基本信息
- 项目名称：
- 立轴式玉米茎秆切碎装置的研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本课题通过对现有玉米收获机切碎装置的分析，比较其优缺点，设计出一种性能可靠、结构简单、布局合理的立轴式玉米茎秆切碎装置。该装置采用甩刀设计使其切碎效果最佳，将防护罩设计成封闭型茎杆抛洒更均匀。
- 详细介绍：
- 本文对立轴式茎秆还田机进行了理论分析与研究，通过高速摄像技术确定了茎秆切碎装置动刀碎秆的状况，对碎秆的抛洒均匀性进行了试验研究，确定了相应的数学关系式。为进一步改善立轴式茎秆切碎装置切碎效果提供一定的理论基础。 1.通过运动学与力学相关原理对茎秆切碎装置做了理论分析，得出切碎的茎秆长度与切碎时茎秆喂入的情况、茎秆下落的距离 有一定的关系。 2.通过试验研究得出影响切碎效果的主要因素是茎秆的喂入位置，其次是刀盘的转速。喂入位置是立轴式玉米茎秆切碎装置的定刀与摘穗辊的位置相对应。 3.应用高速摄影仪对茎秆切碎过程的研究。通过对茎秆切碎过程的观察，得出茎秆切碎的方式有两种，一种是玉米植株被动刀切断之后，茎秆边下落边被动刀切碎。另一种是玉米植株被切断后整个玉米植株被动刀缠进茎秆切碎装置的防护罩内，动刀对整个茎秆揉搓、碾压等等进一步的粉碎。 4.在茎秆切碎装置中茎秆的喂入位置为靠近定刀，抛洒口封闭时，切碎效果最佳，抛洒效果最佳。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 通过理论分析与试验研究的方式进行立轴式玉米茎秆切碎装置的研究。
科学性、先进性及独特之处
- 在玉米摘穗辊与切碎装置配合的情况下，通过对切碎效果的分析将切刀设计为甩刀，通过四个螺栓连接到刀架上;通过对抛洒效果的分析将防护罩设计成封闭形式。
应用价值和现实意义
- 本课题通过对现有玉米收获机切碎装置的分析，比较其优缺点，设计出一种性能可靠、结构简单、布局合理的立轴式玉米茎秆切碎装置。该装置采用甩刀设计使其切碎效果最佳，将防护罩设计成封闭型茎杆抛洒更均匀。本课题的研究对推广玉米收获机械化技术和改善农业的产业结构都具有十分重要的现实意义。
学术论文摘要
- 本文对立轴式茎秆还田机进行了理论分析与研究，通过高速摄像技术确定了茎秆切碎装置动刀碎秆的状况，对碎秆的抛洒均匀性进行了试验研究，确定了相应的数学关系式。为进一步改善立轴式茎秆切碎装置切碎效果提供一定的理论基础。 1.通过运动学与力学相关原理对茎秆切碎装置做了理论分析，得出切碎的茎秆长度与切碎时茎秆喂入的情况、茎秆下落的距离 有一定的关系。 2.通过试验研究得出影响切碎效果的主要因素是茎秆的喂入位置，其次是刀盘的转速。喂入位置是立轴式玉米茎秆切碎装置的定刀与摘穗辊的位置相对应。 3.应用高速摄影仪对茎秆切碎过程的研究。通过对茎秆切碎过程的观察，得出茎秆切碎的方式有两种，一种是玉米植株被动刀切断之后，茎秆边下落边被动刀切碎。另一种是玉米植株被切断后整个玉米植株被动刀缠进茎秆切碎装置的防护罩内，动刀对整个茎秆揉搓、碾压等等进一步的粉碎。 4.在茎秆切碎装置中茎秆的喂入位置为靠近定刀，抛洒口封闭时，切碎效果最佳，抛洒效果最佳。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1]张道林,孙永进,赵洪光.自走式穗茎兼收型玉米联合收获 机的设计与试验[J].农业工程学报,2005,21(1):7981 [2]张道林,孙永进,赵洪光等.立辊式玉米摘穗与茎秆切碎装 置的设计[J].农业机械学报,[J].2005，36，（7）：50-52,76 [3]贺俊林,佟金,胡伟等.辊型和作业速度对玉米收获机摘穗性能的影响[J].农业机械学报,2006，37，3：46-49 [4]范国昌.玉米摘穗秸秆青贮型复式割台的研究[D]:[硕士学位论文].