收因開春時氣候多變、機力緊張、時間短, 此時回收殘膜也具有一定難度。國內(nèi)目前比較典型的殘膜回收機：( 1) 農(nóng)科院農(nóng)機化所研制的4JSM- 1800棉桿還田及殘膜回收聯(lián)合作業(yè)機。該機由莖稈粉碎機和地膜回收機兩部分組成, 能一次完成莖稈粉碎和地膜回收兩項作業(yè), 在回收棉田中殘留地膜的同時, 可將棉稈粉碎還田, 并均勻地灑落在田間, 殘膜被機械回收后堆在田間, 便于運走。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜, 價格偏高。( 2) 昌吉州農(nóng)機化技術(shù)推廣站研制的4MBQX- 1.5( 3.0) 型棉花拔稈清膜旋耕機集棉花拔稈機、殘膜清除回收機和旋耕機于一體,該機具棉稈拔凈率達95％以上, 殘膜回收率達85％以上, 棉稈堆放距離12～15 m, 具有整機結(jié)構(gòu)簡單緊湊、工作性能可靠、生產(chǎn)率高、適應(yīng)性較強等優(yōu)點, 但收集后的棉桿與膜混合在一起, 難以再利用, 且運輸量大, 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。目前應(yīng)用最多,工作原理是彈齒摟膜, 彈齒入土深度為3～5 cm, 將殘膜摟集成堆, 人工撿拾。該機結(jié)構(gòu)簡單, 造價低, 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)計的現(xiàn)狀及存在的問題目前國內(nèi)殘余地膜回收裝置主要有兩種形式:一是采用摟膜機構(gòu)將殘膜摟集起來；二是采用滾筒上的伸縮齒桿將殘余地膜扎起進行收集.耕前收膜其作物的秸稈對殘膜回收影響很大;由于機械或人為作用,地膜極易破損,加之老化使地膜強度下降;此外北方地區(qū)棉花收獲后到封凍的時間較短,這些都是耕前收膜機械作業(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,使兩項作業(yè)一次完成,既減少了作業(yè)費用又節(jié)約了時間。耕前收膜有利于作物生長塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計2期的保墑,減少水分蒸發(fā),節(jié)約用水。由于耕前收膜時,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,耕前殘膜回收機具多為聯(lián)合作業(yè)。因此,此類機具的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,重量較大,與其配套的國內(nèi)目前絕大多數(shù)的中型輪式拖拉機,均顯動力儲備不足。當(dāng)前的清膜滾筒多顯過于復(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被硬物碰彎,而無法及時維修或者更換被損零件,將會影響其本組部件正常工作,進而導(dǎo)致整個滾筒全部停止工作,整個機組返回工廠。目前,耕前殘膜回收機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行往復(fù)式伸縮撿膜與脫模.殘膜回收機關(guān)鍵工作部件缺乏深入理論研究,僅靠每年的農(nóng)時作業(yè)試驗驗證,研究期較長,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回收耕前殘膜。國內(nèi)現(xiàn)有機具均采用此機構(gòu)并已開發(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挑膜桿工作。通過對此機構(gòu)工作原理和實際使用情況進行研究和分析,認為該機構(gòu)存在三個主要問題:挑膜桿挑膜時沒有主動力,挑膜性能差;直形挑膜桿稍有變形將無法在孔眼中伸縮活動,滾筒將無法繼續(xù)工作。所以要求桿齒具有較好的剛性, 對土壤適應(yīng)強，還需解決殘膜的回收。所以應(yīng)設(shè)計出適合的伸縮結(jié)構(gòu)并針對殘膜的易破、易損性設(shè)計出合理的褪膜機構(gòu).2.設(shè)計方案的選擇2.1 機組類型的選擇1.牽引式 ：農(nóng)機具與拖拉機間單點掛接，拖拉機的掛接裝置對農(nóng)機具只起牽引作用，在工作和運輸時，農(nóng)機具重量均由本身的輪子承受。機組穩(wěn)定性好，對不平地面適應(yīng)性強。但是地頭轉(zhuǎn)彎半徑大、機動性能很差，金屬消耗量大。2.懸掛式：農(nóng)機具懸掛在拖拉機懸掛裝置上，通過三點懸掛機械連接，靠拖拉機的液壓提升機構(gòu)升降，運輸時，機具全部重量有拖拉機承受。工作時，拖拉機承受部分農(nóng)機具重量和耕作阻力，改善了拖拉機的牽引性能，重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、機動性好、效率高。但對寬幅機具的穩(wěn)定性和對地表的適應(yīng)性差。機具重量受拖拉機液壓提升能力、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)展起來的新機型。農(nóng)機具通過懸掛架與拖拉機的上、下桿鉸接，或單獨與兩個下拉桿鉸接。并設(shè)有支撐輪及尾輪，在運輸時承受農(nóng)機具的部分重量。半懸掛機具比牽引式結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，機動性能好：與懸掛式相比，幅寬大，機具縱向穩(wěn)定性好?？