玉米脫粒機

玉米脫粒機,玉米,脫粒機 畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告 課題名稱 玉米脫粒機的設(shè)計 學生姓名 學 號 所屬學院 機械電氣化工程學院 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級 指導(dǎo)教師 起止時間 機械電氣化工程學院教務(wù)辦制 填 表 說 明 一、學生撰寫《開題報告》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)要求及實現(xiàn)預(yù)期目標的可行性分析； 4、本課題需要重點研究的、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度計劃； 7、主要參考文獻（不少于7篇）； 二、本報告必須由承擔畢業(yè)論文（設(shè)計）課題任務(wù)的學生在接到“畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書”的兩周內(nèi)獨立撰寫完成，并交指導(dǎo)教師審閱。 三、開題報告要求手寫體，字數(shù)在3000字以上，由學生在本報告冊內(nèi)填寫，頁面不夠可自行添加A4紙張。 四、每個畢業(yè)論文（設(shè)計）課題須提交開題報告一式三份，一份學生本人留存，一份指導(dǎo)教師存閱，一份學生所在學院存檔，備檢備查。 一、研究的目的及意義 我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟基礎(chǔ)。黨和政府對農(nóng)村、農(nóng)業(yè)和農(nóng)民問題十分重視。中共十六大提出，統(tǒng)籌城鄉(xiāng)經(jīng)濟社會發(fā)展，建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟，增加農(nóng)民收入，是全面建設(shè)小康社會的重大任務(wù)。建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，推進農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化與現(xiàn)代化，提高農(nóng)產(chǎn)品競爭力，努力增加農(nóng)民收入，需要加快農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展。這既是解決農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)效率低、經(jīng)濟效益不高的重要措施，也是縮小城鄉(xiāng)差別，提高農(nóng)業(yè)和農(nóng)村整體水平的重要條件。 玉米是我國三大糧食作物之一，同時也是重要的飼料和工業(yè)原料。我國年種植面積3.67億畝,目前我國已形成三大玉米生產(chǎn)區(qū)。一是北方玉米區(qū)，包括吉林、黑龍江、遼寧、河北等省市，播種面積占全國40％；二是黃淮平原春夏玉米區(qū)，包括山東、河南、江蘇等省市，播種面積占25％；三是西南丘陵玉米區(qū)，包括云貴等省，約占播種面積15％。三大玉米產(chǎn)區(qū)種植面積占全國80％以上。大力發(fā)展糧食生產(chǎn)機械化，提高勞動生產(chǎn)率和糧食單產(chǎn)，改善糧食品質(zhì)，節(jié)約生產(chǎn)成本，是增加糧食主產(chǎn)區(qū)農(nóng)民收入的一條重要途徑。研究玉米脫粒機的設(shè)計，發(fā)展玉米生產(chǎn)機械化，對于穩(wěn)定和提高我國糧食生產(chǎn)能力，減輕農(nóng)民負擔，提高農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)率，提高農(nóng)業(yè)收入，具有重要意義。 第一、解決糧食供給問題的需要。我國有13億人口，每年還純增人口1000多萬，耕地逐年減少，糧食供給形式十分嚴峻。