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1、内蒙古农业大学机电工程学院毕业生毕业设计11 引言1.1目前国内畜牧业现状近几年来，随着畜牧业迅速发展，草原畜牧业中过度放牧和草原过载现象十分严重，形成了草场退化、沙化和碱化，导致草场生态环境恶化，使饲草需求与饲草供给的矛盾更加突出，严重制约了畜牧业的健康发展。另一方面我国草业发展带有比较突出的地域性特点，牧草种植基地大多位于黄河流域及华北、西北，而牧草销售市场多位于华东、华南的奶牛、肉牛饲养密集区。由于草场分布不均，部分地区因季节性牧草过剩得不到合适的处置而被废弃，浪费了资源，也污染了环境。目前，我国每年贮草量仅能满足抗灾保畜需要的 15%一25%，由于饲草不足造成的牲畜死亡率为 5%一 6
2、%，有的甚至高达 10%。因此，大力发展牧草生产机械化技术，对恢复草场植被，改善草原生态环境，迅速恢复和提高草原生产力，发展畜牧业至关重要。1.2牧草机械的发展现状及发展趋势国家“十五”计划纲要强调畜牧业的结构调整应该发展食草畜牧业，一些地方已把退耕还草和牲畜养殖作为一种产业。在“十五”初期全国将建成 40 多个草场牧业示范项目，160 个牧区开发示范项目，建立高质量的草地围栏 867万公顷，草地保留面积.02 亿公顷，并逐年加大资金投入。草多了，农牧民的工作繁重了，急需加快我国畜牧机械的产业化进程。不仅如此，中国加入 WTO后，周边的许多国家，像韩国、日本都是饲料资源短缺的国家，国际市场对牧
3、草、秸杆等饲料的需求会大幅增加。加入 WTO，我国资源成本相对较高的种植业面积可能会适当减少，种植业效益比较下降将促使土地资源和农业生产结构向畜牧业、草业等方面调整，牧草生产和加工产业将面临新的机遇. “十二五”期间，内蒙古将通过加大草原保护与建设力度，建设全国最大的天然草原保护与治理示范区。通过建立基本草原保护制度，继续实施退牧还草、风沙源治理等生态工程，并采取休牧、轮牧、禁牧等措施，力争到“十二五”末将草原植被盖度提高到。因此，加快我国我区的牧草秸杆的产业化进程，能为我国我区增加出口创汇，成为国民经济大产业，这在发达国家如美国、加拿大及欧洲的一些国家已得到证实。 1805 年英国工程师托马
4、斯普拉克内特获得了第一台割草机的发明专利，那是一台装有环形刀身的笨重机器，而且运转不很理想。在 1830 年由埃温马丁制造的割草机类似于今天使用的手扶滚筒割草机。国际著名的农机生产商如美国纽荷兰(NweHollnad)、约翰迪尔内蒙古农业大学机电工程学院毕业生毕业设计2(JohnDeer。)、凯斯公司，英国福格森公司，韩国成元公司，德国威格公司和前进公司的收割机都己系列生产，这些设备无论在机械结构、动力配套、液压系统还是控制系统设计方面都处理的很成功，一些新的设计理论、最新科研成果的应用在这些机械上都有体现，例如在控制系统方面，单片机、可编程控制器 P(LC)、工业控制机控制(PIC)等的自动
5、控制手段都得到应用。如美国纽荷兰生产的八个圆盘旋转式割草机八个圆盘不仅能高效率地割草，还利用成对配置的胶辊，以恒定压力立即将牧草压扁，在地上铺放成草条，使其在自然条件下快速干燥，以便打捆或存储。再比如美国纽荷兰公司生产的 616 和 617 型圆盘割草机多为拖拉机牵引，并转有起保护作用的脱钩安全器，为使割刀接近地面进行作业，所有机器上装有可调节的浮动系统，从而使割刀与地形相近，降低割茬高度。JF，北欧领先的牧草收割机制造商。JF 圆盘收割机，以其操作简单、维修方便、独特的防碰撞装置、先进的挂钩装置和合理高效的压扁装置，减少机械对牧草留茬的压力，使牧草更快、更健康再生，收割效率业界领先，以尽可能
