多行旋切自走式韭菜收获机设计综述.docx
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多行旋切自走式韭菜收获机设计综述
新疆农业大学
专业文献综述
题目:
多行旋切自走式韭菜收获机设计综述
姓名:
学院:
机械交通
专业:
机械设计制造及其自动化
班级:
机制
学号:
成绩：
指导教师:
高泽斌职称:
副教授
2012年2月27日
新疆农业大学教务处制
摘要………………………………………………………………………………1
1韭菜生长及其种植情况……………………………………………………2
2设计韭菜收割机的必要性……………………………………………………3
2.1列举全国各省一些地区种植韭菜收入情…………………………………3
2.2韭菜收获面临的问题……………………………………………………4
2.3提高机械化的必要性……………………………………………………4
3收割注意事项………………………………………………………………4
3.1收割时期……………………………………………………………………5
3.2收割技术关键………………………………………………………………5
4设计最初构想………………………………………………………………5
4.1课题的必要性和重要性…………………………………………………5
4.2立式割台收割机……………………………………………………………6
4.2.1中间输送侧面放铺型………………………………………………6
4.3往复式切割器………………………………………………………………6
4.3.1普通Ⅱ型切割器……………………………………………………6
4.4圆盘式切割器……………………………………………………………7
4.5韭菜收割机的收割行距的调整机构设计………………………………8
5韭菜机械化发展趋势展望……………………………………………………8
6总结……………………………………………………………………………8
谢辞………………………………………………………………………………10
参考文献…………………………………………………………………………11
多行旋切自走式韭菜收获机设计综述
指导老师:
摘要：
针对韭菜收获机械化程度低的问题，用“可行性研究——初步设计——详细设计——改进设计”四个设计阶段的设计方法进行韭菜收获机原理的研究，探索提高韭菜收获机械化程度的问题，对阐明加快新农村建设和构建和谐社会有重要意义，提供生产制造韭菜收获机以积极的思路。
关键词：
韭菜；收割机；设计
Morelinesrotarycuttingmachinedesignreviewsinceleekharvest
guideteacher:
Abstract:
AccordingtoChinesechivesharvesttheproblemoflowdegreeofmechanization,with"thefeasibilitystudy,preliminarydesign,detaileddesign--improveddesign"fourdesignstageofthedesignmethodoftheprincipleofleeksharvestmachineresearch,explorationimproveleekharvestmechanizationdegreeofproblems,toclarifytospeedupthenewruralconstructionandtheconstructionofaharmonioussocietyhasanimportantmeaning,andprovidemanufacturingleekharvestmachinewithpositivethinking.
