籽瓜籽汁分离机的设计-打瓜收获机破皮取籽机构设计（含三维图SW及CAD图纸）
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塔里木大学
毕业论文（设计）开题报告
课题名称 籽瓜籽汁分离机的设计
学生姓名 李建国
学 号 8031209126
所属学院 机械电气化工程学院
专 业 农业机械化及其自动化
班 级 农机13-1
指导教师 吴明清
起止时间 2012.10.15-2013.5.27
机械电气化工程学院教务办制
填 表 说 明
一、学生撰写《开题报告》应包含的内容：
1、本课题来源及研究的目的和意义；
2、本课题所涉及的问题在国内（外）研究现状及分析；
3、对课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析；
4、本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路；
5、完成本课题所必须的工作条件及解决的办法；
6、完成本课题的工作方案及进度计划；
7、主要参考文献（不少于7篇）。
二、本报告必须由承担毕业论文（设计）课题任务的学生在接到“毕业论文（设计）任务书”的两周内独立撰写完成，并交指导教师审阅。
三、开题报告要求手写体，字数在3000字以上，由学生在本报告册内填写，页面不够可自行添加A4纸张。
四、每个毕业论文（设计）课题须提交开题报告一式三份，一份学生本人留存，一份指导教师存阅，一份学生所在学院存档，备检备查。
一 本题来源及研究的目的和意义
1.1 课题的来源：自选题
1.2 研究的目的
打瓜是新疆主要经济作物之一。发展打瓜生产，对调整优化农业产业结构、加快脱贫致富及地区经济发展具有非常重要的作用。打瓜为地上作物，其收获方式以人工捡拾、机械集调为主。打瓜收获机可以大大提高收获效率，降低劳动强度，减少损失，为打瓜生产奠定良好的基础。但是收获方式的落后极大的制约了打瓜的生产发展。为促进打瓜生产地发展，解决机械化问题势在必行。打瓜收获机械化的关键矛盾是破碎率是否达到生产要求[3]。
1.3 研究的意义
打瓜是新疆生产建设兵团(以下简称兵团)的重要经济作物，在兵团的农业产业结构调整中占有重要的地位。随着农业产业结构的调整，打瓜的种植规模越来越大，人力投入，生产成本的消耗等问题日益突出，因此，打瓜生产过程的全程机械化问题急需解决,由于种植过程一般与其它粮食作物没有多大区别，重点是收获不同，所以收获机械对现实生活的需要是极为迫切的。
本设计通过国内外的打瓜机器的性能、构造以及操作的简易程度，最终设计成一架操作简单、价格合理、适合大多数地区使用便于维修的打瓜子收获机械。包括安装在机架上的破碎辊、筛选器和子皮分离筛，破碎辊的表面上设置有切碎板，子皮分离筛为带有网孔的半圆柱筒，筛选器由转轴和其上设置的安装有刮板的支架组成，破碎辊和筛选器的轴端均设置有皮带轮。其可以由多种农用机械带动工作，省时省力，易于推广[1-2]。
二 课题所涉及的问题在国内外现状及分析
2.1 国内现状
打瓜收获机在国外也尚未见相关的报道。随着打瓜种植面积的扩大，在国内有较大的发展潜力。但是目前国内的打瓜收获机械在结构和应用上尚有很多的问题，需要进一步的设计改进和推广。