6、低的成本产生尽可能高的效益。1.3 国内割草机械存在的不足由于我国的牧草收割技术设备与发达国家相比有很大差距，而且多为仿造产品，品种不齐全，主要的工作零部件结构参数选择不当，生产技术不成熟，设备质量欠佳，远不能满足日益扩大的国内草产品生产加工设备市场需要。 提高国产收割机的质量，开发新结构，无疑会对畜牧业发展起到革命性作用。虽然市场上国外产品质量较好，但价格太高，每台牧草收割机售价在 10 万元至几十万元以上，不适合国内消费水平，所以开发性能良好、自动化程度高、外型轻巧美观而且价格适中的国产收割机将是我国牧草收割设备的关键机械之一，对促进饲草产业化进程会起到举足轻重的作用。我国现有的割草机跟国
7、外先进设备相比还存在着许多问题。一些发达国家的收割机自动化程度很高，美国John Deeer 1209型割草机的自动控制、自动检测技术很先进，从提供给用户的故障分析及维修材料看，其技术很完善，性能很好。荷兰的HERDER公司、英国的Rolbe公司相继开.发出水中割草机，其液压系统、U型切割器和驱动系统都很新颖。而我国由于研究人员较少，投入的资金短缺，一直以来较落后于发达国家。近几年来，国家开始大量投入人力、物力研究此技术，虽然取得很大进步，但仍然存在很多问题:(1)现有的割草机类型不适合收割各种草种，不适应各种地面的要求。(2)割茬高度较高，牧草损失较大。(3)刀片耐磨度低，换刀次数频繁。内蒙
8、古农业大学机电工程学院毕业生毕业设计3(4)刀具变形次数多，受力分析不够精确。(5)割草质量还不够理想，割长草时常有漏割现象。(6)结构设计不够准确，受力不均衡。(7)选用适合的材料，降低机架的结构重量。(8)机器的仿形能力差，运动不平稳。1.4 设计的目的我国由于研究人员较少，投入的资金短缺，一直以来较落后于发达国家。近几年来，国家开始大量投入人力、物力研究此技术，虽然取得很大进步。但我国的牧草收割技术设备与发达国家相比还有很大差距。目前，使用的割草机多数是往复式割草机，由于它的切割性能较好，功率消耗低，价格便宜，使用调整方便等特点，在生产上得到普遍应用，往复式切割器式割草机适用于收割天然牧
9、草和种植牧草，具有割茬低而整齐、牧草损失少、便于调整使用等优点。但当作业速度大时，震动较大，零件容易损失或损坏。切割高产或湿润牧草时，常产生堵刀现象。基于以上缺点，我们确定往复式切割器试验台的设计研究项目，考虑到往复式切割器切割过程中的一些不足，故通过往复式切割器试验台的设计来测试往复式割草机切割器的工作性能。1.5设计的内容本文主要研究往复式切割器试验台设计的切割器调整机架部分部分，因为往复式切割器式割草机作业速度大时，震动较大，零件容易损失或损坏。切割高产或湿润牧草时，常产生堵刀现象等一些缺点和不足主要集中在切割器部分,故此为核心设计部分，通过设计往复式切割器随试验台的整体移动和配合关系,
10、来检测往复式切割器在不同切割速度和行走速度时在土槽试验台上的工作性能，以及加传感器测试割刀的振动，以及受力情况。其主要设计内容如下：（1） 以现有的往复式切割器式割草机的切割作业过程为理论基础，确定出往复式切割器的工作性能。（2） 通过了解现有往复式切割器的各种类型的结构特点，确定所要研究的切割器的设计结构方案，设计参数，绘制技术图纸。（3） 参照其他农用机械土槽试验台的设计确定出往复式切割器试验台的主体结构和设计参数（4） 通过设计计算确定动力输出方案、传动装置、切割器驱动机构和切割器调整机架的升降装置，切割器倾斜调整机构。（5） 以满足实验效果设计焊接试验台机架内蒙古农业大学机电工程学院毕
11、业生毕业设计42 方案的确定2.1 割刀驱动电动机的选择关于 YCT 系列电磁调速电动机的说明：YCT 系列电磁调速电动机是一种简单可靠、价廉交流无级调速装置。它由 Y系列三相电动机、电磁转差离合器和控制器组成，电磁调速电动机广泛应用于恒转矩载场合，特别适宜在递减转矩负载中使用（例如离心式风机和水泵），有较明显节电效果。它能在规定的告诉范围内均匀地无级调速、并能输出额定转矩。电机在运行中，当负载转矩变动时，可通过控制器的速度负反馈系统自动调节离合器的励磁电流，使输出转速基本上保持不变。基本原理:YCT 系列电磁调速异步电动机的无级调速是由电磁铁转差离合器来完成的，它有两个旋转部分，圆筒形电枢和