Keywords:
Leek;Harvester;Design
韭菜原产于中国，多年生宿根蔬菜，我国南北方各地普遍栽培，是非常普遍的家常蔬菜，深受广大百姓喜爱，是一年四季最常见的菜蔬之一。
韭菜不仅可口亦有保健作用，是很好的食疗选择。
韭菜一般每年收割4至5次，由于韭菜植株较低，一般在20cm左右，在大面积种植地区，收割韭菜是一件很是花费人工的工作，假若将韭菜收获达到一定的机械化，不仅仅是解放劳动力，提高收获效率，亦可减少农民的种植成本，有效增加种植韭菜的纯收入。
但是根据在网上调查，现有的大、小型韭菜收获机械很罕见。
相对于我国各地的种植面积，可以说是机械化程度很低，是一个值得研究与开发的项目。
1韭菜生长及其种植情况
韭，多年生草本。
具特殊强烈气味,根茎横卧，鳞茎狭圆锥形，簇生；鳞式外皮黄褐色，网状纤维质。
图1韭菜
抗寒，耐热适应性强，全国各地普遍栽培，对土壤要求不严，但以选择地势平坦，排灌方便，耕作层深厚、富含有机质、保水力强、透气性好，理化性状良好的壤土为最适宜（以沙培土为宜）。
图2大田中分拢种植的韭菜
中国南方用高畦栽植，华北用平畦，东北多采用垄栽。
株高18-20cm为适宜定植的生理苗龄。
定植期应避开高温雨季。
平畦栽培，行距20-25cm，穴距12-15cm，每穴8-10株；垄栽行距25-35cm，穴距18-20cm，每穴20-30株。
韭菜种植的行距、株距以及其株高是设计韭菜收割机的重要参数。
为选择收割台和收割器的主要依据，也是设计行距调整机构的设计范围。
2.设计韭菜收割机的必要性
2.1列举全国各省一些地区种植韭菜收入情
表1常见韭菜株高和亩产
性质
品种
自然株高（cm）
产量（kg/亩）
寿光独根红
50-60
3000-4000
寿光9—2
50-70
3000-4000
汉中冬韭
40-50
3000-4000
嘉兴白根
50
3000-4000
犀浦韭菜
45-60
2500-3500
寿光薹韭一号
40-50
1500-2500
寿光薹韭二号
50-60
3000-3500
长春市宽城区兴隆山镇兴华村八社社员常善敖,靠种露地韭菜脱贫致富。
他家仅有耕地0.5公顷,全种上了露地韭菜,连续5年年收入超万元,年收割韭菜2～3刀,再收一茬韭菜苔或韭菜花,效益很可观,其收入是种玉米的8～10倍。
安徽利辛县中叮镇武油坊村村民孙如信，2000年起在400平方米庭院内长年种植韭菜,年收入7000元。
孙如信采用塑料拱棚覆种植韭菜,当年成功。
2001年春他又引种优种良种韭菜,采用不扣栩收获期延后的办法,从6月开始出售,7、8、9月各割1茬,每月割韭菜500公斤,收入500元。
去年,孙如信从2月起月月都有韭莱卖,到10月上旬收入5000元,成为远近闻名的韭莱专业户。
在他的带动下,全村有50%的农户走上了庭院开发之路。
悦庄镇依托当地群众传统种植优势和得天独厚的地理条件，不断巩固扩大韭菜生产规模，种植面积达到3万亩,年产韭菜2亿斤，销售网覆盖30个省（市）自治区，年产值达到3亿元，在全国叫响了悦庄韭菜的品牌。
韭菜为多年生宿根草本蔬菜，为常年的绿叶菜之一。
广州番禺区、白云区等栽培较多。
11－12月播种育苗、3－4月定植，一次播种后，可以生长多年，第二年为盛产年，除采收韭青外，还可采收韭花及作韭黄软化栽培，近年从台湾等地引进的韭菜花品种广为种植，产品除少量市销外，大部分产品出口远销美国、日本和加拿大，在国际蔬菜市场中极具竞争力，是一个很有发展前景的出口创汇型蔬菜品种。
2.2韭菜收获面临的问题
目前全国有约有十几个韭菜种植基地以及几十万韭菜种植亩数，韭菜收割全部采用人工收割，人工耗时耗力，速度较慢，若在冬季尚有部分韭菜基地为公棚，收割韭菜需要蹲下收割在棚内也无法站直，也容易对菜农造成身体等各方面的不良影响。
