水草收割機的設(shè)計開題報告.doc

開題報告設(shè)計題目9GSCC1.4型水草收割機的設(shè)計學(xué)生姓名學(xué)號專業(yè)機械設(shè)計制造及其自動化一、課題的目的意義：研發(fā)一種適合在河道、池塘等中小尺度水域作業(yè)的小型水草收割機。目前市場上的水草收割機一般是大型機械，在大的湖波水域可以進行切割，但不適于在小型水域的作業(yè)。所研制的小型水草收割機，可以有效取代在中小水域的人工收割，有效減輕了勞動輕度，大大調(diào)高了切割效率，符合水草收割機小型化與智能化的發(fā)展方向。二、近幾年來國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r：水草收割機的主要工作部件是切割器撿拾輸送裝置及推進器據(jù)有關(guān)資料報道美國前蘇聯(lián)日本西德等發(fā)達(dá)國家都研究采用機械化方式收割水生植物的機械設(shè)備從切割器的形式分有采用往復(fù)式割刀的也有用繩索作切割器的割幅大于2米從切割器位置分有前置式后置式側(cè)置式三種從整機形式分有割收連續(xù)作業(yè)的有割收分開作業(yè)的從推進器形式分有水下螺旋推進器明輪推進器空氣螺旋推進器從作業(yè)對象分有收獲近海深藻類水草的機械也有收獲江河湖泊中的浮萍類和水生植物的機械2國內(nèi)曾報道過湖北省監(jiān)利縣農(nóng)機研究所研制過一種簡易水草收割機試驗樣機北京京密引水管理局研制過一種割草船這兩種機器采用的都是前置式旋轉(zhuǎn)割刀推進器為船尾螺旋漿作業(yè)對象是剛性較大的水生植物本課題9GSCC-1.4型水草收割機是我國目前唯一用于大面積收割沉水植物的機器該機采用后置往復(fù)式割刀推進器是明輪一次性完成切割撿拾輸送三項作業(yè)工序極大地提高了勞動生產(chǎn)率和作業(yè)質(zhì)量試用地點主要為我區(qū)較大的淡水湖烏梁素海三、水草收割機分類及特點：水草收割機由動力裝置、切割器、動力推進器、送草裝置、集草箱、船體等組成。所以在對現(xiàn)有的水草收割機進行歸納比較的基礎(chǔ)上，根據(jù)水草收割機的作業(yè)方式、工作情況、結(jié)構(gòu)特點等，總結(jié)出水草收割機的分類方式。因為本次主要設(shè)計水下機構(gòu)，所以下面將從切割器、作業(yè)方式、作業(yè)對象方面進行介紹。根據(jù)切割器工作方式劃分（1）往復(fù)式。切割器的主要構(gòu)造為兩把刀片，并且至少有一把作往復(fù)直線運動，與另一刀片形成相對切割。該種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是可以選擇合適的刀具參數(shù)來適應(yīng)不同的環(huán)境。整個切割器是一個整體，只需一個動力端即可，容易實現(xiàn)同步工作；缺點是對刀具材料和刀具安裝精度要求高，維修不方便。（2）旋轉(zhuǎn)式。這種切割器的主要構(gòu)造為旋轉(zhuǎn)軸的中心固定三四個刀片，工作的時候，刀片繞軸旋轉(zhuǎn)，不斷切割水草。這種刀具的主要優(yōu)點是多把刀具組裝而成，便于維修，缺點是滾刀的傳動軸必須安裝成偏心的形式，并且必須在水中工作，因此，對滾刀的動力傳輸以及密封的要求比較高。根據(jù)切割器在船體的安裝位置分（1）前置式（圖1-1-a）。切割器安裝在船體的前端。優(yōu)點是能夠?qū)崿F(xiàn)割收一體化，水草的漏收率低，缺點是動力輸入端的傳動路線長，不適合剛性軸的工作。（2）后置式（圖1-1-i）。切割器安裝在船體的后端，優(yōu)點是船體行進過程中，拖動切割器行走，遇到韌性較大的水草，可以依靠慣性將其拉起，不至于沉頭。缺點是工作時，水草無法及時回收，容易造成二次污染。（3）側(cè)置式（圖1-1-b）。切割器安裝在船體一側(cè)，優(yōu)點是只有一個動力輸入端，動力集中，適用于水草密集的河道。缺點是切割時，必須有無水草區(qū)域，便于船體行走。根據(jù)作業(yè)方式分（1）割收連續(xù)式（圖1-1-h）。主要應(yīng)用于前置式。優(yōu)點是切除水草的同時，將水草回收，防止二次污染。缺點是需要兩個動力輸入端，動力要求高，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。（2）割收分開式（圖1-1-i）。應(yīng)用于側(cè)置式和后置式的情況。優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，功率要求低。缺點是割收分開作業(yè)，大大降低了工作效率，并且容易造成二次污染四、水下機構(gòu)的方案選擇及總體結(jié)構(gòu)設(shè)計1）水下清除機構(gòu)即切割裝置。根據(jù)工作方式分為旋轉(zhuǎn)式和往復(fù)式，根據(jù)安裝位置分為前置、后置、側(cè)置三種方式。但由于旋轉(zhuǎn)式機構(gòu)傳動機構(gòu)必須置于水下，切割效率較低，而往復(fù)式驅(qū)動機構(gòu)可以置于水上，并且可以選擇合適的刀具參數(shù)來適應(yīng)不同的環(huán)境，因此選擇往復(fù)式。從安裝位置方面看，后置式和側(cè)置式都不能實現(xiàn)割收一體化，所以為了避免二次污染的問題，選擇前置式。綜上所述，選擇前置往復(fù)式切割。（2）定位裝置可以用來調(diào)整切割深度。機械定位的方式很多，如超聲波定位、通過傳感器定位以及機械定位等。綜合結(jié)構(gòu)復(fù)雜度，制造成本等多方面因素，可見機械式定位是比較理想的定位方式。機械定位可以用傳動螺桿，或用滾輪繩索來實現(xiàn)。現(xiàn)選定為升降轉(zhuǎn)臺式機構(gòu)，通過繩索牽動升降臺側(cè)板，步進電機驅(qū)動實現(xiàn)切割深度的調(diào)整。五、課題分階段進度計劃：序號起止日期工作內(nèi)容階段成果12010.3.28-2010.4.11查閱資料，構(gòu)思論文框架，填寫開題報告搜集資料，完成開題報告22010.4.12-2010.5.2學(xué)習(xí)相關(guān)知識，撰寫論文初稿完成論文的初稿32010.5.3-2010.5.16修改論文初稿，并完成論文的二稿完成論文的二稿42010.5.172010.5.30對論文的二稿進行修改和完善，并完成論文的最終定稿完成論文的定稿52010.5.312010.6.6查閱相關(guān)資料，并翻譯