國外曾有人預(yù)言，21世紀中國的糧食難以自給，甚至提出“誰來養(yǎng)活中國”的論調(diào)，進而得出了中國威脅論。為了使這些預(yù)言破產(chǎn)，同時也真正解決我國龐大人口的實際糧食需求，解決我國糧食安全問題，我國采取可擴大玉米種植面積和提高玉米單產(chǎn)等多項措施。其中，提高單產(chǎn)靠選用高產(chǎn)優(yōu)良品種、緊湊型玉米種植模式、覆蓋、移栽、機械收獲等措施。我國糧食問題從長遠來看，不單是口糧問題，還有飼料問題，其中主要是玉米問題。因為隨著人民生活水平提高，飲食文化的提高，人均口糧下降，需要更多的飼料，而飼料首選作物是玉米。玉米面積的不斷擴大，單產(chǎn)不斷提高，對玉米生產(chǎn)機械化發(fā)展提出了客觀需求。 第二、對提高玉米產(chǎn)量的需求。我國玉米總產(chǎn)量居世界第二，但單產(chǎn)卻比美國低56%，位居世界第28位，增產(chǎn)潛力極大。糧食的增產(chǎn)，帶來農(nóng)民收入的提高，必將推動玉米生產(chǎn)機械化的發(fā)展。玉米收獲作為玉米生產(chǎn)的主要環(huán)節(jié)，也是玉米生產(chǎn)實現(xiàn)機械化不可逾越的關(guān)隘。 第三、發(fā)展玉米生產(chǎn)機械化是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的必然，也是農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展的客觀要求。解決玉米生產(chǎn)的機械化間題是廣大農(nóng)民群眾的迫切要求，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的急需，玉米生產(chǎn)機械化水平低，尤其是收獲機械化水平極低，已經(jīng)成為制約農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展的瓶頸。目前，收獲機械化程度很低，收獲基本靠人工完成，勞動強度大，效率低，“三秋”時間拖得很長，有些地區(qū)(一年兩熟地區(qū))影響適時種麥。因此，提高玉米收獲機械化水平已成為當務(wù)之急。 二、國內(nèi)（外）發(fā)展現(xiàn)狀及分析 （1）我國自動玉米脫粒機的行業(yè)現(xiàn)狀 90年代末我國能生產(chǎn)為農(nóng)作物脫粒的機械就有兩百家以上的企業(yè)領(lǐng)取生產(chǎn)許可權(quán)，可謂是遍布長江南北及黑吉遼等地對我國糧食高產(chǎn)區(qū)做出了巨大的貢獻。小麥水稻等常見的多季節(jié)種植的農(nóng)作物脫粒機械比較普遍，對于單一農(nóng)作物生產(chǎn)地區(qū)是一個突破，在玉米高產(chǎn)區(qū)的黑龍江、河南、山東、遼寧、內(nèi)蒙等地的脫粒企業(yè)在著重的突破技術(shù)革新對玉米進行更為完善安全的脫粒作業(yè)。由于地質(zhì)氣候特征影響著我國的北方，其中以山東為主的地區(qū)農(nóng)作物以玉米、豆類為主，相對應(yīng)的長江兩岸，山東地區(qū)的脫粒機占比重較高，當?shù)匾卜Q之為棒槌脫粒機。自動上料玉米脫粒機的生產(chǎn)企業(yè)以企業(yè)類型劃分為中小型企業(yè)為主，其中小型企業(yè)占據(jù)著較為大的比例，在中型企業(yè)中以國有為主，小型企業(yè)以集體企業(yè)為主及少量的鄉(xiāng)鎮(zhèn)個體。在中型自動上料玉米脫粒機中，該企業(yè)的主要產(chǎn)品不單一是自動上料玉米脫粒機。據(jù)不完全統(tǒng)計顯示，對生產(chǎn)自動上料玉米脫粒機的企業(yè)在企業(yè)類型上可以分為：A.方面軟硬件都做到完善，有較強的知識水平支撐以及大型生產(chǎn)集裝設(shè)備，在后盾有企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)的大力支持及與市場調(diào)研行業(yè)的合作及時了解市場最新動態(tài)，對自動上料玉米脫粒機進行及時革新以便滿足市場需求。