牧草打捆机的毕业设计

牧草打捆机的毕业设计（2篇）

1.牧草打捆机的毕业设计 篇一

中农机系列牧草打捆机,是同中型轮式拖拉机配套使用的田间牧草处理机械,适用于大面积机收后稻麦秸秆和苜蓿草等方捆打捆作业,可一次完成拣拾、压缩、穿绳、捆扎和摆放等工序。主要特点:采用德国生产的打结器,成捆率≥98%;结构紧凑、性能稳定、保养方便、作业效率高。

SWB-1300型:长宽尺寸4 700、2 200 mm,喂入室宽1 300mm,配套动力≥25.7 kW,结构质量1 350 kg,捡拾幅宽146 cm,草捆长300～1 200cm,草捆宽高360、460 cm。

SWB-1600型:长、宽尺寸4800、2 800 mm,喂入室宽1 600 mm,配套动力≥29.4 kW,结构质量1 500kg,捡拾幅宽170 cm,草捆长300～1200cm,草捆宽高360、460 cm。

2.牧草打捆机的毕业设计 篇二

豆科类牧草如红三叶、紫花苜蓿, 含有较多的胶体性物质和较少的碳水化合物, 而不适合青贮, 收割后如果不采取任何措施而自然干燥, 容易受到微生物的作用而腐败变质, 使动物的适口性变差[2]。获得优质青干草的方法之一就是牧草的压扁调制。在牧草收获的刈割环节, 尤其是苜蓿作为优质饲草, 在解决我国蛋白质饲料匮乏问题上发挥着重要作用[3,4]。

如果不经过压扁处理, 在田间晾晒的过程中, 由于苜蓿茎秆和叶片的干燥时间不相同, 茎秆和叶片的干燥程度不均衡导致在后续作业中落叶损失严重;同时在阳光的照射下和牧草体内酶的共同作用下, 维生素的损失在一半以上, 总物质损失在20%~30%。还有在田间的干燥时间越长, 不但影响后续作业, 而且加大了牧草被雨淋的概率, 导致牧草营养损失更大。

根据文献[5]可以看出, 经过压扁的牧草含水率下降的速度的明显快于未经过压扁的牧草, 干燥时间明显缩短。未经调制的牧草在田间经过大约20h的干燥其含水率为50%左右, 不能满足贮存的要求。Pignedoli通过实验对比发现, 经过压扁的苜蓿植株比普通未经过压扁的苜蓿干燥速度快, 效果明显[6]。

另外Gonda.L进行的干燥速度试验也表明经过压扁的苜蓿干燥速度是没经过压扁的3~5倍[7,8]。为了降低牧草营养物质和产量的损失, 获得优质高产的青干草, 在加快牧草在田间的干燥速度, 缩短牧草干燥时间的同时, 确保牧草茎和叶的干燥速度能够基本上一致, 现阶段主流的解决办法是在刈割环节对苜蓿植株茎秆进行调质压扁, 打破茎秆固有生理结构, 缩短茎秆和叶片的干燥速率差异, 减少落叶损失, 提高产品质量[9]。

收割压扁机是一种能够一次完成割草、压扁和铺条作业的牧草收获机械。主要用于豆科类牧草如苜蓿等的收割、压扁、铺放晾晒作业, 又叫割草调制机。压扁的目的就是把割下的鲜活牧草茎秆压扁挤裂, 增加天然蜡质覆层破碎程度, 加速其内部水分的蒸发, 缩短干燥时间, 从而使茎秆、叶、花干燥速度一致, 减少养分和花叶的损失, 提高干草的质量及其产量。多用在潮湿的高产草场收获豆科类牧草。

1 国内外发展和研究现状

1.1 国外割草压扁机发展和研究现状

国外对牧草收割压扁技术的研究已有200多年的历史, 人类收割牧草从最初使用镰刀到1830年, 英国工程师Edwin B.T.在前人的基础上研制成了具有普遍意义的第一台割草机。目前, 在欧洲等地区牧草收割压扁机种类非常多, 技术已非常成熟, 机器可靠性、生产率均能够满足不同的生产需求。

20世纪90年代以来, 畜牧业发达的国家, 开始把高新技术运用到牧草收获机械中, 大大的提高了切割压扁机的高效、复合作业, 机器的生产率、通用性、适应性显著提高, 随着电子和液压等先进技术的大量采用, 对操作的舒适性、割茬高度的一致性等方面大大改进。国外先进的切割压扁机的种类非常多, 如约翰迪尔公司、纽荷兰公司及克拉斯公司生产的切割压扁机[10]。

1.2 国内割草压扁机发展和研究现状

相比国外, 我国牧草机械化生产起步晚、发展慢, 水平低。新中国成立以后, 经过30多年的牧草收获机具仿制生产, 在国家政策的扶持下20世纪60—80年代牧草生产机械化开始转向引进、消化、吸收国外先进技术, 加强企业自主创新能力建设, 加强企业技术改造, 提升企业牧草收获机械化水平。

