棉桃收获机-采摘装置的设计

本科毕业设计（论文）通过答辩

棉桃收获机——采摘装置

的设计说明书

学生姓名 学 号

所属学院 机械电气化工程学院 专 业 农业机械化及其自动化

班 级 指导教师 日 期

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前 言

最近几年，我国的农业发展迅速，机械化水平也在不断的提高，在新疆随着棉花的种植面积不断的增加，棉花生产过程机械化正在一步步的完善。据统计新疆棉花的种植面积于2012年为2300万亩。由于光热资源不稳定及棉花个体特性的差异，部分棉桃不吐絮。柑橘调查，棉花收获后，平均每株棉花上留有棉桃0.8个，若将其全部收获，经济效益将十分的明显，而且在新疆棉花的种植面积还在不断的扩大，劳动力却显得明显的不足，霜后的棉花很多都被遗留在面地里，为此造成一定的经济损失。如果我们能利用机械将半开或者未开的棉桃采摘下来，就可以减少大部分的经济损失，同时还可以起到节约劳动力减少成本的作用。根据调查了解，棉桃收获机械的应用前景十分的广阔，棉桃收获机械的诞生将会成为一个新的领域。棉桃收获机械的生产对于新疆棉花产量的提高具有重大的意义和作用。

关键词： 新疆；棉桃；收获机械

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目 录

1 绪论 ........................................................................................................................................................... 4

1.1 选题的意义和目的 ........................................................................................................................ 4 1.2 本课题国内（外）研究现状及分析 ............................................................................................ 4 1.3 本课题所设计的任务要求及可行性分析 .................................................................................... 4 1.4 本课题需研究的重点及解决思路 ................................................................................................ 4 1.5 完成本课题所需要的工作条件及解决办法 ................................................................................ 4 1.6 方案的确定 .................................................................................................................................... 4 2 设计方案的选择 ....................................................................................................................................... 5

2.1 设计思想 ........................................................................................................................................ 5 2.2 输送传动系统的确定 .................................................................................................................... 5 2.3 系统总体方案的确定 .................................................................................................................... 5 3 棉桃采摘装置的设计 ............................................................................................................................... 5

3.1 棉套采摘装置的结构 .................................................................................................................... 5 3.2 棉桃采摘装置的的工作原理 ........................................................................................................ 5 3.3 摘桃转轴的设计 ............................................................................................................................ 6 3.5 水平螺旋输送机的设计 ................................................................................................................ 6 3.6 V带的设计计算 ............................................................................................................................. 7 3.7 各轴的转速、功率和转矩 ............................................................................................................ 8 3.8 带传动的计算 ................................................................................................................................ 8 3.9 链轮的设计 .................................................................................................................................... 9 3.10 轴的设计 .................................................................................................................................... 10 总 结 ........................................................................................................................................................... 13 致 谢 ........................................................................................................................................................... 14 参考文献 ....................................................................................................................................................... 1

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1 绪论

1.1 选题的意义和目的

新疆地区是中国最主要的产棉地之一，据统计新疆2012年植棉意向为2300万亩，并且2011年度新疆自治区累计收购棉花338万吨 ，约占全国棉花总产量的1/3。新疆的棉花只有130多天的生长期。新疆天山以北的产棉区，全年无霜期短，必须在两个月的时间内把棉花收回来。被遗留在棉珠上的棉桃使得棉花的总产量减少，棉桃收获机械的诞生，将减少此类的损失同时起到节约劳动路减少成本的作用，具有很长远及重大的意义。 1.2 本课题国内（外）研究现状及分析 1.2.1 本课题主要存在的问题

（1）存在的主要问题是棉珠的高度不同，此时会对收获机械产生影响。收获装置中摘桃齿和机架之间是固定的，高度也是固定的，属于不可调节，这样就造成了棉桃遗漏过多，采摘不净的现象，解决的办法主要是，在设计采摘装的时候在壳体上添加升降装置，这样方便调节摘桃齿距离地面的高度，挑高采净效率。 1.2.2 国外研究现状及分析

美国是世界棉花总产量较高的国家，一九七二年棉花播种面积为8058万亩，单产皮面72.8斤/亩，总产量为5866万担。美国棉花种植主要在南半部，以德克萨斯、密西西比、加和福尼亚等州种植较多，他们在棉花收获方面的成就很卓越。迪尔公司于1920年开始研制水平摘锭的采棉机。经过九十年几代人不断地努力，迪尔公司目前位于美国得梅因工厂已经成为全世界最大的水平式摘锭自走式采棉机工厂。1950年，迪尔公司推出行内第一台自走式采棉机，它的诞生引起了当时整个棉花生产行业的轰动。该机从棉珠的两边进行采摘，实现了棉田棉花的机械化收获，采摘效率远远高于当时同类型的采棉机，一天的采摘效率相当于80名拾花工人的工作量。与其他类型的采棉机不同的是，它仅是从开放的棉桃中采摘棉花纤维，而对未开放的棉桃不产生损伤，不会造成棉花的减产。在采摘速度每小时为3.21公里时，每小时采收面积可达0.71公顷。 1.2.3 国内研究现状及分析