在產(chǎn)量上也是驚人的，如興民機械廠的自動上料玉米脫粒機在完成每年預(yù)定計劃的百分之百以上外，對于總量百分之50的客戶預(yù)定計劃也在同年完成。該企業(yè)在自動上料玉米脫粒機項目上被視為骨干企業(yè)B.者就是與上訴相反的，在技術(shù)方面沒有觀察市場動態(tài)及時革新，管理較為松散、生產(chǎn)條件差，以老企業(yè)為主，在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)出只能生產(chǎn)一些過氣的玉米脫粒機，如半復(fù)式脫粒機，但這樣的產(chǎn)品在市場份額中的比例相對較少?？梢哉f是在生產(chǎn)歷史上是元老級產(chǎn)品了，占據(jù)著市場份額的百分數(shù)幾。興民機械利用收割機的原理與玉米脫粒機的完美結(jié)合生產(chǎn)出自動上料玉米脫粒機，在脫粒領(lǐng)域?qū)儆诟鶕?jù)市場動態(tài)的革新（原因來自玉米脫粒機傷人事件），大受歡迎逐漸占據(jù)著脫粒機行業(yè)的市場份額。需要改進技術(shù)及管理來迎接新的挑戰(zhàn)，反之，那么也就進入了企業(yè)生命周期中的衰退期。自動上料玉米脫粒機之所以在市場中迅速發(fā)展，因為其避開了人為的與玉米脫粒裝置的直接接觸，在安全上做到了有效的保障。利用動力帶動及手搖式和半復(fù)式都在技術(shù)上徘徊，難以發(fā)展。近幾年科研成果表示玉米可以提煉出機械動力石油成分，玉米的市場需求在慢慢的擴大，能更好更安全的對玉米進行脫粒作業(yè)是市場需求的關(guān)鍵。 （2）國外自動玉米脫粒機的行業(yè)現(xiàn)狀 從1785年蘇格蘭人安朱梅克( AndrewMeikle)發(fā)明第一個回轉(zhuǎn)滾筒脫粒裝置以來，人們對種子玉米脫粒裝置做了大量的試驗和研究，不斷開發(fā)出新的種子玉米脫粒裝置。1815年，美國開發(fā)出世界上第一臺專用于玉米脫粒的手工操作玉米脫粒機。該機的脫粒部分主要由裝有釘子的盤型脫粒裝置構(gòu)成，通過手搖曲柄來轉(zhuǎn)動一個安裝有釘?shù)谋P片。脫粒時，操作員一邊搖動曲柄來旋轉(zhuǎn)盤片，一邊使盤片緊壓玉米穗，這個盤片就從玉米芯上把籽粒脫下來。加拿大的Agriculex公司研制了用于單穗種子玉米脫粒的SCS-2型種子玉米脫粒機，它由3個包有橡膠的、并以相同方向不同速度旋轉(zhuǎn)的輥子組成，在三個差速旋轉(zhuǎn)的輥子所產(chǎn)生的摩擦力作用下，玉米籽粒被脫下。該機不傷胚芽、不斷玉米芯，具有破碎率低、未脫凈率低及適應(yīng)性強等特點。 美國AECgroup公司生產(chǎn)的HS-48型擠搓式種子玉米脫粒機，脫粒性能好、對不同類型種子玉米的適應(yīng)性強、種子破碎率相對打擊式種子玉米脫粒機小，在歐洲及美國等發(fā)達國家應(yīng)用普遍。該機生產(chǎn)率高( 10-12t/h)，破碎率0. 8%左右，但體積龐大，價格昂貴。 三、任務(wù)要求及實現(xiàn)預(yù)期目標的可行性分析 查閱相關(guān)文獻，完成畢業(yè)設(shè)計，采用CAD、Solidwork等軟件，按照傳動機構(gòu)的情況利用Solidwork對設(shè)計的機構(gòu)進行分析，輸出完整的圖紙，并撰寫設(shè)計說明。并熟悉掌握進料裝置和脫粒裝置的設(shè)計方法，提高動手能力，為將來具體的技術(shù)工作打下良好的基礎(chǔ)。 進料裝置與玉米脫粒機的主體上蓋相連，它是利用一厘米厚的鐵板制成，將玉米從入料口進入，送入到脫粒部位，進行脫粒。進料裝置的設(shè)計和性能直接影響到脫粒的加工質(zhì)量和后續(xù)加工的效率。脫粒裝置主要是由釘齒滾筒、柵格式凹板、半圓型上蓋組成。玉米穗在釘齒滾筒和柵格式凹板之間進行脫粒，將已脫下的玉米粒從柵格式凹板的縫隙漏下，落到下滑板，由倉口排出機體之外，玉米芯借助于滾筒上的螺旋排列的釘齒的螺旋推力和螺旋導(dǎo)向作用，由入料口的另一端（即出料口）排出機體之外。 四、重點研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路 1.需要重點研究的關(guān)鍵問題： 1）進料和脫粒機構(gòu)的設(shè)計 2）進料和脫粒的配合與安裝 2.