疾煲陨先N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)置尾輪會使整個機構(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)機具配置在拖拉機正前方，拖拉機走在已工作過的地面上，雖然視野好，但是肯定會大大影響深松效果。一般使用于谷物收獲機械，有可能使前輪負荷過大，轉(zhuǎn)向費力或輪胎超載。2.后懸掛：農(nóng)機具配置在拖拉機驅(qū)動輪后部。3.軸間懸掛：農(nóng)機具配置在拖拉機前、后軸之間，便于觀察作業(yè)情況。但裝卸費事，農(nóng)具和拖拉機成套使用，在通用的農(nóng)業(yè)拖拉機上難以布置，配套性差。4.偏懸掛：農(nóng)機具配置在拖拉機側(cè)面：視野好，但是橫向穩(wěn)定性差，機組需要承受一個偏轉(zhuǎn)的阻力矩，故不宜佩帶較重的機具作業(yè)。2.3.工作方式的選擇1. 采用弧型擺動式挑膜齒殘膜回收滾筒。該滾筒可使擺動式挑膜齒組隨其擺桿繞擺動中心擺動,使挑膜齒組按圓弧方向進行伸縮,實現(xiàn)挑膜齒的伸出挑膜和縮回脫膜的功能。與此同時,將傳統(tǒng)的扒膜直桿改為具有主動挑膜功能的弧形齒。提高伸縮挑膜齒對殘膜的撿拾能力,滿足了對土壤地表及表層下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)滾筒工作時遇到石頭或者其他硬物造成挑膜齒變形,滾筒無法繼續(xù)正常工作時。打開滾筒上的維修孔,松開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地層殘余地膜的回收。2. 采用摟膜機構(gòu)回收殘膜。懸掛式殘膜回收機結(jié)構(gòu)簡單,制造成本低,動力由拖拉機直接輸出,可以一次完成棉稈粉碎還田和耬起殘膜的作業(yè),但在使用過程中發(fā)現(xiàn)該機組存在后排耬膜齒入土深度塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計3淺,且有漏膜的現(xiàn)象。經(jīng)過多次的討論和研究，確定殘余地膜回收裝置的設(shè)計方案為；直齒伸縮挑膜機構(gòu)、滾筒機構(gòu)、凸輪盤軌道機構(gòu)、刮板集膜箱機構(gòu)、機架等機構(gòu)組成?？傃b圖如下： 109812345671、機架 2、集膜箱 3、刮板 4、刮板支架 5、伸縮齒桿 6、凸輪盤軌道 7、滾筒 8、連桿 9、防齒入脫機構(gòu) 10、軸 11、滾筒端蓋圖 2-1 總裝圖示意圖工作原理及過程：動力源拖拉機連接機架，牽引機具向前工作，依靠牽引動力帶動滾筒向前做滾動軸和凸輪盤機構(gòu)不轉(zhuǎn)動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，齒桿通過走凸輪盤機構(gòu)在滾筒的上方由于彈簧彈力開始相回收縮直至完全縮入滾筒內(nèi)，齒桿縮入的過程開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)。然后齒桿開始通過凸輪盤開時相外伸出直至完全伸出，通過滾筒的滾動開始繼續(xù)扎膜。3.機構(gòu)設(shè)計原理及計算3.1 滾筒的設(shè)計 滾筒連接軸 由拖拉機牽引向前滾動，并驅(qū)動伸縮齒工作，啟動需動力牽引機架連接軸驅(qū)動，動力消耗少。設(shè)計要求工作幅寬：1.5M工作密度：齒間距*齒行距齒間距=滾筒周長/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度也要高些 ，和經(jīng)濟實用性。材料應(yīng)選擇 HT250.3.2 凸輪盤機構(gòu)現(xiàn)如今殘余地膜回收的裝置主要有摟膜機構(gòu)和齒桿扎膜機構(gòu)，齒桿扎膜機構(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滾筒實現(xiàn)扎膜與退膜，齒桿伸縮是通過齒桿走凸輪盤機構(gòu)和彈簧實現(xiàn)的，其圖如下所示塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計421圖 3-1 偏心輪1：滾筒 2：兩圓軌道交界處 盤如圖 3-1：其過程為，當(dāng)齒桿走在 2 凸輪偏心機構(gòu)最下方時是齒桿伸出 1 滾筒的最長時 。由于是凸輪偏心機構(gòu)則 齒桿繼續(xù)走時齒桿已經(jīng)開始慢慢向回收。而此時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。所以我自己認為退膜的過程應(yīng)在滾筒的上方進行，同時利于殘膜的回收應(yīng)設(shè)計同心凸輪盤機構(gòu)，如下圖CBR40 R250A圖 3-2 同心輪 A:伸縮齒開始向內(nèi)收縮處 B:伸縮齒伸出最短處 C:伸縮齒開始伸出最長處 其過程為：當(dāng)齒桿走在 C 處之時齒桿伸出滾筒處最長，然后開始一直走滿圓直至到 A 處，所以這段過程齒桿一直處最長，避免了殘余地膜的掉落到 A 處時，齒桿開始走凸輪部分開始向滾筒內(nèi)伸縮。所涉及的計算如下凸輪盤軌道由兩圓形軌道合成（3-mR2501?塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計52）（3-mR402?3）此為中心線型半徑 即為齒桿根部運動軌跡半徑 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因為凸輪盤軌道 R1 與 R2 離圓心最近的距離只差便為齒桿伸出滾筒外最長距離則齒桿伸出滾筒最遠距離為（3-R80172501??7）因為齒桿根部運動軌跡為凸輪盤軌道運動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，- ）運動方程為(3-10)????2222250137040{xyy?????