毕业设计论文旋耕灭茬机总体结构设计含全套CAD图纸.docx

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第1章绪论

1.1旋耕灭茬机理论和意义
旋耕灭茬机主要来源于农业生产的需要。我国大部分农田由于长时间以来耕作方式单一，使土壤底部形成了坚硬的犁底层，加之多年不施用农家肥，以及大量使用化肥和农药，造成了土壤的污染。致使我国土地的有机质逐年下降，农作物减产或产量不稳。不利于可持续农业和生态农业的发展。而根茬还田是土壤有机质的主要来源之一，对于调节土壤有机质的平衡，改善土壤腐殖质的组成状况和建立良好的农业生态系统都具有重要的理论和现实意义。
机械旋耕灭茬技术是对传统的耕作技术——机械翻、耙、压耕作模式的重大改革。它是利用旋耕机、灭茬机、联合整地机与其配套的拖拉机所进行的一次性耕地作业技术。现在对于地上秸秆的还田技术已经趋于成熟。但对于根茬，尤其是对玉米根茬的处理,依然是困扰广大农民的一大难题。玉米作为我国主要粮食作物。种植范围广，产量大，仅山东省就有近267万h㎡。但目前机械化水平仍然比较低。玉米根茬的茎秆直径约22～26mm,留茬高度约100mm，主根地表下沉深度50～60mm，各层的次生根和根须在地表下呈灯笼状分布。最大横截面处直径200～250mm。粗大而结实的根茬位于耕作层中，直接进行旋耕碎土作业时，根茬难以切断，而且易缠绕旋耕机刀轴；播种作业时，开沟器遇根茬易发生堵塞,严重时无法正常作业。传统上为了解决这一问题,大多采用人工刨除的方法将玉米根茬清理出农田。这种方式不仅费时费力，而且严重浪费资源。据资料显示：玉米根茬干物质中有机质含量高达75％～85％，养料丰富。其中含氮0．75％、磷0．60％、钾0．9％。若每公顷还田的根茬干物质为1200kg，则相当于施含5％的优质农家肥19．5t。
20世纪80年代末以来。我国农机工作者在引进国外农业科研成果的基础上自主研究开发出多种类型的秸秆还田机。这类机械多利用高速旋转的甩刀逆向切断茎秆，茎秆不断撞击罩板，并多次受到切割破碎，碎茎秆在刀辊上部甩出。玉米秸秆粗而脆，刚度较强，粉碎这类秸秆采用打击与切割相结合的方式。目前大多数玉米秸秆粉碎机的甩刀都采用斜切式L型，利用滑切作用可以减少30％～40％的切割阻力。对于细软的小麦、水稻秸秆，采用有支承切割较好，且刀刃要求锋利。锤爪式甩刀主要用于大中型粉碎机具上。据不完全统计，近10年来全国推广应用的根茬处理复合作业机具有10多种，主要生产地为吉林、河北、黑龙江、山东等省。单一的根茬处理是将大田作物的根茬粉碎后直接均匀混拌于100mm的耕层中，达到播前整地要求，这种处理也称灭茬作业。根茬处理复合作业是指在碎茬的同时完成其他作业要求，如粉碎地上秸秆、深旋耕及播种等。由于复合作业能减少拖拉机对土壤的压实和动力消耗，因而应用更加广泛。现有的各种机具按作业模式可大致分为灭茬机、旋耕机、旋耕灭茬机、深松旋耕灭茬机以及联合整地机等。
1.2旋耕灭茬机现状
我国北方旱作地区已推广的玉米秸秆及根茬粉碎还田技术是将地上秸秆粉碎，再用旋耕机深旋翻，将碎秸秆和残茬翻埋到土层中。在破茬作业中，旋耕机的深旋翻是为了使土壤能完全掩埋秸秆，但根茬并未完全被切碎，一部分根须与土壤粘附在一起的根茬翻到地表，反而增加了播种作业的难度。由于碎茬和碎土对刀轴转速、刀片形状的要求不同，故旋耕灭茬机具应采用双刀轴旋转作业。前轴刀片破碎根茬，深度50mm(约为玉米主根地下深度)；后轴刀片旋耕碎土，并对部分根茬2次破碎，深度100～120mm。双刀轴确能满足茬和土的不同切碎要求．但结构相对较为复杂。正转旋耕灭茬机由于受到旋转方向及结构的限制，覆盖性能差。试验表明：当秸秆留茬为300～400mm时，正转旋耕灭茬机作业后的植被覆盖率仅为40％。这给秸秆还田的新农艺带来了不良影响，致使许多农户放火烧秸，造成大量有机肥的浪费。反转旋耕灭茬机是近年来投入使用的一种新机具，其刀辊旋转方向与拖拉机驱动轮旋转方向相反，从耕底层将留茬和土壤一起通过刀辊和罩壳间隙抛向后方，经挡草栅栏分离后，留茬的绝大部分在栅栏前落地，被击碎的土块通过栅栏碰到罩壳后再覆盖在留茬上，达到埋茬的目的。同时土块按上粗下细的顺序依次覆盖在留茬上，分层显著，透气性好，并且不扰乱土层，满足农艺要求。因此今后的旋耕灭茬机械应向双轴、反转的复合作业机械方向发展。
我国与大中型拖拉机配套的旋耕灭茬机保有量有15万台，与手扶拖拉机与小四轮拖拉机配套的旋耕机约有200万台，旋耕机在南方水稻生产机械化应用中已占80％的比例，北方的水稻生产、蔬菜种植和旱地灭茬整地也广泛采用了旋耕机械。近年来，我国北方进行种植业结构调整，大力推行旱改水，水稻种植面积迅速增加，扩大了对旋耕机械的市场需求。
旋耕灭茬机的发展至今已有150多年的历史，最初在英、美国家由3-4kW内燃机驱动，主要用于庭园耕作，直到L型旋耕刀研制成