20世纪80—90年代自主发展阶段, 国家一系列政策的实施, 农牧民的生产积极性空前高涨, 开始大量购买牧草收获机械, 极大促进了牧草机械的生产研究, 这一时期国内生产的割草机一般都不带压扁机构并且仿形效果也不好, 进口的割草压扁机占据着大部分市场[11]。

21世纪以来, 国家加大了对畜牧业的支持力度, 对畜牧产业的发展提供了源源不断的动力。一些国内的畜牧机械生产商投入资金和进行科研, 开始生产切割压扁机, 达到了国外20世纪90年代的水平。代表机型有新疆机械研究院生产的牵引式和自走式割草压扁机, 上海世达尔现代农机公司生产的割草压扁机等[12]。

畜牧业机械化面临新中国成立以来最好的发展机遇, 畜牧业的机械化发展的大环境得到改善, 使我国畜牧业机械化水平取得了快速发展[13]。但就牧草收获机械行业整体水平而言, 我国与发达国家同类机具相比, 仍然存在自动化程度低、技术性能不稳定及可靠性差等问题[9]。

2 割草压扁机的分类

割草压扁机主要由带切割器的割台、拨禾轮和压扁器等机构按照苜蓿的收割过程有机组成。根据其结构、压扁方式和作业方式分类如下。

2.1 按切割器的结构分类, 可分为往复式、回转式和甩刀式割草压扁机

切割器是牧草收割压扁机械上最重要的工作部件之一, 其工作性能直接影响到整机的工作性能。目前在各种牧草收割机械上普遍采用的切割器有往复式和回转式两种, 以往复式应用最为广泛, 且已标准化。

(1) 往复式割草压扁机。

往复式割草压扁机历史悠久, 适于收割天然牧草和种植牧草, 具有割茬低而整齐、牧草损失少和便于调整使用等优点, 其发展过程是从畜力到机引;从牵引到悬挂。往复式切割器虽具有通用性广、适应性强和工作可靠之优点, 但突出问题是往复运动惯性力大, 导致割台振动及噪声大, 影响割台使用寿命。切割速度低 (一般平均切割速度为1.5~2m/s) , 使牧草收割机的作业速度和单位幅宽生产率受到限制, 只能低速作业, 宽幅收割。其发展趋势是通过提高前进速度和增加割幅来提高生产效率。加大割幅将增加金属消耗量, 因此以提高前进速度更为有利。

但为保证切割质量, 必须同时提高切割器切割速度。但随着切割速度的提高, 割刀往复惯性力增加, 从而加剧了机器振动和机件损坏, 导致切割高产或湿润牧草时堵刀。这种割草机虽有这些缺点, 但目前仍作为一种标准机型被国内外广泛使用和大量生产, 并且在不断完善和改进[14]。如纽荷兰haybine472/488往复式割草压扁机、约翰迪尔725型往复式割草压扁机等。

(2) 回转式割草压扁机。

近年来, 西欧由于种植牧草面积大量增加, 并使用大量含氮肥料使牧草高大, 茂密而趋于倒伏。因此, 回转式割草机得到迅速发展, 它属无支承切割。切割器刀片安装在刀盘上, 并随刀盘一起旋转进行割草, 其前进速度高, 有较高的生产率, 不产生堵塞现象, 更换刀片简易, 保养方便。但回转式割草机功率消耗较大, 为7~12k W/m (普通往复式割草机为0.7~0.5k W/m, 双动刀割草机为3~6k W/m) , 工作幅重割区大, 割茬不齐, 碎草多, 且对地面的平坦程度要求较高。

在牧草刚度小时易使割茬高度增加, 因此较适于高产硬杆牧草, 在西欧比较盛行。回转式切割器割刀切割速度高 (一般为10~20m/s) , 切割能力强, 但传动复杂, 造价高。圆盘式割草机使用高速旋转圆盘上的刀片冲击切断茎秆, 特别适于切割高而较粗茎秆的作物。该机割草效率高, 作业幅宽大, 需要配套拖拉机的功率较大。如牧神M-2400型回转式割草压扁机、纽荷兰H7220型回转式割草压扁机等。

(3) 甩刀式割草压扁机。

甩刀式切割器的刀片铰链在水平横轴的刀盘上, 在垂直平面 (与前进方向平行) 内回转。这种切割器转速高, 割刀线速度50~90m/s, 以无支撑切割原理切割植株, 切割能力较强, 适用于高速作业, 割茬也较低。多用于青饲收获和草坪割草, 目前配有甩刀式切割器的割草压扁机在饲草收获中应用范围较小[15]。

2.2 按照压扁方式进行分类, 有橡胶辊、钢辊和锤片式割草压扁机

压扁器是割草压扁机的核心部件, 通常由一对表面带槽的橡胶辊或钢辊作相对旋转, 通过自身的牧草钳入功能使牧草在两辊间隙中通过时被压扁, 在割茬地上铺放成宽而薄的草条, 利于干燥。