軌跡運功圖形如下 圓 輪 處 凸 輪 部 分圖 3-3 軌跡運動圖凸輪盤軌道材料的選擇要優(yōu)于一般材料，所以選擇 Q2353.3 伸縮齒的設(shè)計伸縮齒是撿拾殘余地膜的部件，靠伸縮尺扎起地膜進行撿拾因為要伸入土壤內(nèi)，土壤中若含有十塊或其他堅固雜物時，會使伸縮齒頂彎.導(dǎo)致無法進行正常工作所以設(shè)計材料的強度要高，所以要選擇 Q235.伸縮齒桿分主動齒桿，與從動齒桿。滾筒推動齒桿向前滾動齒桿受主動齒桿在凸輪盤上的軌塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計6道和彈簧來控制齒桿的伸縮，當(dāng)主動齒桿走凸輪盤同心圓部分時，此時是滿齒，齒桿以最長長度伸出滾筒 .當(dāng)齒桿在凸輪盤異心盤軌道上時，此時齒桿開始向滾筒內(nèi)伸縮，這是退膜的過程。由于凸輪盤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，此時都是齒桿的收縮過程，在中點時齒桿完全所入滾筒內(nèi)，此時殘膜完全退出褪出當(dāng)齒桿繼續(xù)滾筒個繼續(xù)滾動時齒桿開始向外伸出，再走一半齒桿完全伸出，此時開始走滿齒，當(dāng)吃桿在最下方時齒桿開始扎膜，繼續(xù)進行扎膜退膜的過程。其圖如下所示圖 3-4 退膜過程示意圖齒桿總長為 m5.247齒桿伸出滾筒外最長為 (3-11)??m805.17240. ??3.4 刮板與集膜箱的設(shè)計殘膜回收機械收集殘膜的方式有毛刷式、刮板式、疏導(dǎo)齒式等機構(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，刮板正處于此滾筒位置使得，齒桿縮入時殘膜推掉入刮板上，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碰到滾筒壁 。造成干摩擦所以應(yīng)設(shè)計成楔形的如下所示塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計7圖 3-5 集膜箱與刮板楔形機構(gòu)3.5 彈簧的設(shè)計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。這類鋼廉價易得，熱處理后具有較高的強度、適宜的韌性和塑性。根據(jù)滾筒半徑和凸輪半徑可計算出彈簧壓縮量最大時彈簧的長度 mL5.127.25041 ???(3-12)由圖上測量可知，彈簧最長時長為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，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)mD21?0n??KCdF82???(3-15)??d21265.041???????????????dDdF21212448???????????塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計8??mGdnDFC5.972813????(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)計根據(jù)所選軸承和鍵可以算出來和軸承配合的周的直徑，根據(jù)設(shè)計和安裝的要求軸的尺寸應(yīng)為： 軸長: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發(fā)生沿軸向或周向的相對軸的材料：軸的材料主要是碳剛和合金剛。由于碳剛比合金剛價格便宜，對應(yīng)力集中的敏感性較低，同時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度，所以本設(shè)計采用 45 號剛作為軸的材料。調(diào)制處理。軸上零件的定位運動:軸上零件除了有游動或空轉(zhuǎn)的要求者外，都必須進行軸向和周向定位，以保證其準確的工作位置。軸的校核按扭轉(zhuǎn)強度計算，用于只承受轉(zhuǎn)矩的傳動軸的精確計算，也可用于既受彎矩又受扭矩的軸的計算。其強度條件為： (3-18)??MPandWT?????362.0159式中： 為軸的扭切應(yīng)力， ； 為轉(zhuǎn)矩， ； 為抗扭截面系數(shù)， ；對圓?PamN?TW3m截面 ； 為傳遞的功率， ； 為軸的轉(zhuǎn)速， ； 為軸的直徑，332.016dWT???kin/rd； 為許用扭切應(yīng)力， ；由于軸的選材為 45 號鋼，所以查表可知 45 號鋼的許用扭切m??M應(yīng)力為 .pa4～殘膜回收機在工作過程中，需要拖拉機牽引機具克服摩擦力前進。已知拖拉機整機重量為300kg.工作速度為 5km/h.經(jīng)查資料得機具在土壤中工作的摩擦系數(shù)為 1.2，機具的摩擦力為 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計9,滾筒轉(zhuǎn)速Nf3601*2.?? srn/5.08*6.3??所以機具工作的功率(3-19)kWFVP5./??軸的直徑 (3-20)??3362.019nPd??= 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)計的軸符合要求， ，可以正常工作。????