由于机械化程度低，明显制约了种植韭菜的发展，所以我们通过韭菜收获机的设计试图改变这一现状，改善种植韭菜所面临的问题。
2.3提高机械化的必要性
通过收获机械化程度提高可以增加单位面积收获量，一部合格的收获机械不仅可以保证作业的质量，从而提高单位产量，还可以促进种植范围扩大。
因为收割机有更高效率，所以即使增加种植面积也能保证及时收获，不会影响每一茬韭菜收获的后续农业生产工作。
还有很重要的一点就是把很繁重的体力劳动变成了机械的操纵，这使得农村劳动条件得到了巨大的改善，利用机器作业与直接用手劳作，劳役之差，有着天壤之别。
现代的农业机械能够使操纵者颇为舒适和安全，还可以适当加强空调等设备，改善农业劳动条件。
值得注意的是其对缩小工农差别和城乡差别，加快新农村建设和构建和谐社会具有重要的意义。
3.收割注意事项
韭菜收割的茬次要适宜,一般每年收割4~5次,春季6月前收割2~3茬。
夏季栽培韭菜时,主要是养根,让植株多产生分蘖,一般不收割,给秋季生产打下基础。
秋季一般可收割2~3茬,如果收割茬次过多,则会导致植株早衰,降低韭菜的产量和品质。
冬季在韭菜萎蔫前的30~40天停止收割,使其自然凋萎,以使根茎积累更多的营养物质,为植株越冬和来年生长创造条件。
表2韭菜收割时间安排表
∷播种期⊙扣棚／养根期×收割期
工作月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
露地
常规
∷
∷
∷
／
／
／
／
×
×
×
×
×
秋延后
∷
∷
∷
∷
×
×
×
中小棚
常规
∷
∷
∷
／
／
／
／
⊙
×
×
×
秋延后
∷
∷
∷
∷
／
／
／
×
×
温室
常规
∷
∷
∷
／
／
／
／
⊙
×
×
×
秋冬连续
∷
∷
∷
∷
×
×
×
×
×
×
×
收割是韭菜优质、高产、高效的关键环节之一。
韭菜收获是韭菜种植生产过程中投入的生产劳动强度最大、用工量最多、生产成本最高环节，对实现韭菜生产机械化的要求已经越来越迫切。
3.1收割时期
韭菜叶片生长前期养分消耗大于叶片的光合合成，主要消耗体内贮存的养分；后期叶片生长消耗养分又小于叶片光合合成，向根茎运送和积累养分。
正确处理收割与养棵的关系，要求必须适时收割。
收割过早，不仅影响当茬产量，也会因为叶片没有足够的光合时间，减少植株体内光合物质的积累，导致下茬韭菜因养分不足而减产。
收割过迟，会影响韭菜的收割次数，降低韭菜的品质和全年总产量。
韭菜适宜收割的一般标准是，株高达到35厘米以上，平均单株叶片5～6片，生长期在26～30天。
具体的收割标准可根据植株长势、养分积累、市场需求来确定。
上年植株体内贮存养分充足，早春可适当早收割，早上市，以获得高效益。
3.2收割技术关键
（1）留茬深浅要适当一般收割的深度以离根茎约4厘米为宜，茬口处呈黄色。
如割口处为绿色，说明留茬过高，影响当茬产量和品质。
割口为白色，说明下刀过深，会损伤鳞茎，造成刀伤，易感染病虫害，影响下茬产量。
“扬刀一寸，等于多上一层粪”就是这个道理。
（2）雨前不宜收割收割后不能遇雨，也不宜随即浇冰。
否则，伤口因湿度过大不利愈合，易引起病菌感染导致鳞茎和根系腐烂。
（3）收割时铲子（镰刀）要放平、要锋利放平割茬整齐，勿忽高忽低。
铲刀（或镰刀）要锋利，否则会将叶鞘铲劈，既影响当茬韭菜的商品性状，也将影响下茬的产量。
（4）施肥浇水收割后2～3天施肥浇水，以提高下茬韭菜的产量和品质。
4.设计最初构想
4.1课题的必要性和重要性
由上述各地韭菜种植情况的缩影可以看出种植韭菜的明显受益。