北京：中国农业大学，2002. [5]李其昀，周治洁.玉米收获机摘穗辊结构特性研究.现代化农业，2000，12:23—26 [6]张红霞，刘师多，师清翔，倪长安.玉米秸秆粉碎刀具和刀速对粉碎功耗和质量的影响.河南科技大学学报(自然科学版)，2003，24（2） [7]杜翠红.穗茎兼收型玉米联合收获机立式割台的理论分析与试验研究[D]:[硕士学位论文].淄博：山东理工大学，2006. [8]尚书旗，董佑福，连政国，张道林等. 玉米联合收获机原理及应用.北京：教育科学出版社，2006 [9]米志峰.秸秆还田技术的现状与发展.农机产业化.2006, 6：63-64 [10]路江洲.玉米秸秆机械还田的影响因素及对策.农村机械化.1999, 6：39 [12]梁晓军.纵卧辊式玉米收获机收获损失试验研究[D]:[硕士学位论文].吉林:吉林大学,2004 [12]Morrison-JE,Gerik-TJ.Planter depth –control:I.predictions and projected effects on crop emergence.Transa-tions of the ASAE,1985,28(5),1415～1418. [13]关伟,魏振.关于秸秆还田机刀片的探讨. 农业机械化与电气化. 2005, (5)：37 [14]石风刚.玉米收获小麦播种联合作业机关键部件的设计与研究[D]:淄博：[硕士学位论文].山东理工大学，2008.
同类课题研究水平概述
- 我国对玉米联合收获机械的研究十分重视，国家在“九五”期间开始连续立项资助联合收获机的开发，先后有中国农业机械化科学研究院、山东省农机技术推广站、中收集团、福田雷沃农装公司、山东巨明机械有限公司、天津市农机局、天津富康农业开发有限公司、山东理工大学等单位承担了国家“九五”和“十五”科技攻关课题，国家“十一五”支撑计划、国家星火计划、农业部“跨越计划”等项目。山东省农机技术推广站和山东理工大学合作连续获得了农业部“跨越计划”、国家“九五”和“十五”科技攻关课题，国家“十一五”支撑计划等项目的资助。研制出悬挂式、自走式，不对行收获等多种机型，2008年研制成功玉米收获小麦播种联合作业机，并申请了多项国家专利。山东玉丰集团研制的背负式玉米联合收获机，主要功能是玉米收获与茎秆还田。其中两行背负式玉米联合收获机较为成熟，三行的玉米联合收获机主要是自走式，与小麦联合收获机可以互换割台，这种在山东半岛地区较为成熟，主要的生产厂家是福田雷沃重工。 高校与科研单位的研究状况是，吉林大学佟金、贺俊林等人研究了卧辊式玉米割台摘穗辊对玉米果穗的啃伤作用，提出了摘穗辊的间距、作业机行进速度、摘穗辊的转速和摘穗辊与地面间的夹角等因素都会影响果穗的啃伤。吉林大学吴文福等研究了立辊型玉米收获机摘穗辊辊型对作业主要性能参数的影响，同时对各运动参数的交互作用进行对比分析，确定了各运动参数的最佳组合。山东理工大学张道林等人研究了卧辊式、板式玉米收获机工作原理，卧辊式玉米割台收获过程中果穗的运动规律，同时，研制了茎穗兼收型玉米联合收获机、无链式玉米联合收获机、不对行玉米联合收获机等。 发达国家在还田机具的研制和生产上起步较早，美国万国公司于20世纪60年代初首次在联合收割机上采取切碎机对秸秆进行粉碎还田，其后研制了与90kW拖拉机配套的60型秸秆切碎机。日本采用的是在半喂入式联合收割机后面安装切碎装置，一次能完成收获和秸秆粉碎。日本微生物学家岛本觉也先生研究发明的酵素菌技术在日本广泛应用于种植业、养殖业、环境保护等领域，还可直接用于秸秆肥制作，达到秸秆还田目的，具有良好的经济效益，社会效益和生态效益，目前已在世界上二十几个国家得到迅速推广应用。 综上所述，国外一些国家秸秆还田的研究与利用已处于领先水平。但是，世界上许多国家，甚至一些发达国家，仍然存在着秸秆田间直接焚烧的现象