12、爪形磁极，两者没有机械联接，电枢由拖动电机带动并与同步旋转，当激磁线圈通入直流电后，工作气隙中产生磁场，电枢切割磁力线产生感应电势并形成涡流，由涡流产生的磁场与磁极磁场相互作用，产生电磁力，使爪形磁极和电枢作同一方向旋转（但始终保持一定的转速差） ，从而输出转矩，输出轴转向与拖动电机方向一致，改变激磁电流的大小，可以方便地调节输出转速。特点：1、交流无级调速，具有速度反馈的自动调节系统，速度变化率低于百分之三。2、结构简单、使用维护方便、价格低廉。3、无失控区、调速范围广，最大可达十比一。4、控制功率小，便于自控、群控、遥控。5、起动性能好，起动力矩大，起动平滑。产品规格及技术数据内蒙古农业大
13、学机电工程学院毕业生毕业设计5图 1安装尺寸mm 外形尺寸mm 型号拖动电动机功率kw 额定转矩N.m 调速范围r/min 转速变化率% A A/2 WB WC D E F G H K AB AC AD HD L重量Kg -4A 0.55 3.6 50YCT112-4B 0.75 4.9190 95 210 40 19 40 6 15.5 112 12 240 260 150 280 52053-4A 1.1 7.1 570 75YCT132-4B 1.5 9.71230-125216 108 241 40 24 50 8 20 132 12 285 310 165 330585 77-4A
14、2.2 14.1 112YCT160-4B 3 19.2254 127 267 45 28 60 8 24 160 15 330 350 185 385 665117YCT180 -4A 4 25.2 279 139.5 305 45 28 60 8 24 180 15 365 385 195 430 700 157-4A 5.5 36.1 820 224YCT200-4B 7.5 47.7318 159 356 50 38 80 10 33 200 19 410 430 235 485860 244-4A 11 69 980 390YCT225-4B 15 941250-125356 178
15、 406 56 42 110 12 37 225 19 465 485 270 5451025 420-4A 18.5 110 1130 460YCT250-4B 22 137406 203 457 63 48 110 14 42.5 250 24 520 540 295 5951170 502YCT280 -4A 30 189 457 228 508 70 55 110 16 49 280 24 575 595 320 665 1280 632-4A 37 232 1400 830YCT315-4B 45 2821320-132508 254 560 89 60 140 18 53 315
16、28 645 670 345 7701425 858YCT355 -4A 55 344 1340-4402.5610 305 630 108 65 140 18 58 355 28 755 780 390 890 1550 1440内蒙古农业大学机电工程学院毕业生毕业设计6-4B 75 469 1630 1570-4C 90 564 1340-60075 20 67.5 4201680 1640-4A 110 690 1980 2050-4B 132 827 2150YCT400-4C 160 10001350-650 630 315 710 108 80 170 22 71 400 32 800 820 500 82020302210电磁调速电动机控制器用于电磁调速电动机的控制器是一种带有速度负反馈的可控硅调压装置，供给电磁转差离合器励磁线圈激磁功率。反馈量的大小可以在控制面板上进行调整，以适合不同机械特性硬度要求。本控制器只作单台电机的手动操作调整。型号 JD1A-11 JD1-40 JD1A-90电源电压、频率 -2