机械化可以使其更加轻松取得更大的受益，这就表明本设计课题的必要性和重要性。
在实际应用具有潜在而且巨大的市场。
种植韭菜就是为了获得好的经济收益，机械化程度很明显的影响着农作物的各个生长阶段，提高机械化程度在很大一部分上可以提高效率，提高收获产量，增加农民收入。
农业机械应该尽可能多的扩大其作业项目，本次设计项目预定计划为将韭菜收割整理打捆等各项功能综合在一台收割机上一次性完成，即采用联合收割机。
以最大限度的方便广大农民朋友，提高效率，取得更好的经济收入。
联合收获机的特点：
（1）生产率很高。
（2）农作物损失小。
（3）机械化程度高，因而大大减轻农民的劳动强度改善劳动条件，并能做到大面积及时收获，为抢种下茬作物创造条件。
4.2立式割台收割机
所谓立式割台，是指割台台面的位置基本呈直立状态（常略有倾斜）。
当立式割台收割机工作时，将割断后的作物直立地进行输送并使之转向铺放。
由于这种割台结构比较紧凑，重量轻，故整机尺寸较小，机动灵活性好，可以配置在小动力底盘的前方，由人工操作。
也可以和手扶拖拉机配套，后面装上尾轮和座位，由机手乘坐操纵。
使用较为灵活、简便。
4.2.1中间输送侧面放铺型
如图3所示，作物被割下后，向割台中部输送，经换向阀门4的引导，将作物送至输送带后方，再经导禾槽5而向机侧放铺。
这种结构的优点是：
只需改变非传动件的换向阀门，即可改变放铺方向，结构简单，换向时冲击力小；
4.3往复式切割器
其割刀作往复运动，结构较简单，适应性较广。
目前在谷物收割机、牧草收割机、谷物联合收获机和玉米收获机上采用较多。
它能适应一般或较高作业速度（6－10km/h）的要求，工作质量较好，但其往复惯性力较大，振动较大。
切割时，茎秆有倾斜和晃动，因而对茎秆坚硬、易于落粒的作物易产生落粒损失（如大豆收获）。
对粗茎秆作物，由于切割时间长和茎秆有多次切割现象，则割茬不够整齐。
4.3.1普通Ⅱ型切割器
其尺寸关系为S＝2t＝2t0＝152.4mm（6in）
图4普通Ⅱ型切割器
序号
零件名称
标准
1
护刃期
Ⅱ型GB1210--75
2
定刀片
Ⅱ型GB1211--75
3
动刀片
Ⅱ型GB1211--75
4
定刀片铆钉
5×LGB865--67
5
压刃片
Ⅱ型GB1212--75
6
刀杆
Ⅰ型GB1211--75
7
动刀片铆钉
5×LGB863--67
8
摩擦片
Ⅱ型GB1213--75
9
垫圈
10GB859--66
10
螺母
M10LGB41---66
11
螺栓
M10×LGB12---66
12
护刃器粱
表3普通Ⅱ型切割器零件名称及其标准
该切割器的动刀片间距t及护刃器间距t0与普通Ⅰ型相同，但其割刀行程为普通Ⅰ型的2倍。
其割刀往复运动的频率较低，因而往复惯性力较小。
此点对抗振性较差的小型机器具有特殊意义，适于在小型收割机和联合收获机上采用。
4.4圆盘式切割器
圆盘式切割器的割刀在水平面（或有少许倾斜）内作回转运动，因而运转较平稳，振动较小。
该切割器的割刀圆周速度较大，为25－50m/s，其切割能力较强。
切割时靠茎秆本身的刚度和惯性支承。
目前在牧草收割机和甘蔗收割机上采用较多，在小型水稻收割机上也采用。
在牧草收割机上多采用双盘或多组圆盘式切割器，每个刀盘由刀盘架、刀片、锥形送草盘和拨草鼓等组成。
刀片和刀盘体的连接有铰链式和固定式两种。
在牧草收割机上，为适应高速作业和提高对地面的适应性，多采用铰链式刀片。
其刀片的形状如图5所示。
其刃部少许向下弯曲，切割时对茎秆有向上抬起的作用。
工作中每对圆盘刀相对向内侧回转。
当刀片将牧草割断并沿送草盘滑向拨草鼓时，拨草鼓以较高的速度将茎秆抛向后方，使其形成条铺。
在多组双盘式切割器上，为了简化机构常在送草盘的锥面上安装小叶片，以代替拨草鼓的作用。