4ZT-8型摘棉桃机4 组摘桃装置( 一次可收获 8 行) , 每组摘桃装置包含 2 对摘辊及相应的纵向推运器, 每对摘辊对应单行棉株。采取两摘辊倾斜非对称配置, 解决了原机型结构无法适应小行距( 30 c m) 的问题。该设计不仅充分利用了空间, 使结构更为紧凑, 且更利于棉桃向纵向推运器滚动, 有效降低落铃率。整机主要由机架、摘桃机构总成、横向 螺旋推运 器、升运器、集桃箱及其翻转装置、传动部分六大部分组成[2]

1.3 本课题所设计的任务要求及可行性分析 1.3.1 任务要求

1、该机应满足调整方便，保养方便，传动可靠等优点。

2、能满足各种快地的棉桃后或，运转平稳，工作可靠，且维修方便。

从而解决了现有的棉桃浪费，采不净的问题，具有结构简单，试用方便、作业效率高等优点，适合大范围的推广。

1.4 本课题需研究的重点及解决思路

利用机械采摘半开或者未开的棉桃是减少损失和提高单位产量的有效措施，同时还能起到清地、节约劳动力的双重作用。最主要的问题是棉珠的高度参差不齐，对采摘机械的采摘产生一定的影响，植株过低时，摘桃齿和机架是刚性连接距离是不变的，高度也无法调整，此时比较容易产生棉桃采摘不净的情况。解决的主要办法是，在采摘装置的机壳上添加能调节采摘装置的机构，使得摘桃齿和地面的距离有一定的伸缩，就可以提高采摘效率和采净率。 1.5 完成本课题所需要的工作条件及解决办法

由于本设计还处于初期设计阶段，有些问题尚且不能确定，还有待于进一步研究，探索和完善。 1.6 方案的确定

（1）皮带轮的设计； （2）摘桃转齿的设计； （3）留桃板的设计；

（4）水平螺旋树洞机构（绞龙）的设计；

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（5）动力的选择，转速和速度的确定；

2 设计方案的选择

2.1 设计思想

经过多次的讨论和研究，该装置的主要结构有，摘桃转齿，留桃板，装套装置，水平输送绞龙，输送带及其他固定结构组成 2.2 输送传动系统的确定

传动可用两种方式，皮带和链传动，两者相比较皮带传动结构相对简单，安装和调节都比较容易，但链传动却比皮带传动更适合于长时间的工作，和负荷比较重的工作。 2.3 系统总体方案的确定

(1) 机器在运动过程中，棉株会进入到摘桃转齿中，随着转齿的转动棉桃就会个棉枝分离，然而机器在运动过程中，基本呈直线作业，面地里面的棉株有可能有些生长的不规则，在转齿的两端加上扶禾器，能将不规则的棉花向转齿的方向聚拢过来，加大了收获效率。

（2） 摘桃齿的转轴因收到扭矩和强度的限制，不能太长，因此，在两轴之间添加联轴器，即能保证两轴可以同速转动，同时也方便了轴的制作和加工过程。

（3） 当棉桃被摘桃齿摘下时，有部分的棉桃很可能由于转轴的转速分离的作用下向外飞走，导致棉桃被遗落，考虑到这点，在转轴的前方安装挡板，即可有效的防止类似现象的发生。

（4） 当棉桃被摘下有些可能会随着转轴的板子而转动，棉桃大部分会因转动而被甩到地下，留桃板的添加会将呗采摘下的棉桃留在板子上，而摘桃转齿会顺利的通过缝隙继续工作。

（5） 对水平螺旋输送的修改，水平螺旋输送只会让棉桃沿装桃箱轴向运动，如果在水平螺旋输送的一端加上叶片，此时棉桃就会被拨到与螺旋输送方向的垂直方向上，进而将棉桃输送至输送带上。

3 棉桃采摘装置的设计

3.1 棉套采摘装置的结构

如图3-1所示，棉套采摘装置主要有装桃装置（1）输送蛟龙（2）、留桃板（3）、摘桃转齿（4）、分禾器（5）、输送带（6）以及其它传动装置组成。

图3-1 总体装配图

3.2 棉桃采摘装置的的工作原理

机器在远运动过程中，通过摘桃齿的旋转将棉株上的棉桃摘下，摘桃齿继续转动随即摘桃齿通过留

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