解決思路 要完成進料機構(gòu)和脫粒機構(gòu)的設(shè)計，首先對進料機構(gòu)和脫粒機構(gòu)的零部件有一個初步認識，主要是從進料機構(gòu)上的功能和性能進行改進，其中重點分析的是進料機構(gòu)的安裝位置和脫粒安裝結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)數(shù)據(jù)對他們的各個部件進行設(shè)計。其次，熟練運用AutoCAD繪制脫粒機各個圖形和總裝配圖，同時還利用Solidwork對設(shè)計的機構(gòu)進行分析，最終完成該設(shè)計。 本課題主要研究的是玉米脫粒機高效率高質(zhì)量工作，主要從進料機構(gòu)和脫粒機構(gòu)進行設(shè)計分析。脫粒機構(gòu)有釘齒滾筒、柵格式凹板、半圓型上蓋組成，關(guān)鍵是他們的位置設(shè)計。同時，進料機構(gòu)有進料裝置傳動裝置組成，主要分析傳動結(jié)構(gòu)。對這兩個機構(gòu)進行改進，來提高玉米脫粒機的效率。 整體設(shè)計想法的簡單介紹：玉米脫粒機主要有進料裝置脫粒裝置，進料裝置是像推土機一樣的大鏟子，將玉米鏟入其中，通過有許多葉片的旋轉(zhuǎn)式滾軸將玉米送人傳送帶上，通過傳送進入脫粒裝置。脫離裝置是一個釘齒式滾筒，由電機帶動不斷旋轉(zhuǎn)，通過高速撞擊與摩擦將玉米粒與玉米芯分離，然后利用玉米自身重力通過篩網(wǎng)使玉米粒與玉米芯分開。玉米芯從尾部出口排出，玉米粒通過篩網(wǎng)然后除塵從底部出口排出。工作原理與傳動關(guān)系是電動機輸出軸將動力輸出，經(jīng)過帶傳動給進料裝置與脫離裝置釘齒式滾筒進行玉米脫粒，然后進入篩選裝置，經(jīng)過從動帶傳動桿帶動篩選裝置使雜質(zhì)灰塵脫離玉米。 ?五、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法 機械設(shè)計及機械原理還有相關(guān)設(shè)計手冊等工具書、Solidwork、AutoCAD、ProE等計算機軟件和實驗環(huán)境條件均已滿足。 六、工作方案及進度計劃 1—2 周 確定總體設(shè)計方案，畫出玉米脫粒機結(jié)構(gòu)簡圖； 3—6 周 細化設(shè)計，對玉米脫粒機各部件進行設(shè)計，畫裝配圖和詳細零部件結(jié)構(gòu)圖； 9—10 周 利用Solidworks（或PRO/E）軟件繪制三維圖，完成裝配圖，對其可行性進行分析，完成運動仿真； 11—13 周 撰寫設(shè)計說明書，整理材料，準備答辯； 七、主要參考文獻 [1 ]王廷福. 低破碎玉米脫粒機的設(shè)計與分析[D].甘肅農(nóng)業(yè)大學,2008. [2 ]趙武云. 組合式螺旋板齒種子玉米脫粒裝置研究[D].西北農(nóng)林科技大學,2012. [3 ]李軍. 谷子脫粒裝置的設(shè)計與研究[D].山西農(nóng)業(yè)大學,2005. [4 ]李波. 湘西州小型玉米脫粒機的應(yīng)用與推廣[D].湖南農(nóng)業(yè)大學,2012. [5 ]胡偉. 中國玉米收獲機械化發(fā)展研究[D].中國農(nóng)業(yè)大學,2005. [6 ]李志會. 黑龍江省玉米生產(chǎn)及影響因素研究[D].吉林農(nóng)業(yè)大學,2012. [7 ]毛江峰. 小型電動玉米脫粒機的設(shè)計[J]. 機械工程師,2012,11:115-116. [8 ]葛本瑜. 小型玉米脫粒機[J]. 新農(nóng)業(yè),1997,10:46. [9 ]李艷云. 忻城縣思練鎮(zhèn)玉米脫粒機發(fā)展快[J]. 廣西農(nóng)業(yè)機械化,2001,06:34. [10]李偉杰. 螺旋擠搓式玉米脫粒機的設(shè)計[J]. 農(nóng)機化研究,2010,08:82-85. [11]趙武云，吳勁鋒,張鋒偉,楊術(shù)明. 玉米軸流脫粒機研究現(xiàn)狀分析[J]. 機械研究與應(yīng)用,2009,05:9-10+13. 學生簽名 年 月 日 指導(dǎo)教師審閱意見 指導(dǎo)教師簽名 年 月 日