刀盘的传动有上传动式和下传动式两种：
上传动式用皮带传动，其结构简单，但不紧凑；下传动式用齿轮传动，其下方设有封闭盒，结构较紧凑，是今后的发展方向。
圆盘式切割器可适应10－25km/h的高速作业。
最低割茬可达3－5cm，工作可靠性较强，但其功率消耗较大。
近年来国外回转式割草机的机型发展较多，并有扩大生产的趋势。
由韭菜的株高和收割方式，可见利用旋切得方式进行收割是可行的，并且可以达到机构简单的设计目标。
4.5韭菜收割机的收割行距的调整机构设计
农业机械的工作部件应有足够大的调节范围，例如，播种机的排种量、行距、开沟深度等的调节都应当能够满足农业技术的需要，在本次韭菜收割机设计方案中有两种收割机，主要差别就是收割行数和收割方式的差别。
我参与设计多行韭菜收割机的收割行距的调整机构。
由于不同地区种植韭菜的行距不同，在20-30cm区间，所以现在暂定设计行距调整机构调整范围为20-30cm，以满足大多数地区的韭菜收获工作，最终具体调整范围还需仔细认真的调查。
我参与的行距调整机构工作原理暂时的设计设想是利用四杆机构来实现一定精度的行距调整，通过对连杆机构施加方向不同和大小不同的力，来实现不同要求的行距调整。
由于我们的能力和时间有限，将用所学知识全力尝试设计的两种小型的韭菜收割机，一种为四或五行的多行收获，一种为单行收获。
设计韭菜收割机的主要功能部件，设计目的达到工作可靠，坚固耐用，质量轻，形体小，功效高，便于操作调整，易于维护修理等效果。
为了检查设计进程有无疏漏，是否合理，能否实现预定设计工作动作，将采用国内一些学者编制的一种机械设计的一般进程模式，即把设计分为：
可行性研究——初步设计——详细设计——改进设计四个阶段，每个阶段又有若干步骤，每个步骤都回答“是”或者“否”，这样一步步进行下去，设计的成功才有保障。
5韭菜机械化发展趋势展望
（1）收割干净，铺放整齐，可条铺或堆放。
（2）适应平原、丘陵、梯田、三角地等大小田块及烂泥田。
（3）可用于收割韭菜、小麦、水稻、青稞、麻类、豆类、鱼草等农作物。
换上相应的刀具，装上上下托板和安全的防护罩，还可以收割灌木、牧草、芦苇及茶园枝头修剪和花圃的休整。
（4）操作简单，维修方便。
（5）成本回收快，收割一亩韭菜以30-40元计，几天可收回全部投资。
功能拓展:
可用于收割韭菜、小麦、水稻、青稞、麻类、豆类等农作物。
换上相应的刀具，装上上下托板和安全的防护罩，还可以收割灌木、牧草、芦苇及茶园枝头修剪和花圃
6总结
国内有关韭菜的研究主要集中在韭菜的种植和生物特性方面，研究方法主要有化学和生物试验等，机械化方面研究不足，多数研究是局部的、个案的，有关韭菜机械化生产的研究文献较少，特别是韭菜收获机方面的研究缺乏，而针对韭菜收获机的研究在有效提高农民经济收入方面有重要的意义，需要深入的探索。
农业机械之所以能够引起农业生产力的发展和变革是因为它在农业生产中有直接促进生产发展的巨大作用，韭菜在我国南北方多省均有发范围种植，但是相对于谷物收获机械种类及机械化程度很低，全国几乎没有成熟的韭菜收获机械。
通过设计制造生产韭菜收割机械代替人工收获，解放劳动力，提高劳动生产效率，为农民节省时间，赶农时！
谢辞
真诚的感谢高老师认真、耐心的指导，通过高老师的帮助、指导，我修改后的文献综述有了很好的改观，从中我了解到很多有关写作论文的注意事项和收获机械的设计所面临的问题及解决办法。
还要感谢一起做设计的同学，他们及时无私的给我提供信息，我们共同努力思考、研究。
能和他们一起共事，我很荣幸。
希望我们能在高老的带领和指导下高质量的完成设计任务，交上一份让人满意的设计。
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