(1) 橡胶压扁辊式割草压扁机。这种割草压扁机压扁机构由一对对称反向螺旋凸纹宽幅橡胶压扁辊组成, 且其纵向安装位置上压扁辊比下压扁辊具有一定的超前量, 由弹簧压在一根压扁辊的轴上, 使压辊之间产生压力[10]。牧草通过压扁器后茎秆被折弯、压裂牧草, 破坏其固有生理结构, 使茎秆和叶片的干燥速度大约一致。通过调节机构的松紧调节可以改变压扁强度。压扁辊凸纹还有横向[16]和纵向[17]布置的人字齿条纹。

如9GZX-S2360型压扁机采用国际流行的压扁技术及国产化的条纹橡胶压扁辊, 通过条纹平稳有序前旋齿合, 实现在转轴及横切方向对草料的压扁处理, 压扁率大于80%。压扁处理强度适宜, 植茎的破裂增加天然蜡质覆层破碎程度, 这种双重作用使料草茎叶同时干燥[18]。

(2) 钢制压扁辊割草压扁机。钢制压扁辊式割草压扁机和橡胶压扁辊式压扁原理是一样的。但压扁辊及螺旋或人字齿条纹由钢板焊接制作, 通过动力驱动压扁辊条纹有序前旋啮合, 实现将收割后的牧草及时压扁处理。缺点是压扁过程中噪声较大, 对牧草的挤压切断现象较严重。

除了上述采用辊式压扁器的割草压扁机外, 目前在欧洲一些国家还发展了冲击式和梳刷式牧草处理装置, 对割下的牧草进行冲击或将割下牧草茎秆的表层角质膜刷去, 以加速水分蒸发。这些型式的牧草处理装置多与旋转式切割器配合使用[19]。

(3) 钢制锤片式压扁装置的割草压扁机。钢制锤片式割草压扁机适用于不带脆弱叶子、角质层厚和表面坚硬的作物, 如雀麦、猫尾草、羊茅和鸭茅属等[20]。钢制锤片选择可翻转的方式, 正面是半圆形面、反面是棱角面。对于中等坚硬的作物可以选择半圆形面朝下, 这样可以使草料有效避免损伤;对于非常坚硬的作物可以选择棱角面朝下, 能够有效地将作物茎秆压裂[21]。

2.3 按照作业方式分类, 可分为自走式、悬挂式与牵引式割草压扁机

(1) 自走式割草压扁机。自走式割草压扁机就是机具一体化, 即割草压扁机和行进系统组合在一起, 本身备有动力、由驾驶员操纵自动行驶, 不需要另外配动力和变速行走部分。具有作业时故障少, 收割压扁效果好的功能, 但结构稍复杂。现在有许多割草压扁机都是自走式的, 如纽荷兰H8000系列等。

(2) 悬挂式割草压扁机。通过拖拉机的悬挂装置连接与拖拉机成一整体运动的割草压扁机, 压扁机工作动力由输入装置传递, 悬挂装置传递牵引力、控制割草机升降。按悬挂在拖拉机上的位置有后悬挂、前悬挂及侧悬挂等几种方式。拖拉机与割草压扁机可以分离, 实现拖拉机的一机多用途功能。悬挂式割草压扁机具有作业灵活、工作可靠, 价格低廉及割草机本身不需设置行走机构等特点, 如法国库恩FC202R型割草压扁机。

(3) 牵引式割草压扁机。割草压扁机通过牵引装置挂接在拖拉机后面, 由拖拉机牵引完成割草压扁作业。割草压扁机自身没有发动机和驱动轮, 但配有起支承作用并在拖拉机牵引下行进的行走轮。工作动力由拖拉机动力输出轴通过传动装置输入。牵引式割草压扁机同悬挂式相比, 稳定性好, 对地面状况的适应性强, 但机动灵活性差, 转弯半径大。牵引式割草压扁机具有安全可靠、使用方便和收益显著等特点。如所有的HAYBINE割草压扁机。

3 前景展望

牧草收获机械化已成为现代畜牧业发展的重要组成部分, 是现代农村养殖业持续、快速发展的保证。目前牧草收获机械化的发展呈现出正规化、旺盛的需求趋势。引进、消化、吸收国外先进的技术和经验, 以农民需求为导向, 加快发展符合牧畜牧养殖业实际情况的具有中国特色的牧草收获机械, 为我国畜牧养殖业的持续发展做出贡献。

(1) 畜牧业生产的物质基础是牧草, 畜牧养殖业的快速发展要求必须大力发展牧草收获机械化产业。国外研究的往复式割草压扁机以及旋转式割草压扁机, 效率高、可靠性好但价格昂贵且与国产拖拉机配套性差, 难以适应中小规模苜蓿生产以及山地、梯田牧草种植收割的需要。应充分发挥服务型政府的作用, 加大投入力度, 期待相关科研单位提升研发能力, 研制既能高速收获, 又能即时压扁, 动力配套性好, 经济实用的中小型割草压扁机, 满足需要。