根據(jù)軸的計算簡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)計如下圖圖 3-7 滾筒端蓋3.8 刮板支架的設(shè)計由于刮板與滾筒的貼合緊密，所以需要有很好的支架來固定刮板 ，使刮板能保持貼合緊密的配合.由于機架與軸與刮板都屬固定連接，所以將刮板支架連接在機架上。其圖如塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計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114 .設(shè)計總結(jié)殘膜回收機械，減少人工勞動量的機械化，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械化，可使廣大農(nóng)民群眾大大節(jié)省勞動量，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，并對殘余地膜回收機械的發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展前景作出了簡明的概括和分析。此次畢業(yè)設(shè)計，收獲了很多。在此次設(shè)計中，我感到自己的知識面很窄，對知識掌握得不夠，在設(shè)計時，能想到一面，而考慮不到另一面。導(dǎo)致設(shè)計做了多次的修改。雖然經(jīng)過了多次的修改，想使其完美，但由于種種原因，也未能使其盡善盡美。我深深體會到自己在理論知識方面的欠缺，同時也感到自己在知識的運用上也不夠靈活。對于本次設(shè)計我總結(jié)有以下幾點：1.在開始做設(shè)計時，不知道該怎么樣確定尺寸，對現(xiàn)有的機型資料進行查找、觀察、總結(jié)，之后才正式開始設(shè)計，于是我深刻的體會到調(diào)查的重要性。2. 此次畢業(yè)設(shè)計的目的是綜合我們大學(xué)四年所學(xué)的專業(yè)知識，結(jié)合專業(yè)以外的實際情況，將我們的專業(yè)知識運用到現(xiàn)實的機械設(shè)計當(dāng)中，將所學(xué)的專業(yè)知識形成一個較完整的體系。限于本人設(shè)計水平存在的局限性，再加上時間比較緊，這次設(shè)計并非完美無暇，難免會有一些不合理甚至錯誤之處，懇請各位老師批評指正。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計12致 謝我要感謝我的指導(dǎo)老師張有強老師！本設(shè)計是在張有強老師的悉心指導(dǎo)下完成的。他無論是在資料的整理，還是在設(shè)計的畫圖等各個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)計一步一步的有序的完成，同時也學(xué)到了許多書本上學(xué)不到的知識，受益匪淺，特致以深深的感謝。同時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)交流機會，學(xué)生深表謝意。大學(xué)四年學(xué)習(xí)時光已經(jīng)接近尾聲，在此我想對我的母校，我的父母親人們，我的老師和同學(xué)們、表達我由衷的謝意。感謝我的母校塔里木大學(xué)給了我在大學(xué)的本科四年深造機會，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。 “自強不息，求真務(wù)實”的校訓(xùn)我將銘記于心，在未來的學(xué)習(xí)和工作中躬身踐行。再次,感謝我的指導(dǎo)老師張有強老師、馬老師和同舍友們,在畢業(yè)設(shè)計過程中得到了他們無私的幫助，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!祝他們永遠健康、幸福! 最后，感謝我的父母親人們對我大學(xué)四年學(xué)習(xí)的默默支持，做我堅強的后盾，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13參考文獻[1]侯書林,胡三媛,孔建銘等,國內(nèi)殘膜回收機研究現(xiàn)狀[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2002, ( 3) :186～189.[2]趙海軍,史建新. 殘膜回收工藝探討[J].中國農(nóng)機化,2004,(6):68～71.[1]侯書林,胡三媛,孔建銘等,國內(nèi)殘膜回收機研究現(xiàn)狀[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2002,(3):186～189.[2]趙海軍,史建新. 殘膜回收工藝探討[J]. 中國農(nóng)機化,2004,(6):68～71.[3]周智祥,楊志城,楊宛章,魯亞云.氣吹式播前殘膜回收機的研究[J].農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2005,(2):57～60.[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, 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的設(shè)計[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報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, 2007,13(2):55- 86.[7]馮斌,王學(xué)農(nóng),陳發(fā).殘膜回收技術(shù)與機具的發(fā)展[J].農(nóng)機化2003,(4):58- 59.