目前，在国内打瓜的生产过程中，耕地、整地、播种、中耕、植保和取籽等机械化已逐渐解决，但这些工作量仅占全部作业量的60％，其余部分主要为人工作业，特别是打瓜的收获阶段，采摘、集条和输送全部过程为人工作业，劳动强度大，劳动成本高，是打瓜生产过程中的瓶颈问题。加之打瓜成熟后不宜在田问放置过久，如逢秋雨霜冻，经常腐烂；同时，打瓜成熟时正是棉花、玉米和甜菜等大宗作物收获农忙之际，劳动力奇缺，给打瓜人工收获带来很大困难。因此，加快打瓜收获机和相关配套机械的研制对解决打瓜机械收获中的瓶颈问题，促进打瓜机械化收获的实现，降低打瓜的收获成本和时间，减少农民投入，促进农民增收，带动兵团打瓜产业的发展具有重要意义，打瓜收获机械的研究现状:打瓜收获机械的收获方式打瓜的收获方式主要有两种：一种是采摘、取籽联合作业的一体化联合收获；另一种是分段收获。一体化联合收获具有机械化程度高、收获效率高、省时省力、节约成本的特点，但是对土地的要求比较高，特别是地面情况恶劣的打瓜种植地捡拾效果不是很理想，所以这种收获方式还需要进一步的研究、改进和优化[4]。
目前常见的打瓜收获机械也因打瓜收获方式的不同而有差异。采摘、取籽联合作业的一体化联合收获方式用塔城地区农技推广站研制的打瓜集条机被阿勒泰地区农技推广站引进、试验和推广，效果良好。
在这些打瓜收获机械中，绝大部分属于实用新型专利，但没有实现实际的应用。除新疆农业科学院研制的打瓜捡拾脱籽联合作业机和塔城地区农技推广站研制的打瓜集条机做了田问试验并推广之外，其余皆未见相关报道。
打瓜收获机的破碎装置是籽瓜全程机械化收获的关键设备。新疆是全国最大的籽瓜产地，籽瓜瓤的开发利用研究显得尤为重要，生产籽瓜系列产品不仅提高了农产品的附加值，增加了农民收入，同时也避免了农田的污染。籽瓜系列产品为新兴食品，在为企业带来显著的经济效益的同时，也为社会提供了更为丰富、健康的食品资源，同时也促进了新疆籽瓜深加工产业和籽瓜种植业的发展，增加加工企业和农民收益，新建的生产企业又可解决大量的工人就业问题，一系列的发展必定促进籽瓜种植面积进一步扩大，随之而来的收获问题也更加严峻，全程机械化收获迫在眉睫[11]。破碎装置由破碎滚筒与设于其上的直的破碎齿组成，清选装置一端设有出料口;区别是振动筛式清选机的清选装置采用振动筛进行分离，因振动筛高速摆动，造成清选机振动大、噪音大、故障率高和寿命短的缺点;而半圆筛式清选机的清选装置由半圆筛和刮板组成，破碎装置与半圆筛上下平行设置，破碎装置破碎的瓜皮、瓜瓤和瓜籽落入分离装置，在刮板刮动下旋转进行分离。缺点是刮板在刮动瓜皮经过半圆筛上的筛孔时，会将瓜皮叉入清选装置，而清选装置无法将碎瓜皮分离出来，影响了瓜籽的质量;再者，半圆筛为等径，不利于瓜皮及时从半圆筛端口排出，工效较低，因没有进一步漂洗分离装置，瓜籽表面污物及未成熟瓜子无法分离，进一步影响瓜籽质量。在国内外的打瓜收获机械中，打瓜取籽机在市场上有较为成熟的机型。但是包括打瓜捡拾的打瓜联合收获机械的发展还不是很成熟，还有很大的发展空间[1-4]。
2.2国外打瓜收获机研究现状
美国、英国、加拿大等经济发达国家,经历了20世纪40～50年代种植业基本机械化及60～70年代畜禽与水产养殖业基本机械化后,90年代的种植业和养殖业已进入高度机械化、现代化阶段。农业机械正向大型、高速、低耗、自动化和智能化发展。美国是当今世界上农业生产现代化程度最高的国家之一,已基本实现了区域化、专业化、机械化、社会化、商品化和网络信息化。一些农场主往往经营上千公顷连片土地,在农业生产的产前、产中、产后的每一个生产环节都使用机械操作,全面实现了机械化。美国已成为世界上农业劳动生产率最高的国家之一。而对于打瓜收获机械，由于种植区域的限制，国外研究资料较少，打瓜收获机的发展水平基本以国内为准[8]。
三 本课题需要重点研究的关键的问题及解决的思路
3.1 本课题需要研究的难点问题解决的思路
3.1.1出现的主要问题：
1、从查阅的资料来看，所查到的现有的打瓜收获机的破碎装置并不是设计的十分完美，多少都存在缺陷。
2、机械化程度低，生产效率较低。
3、打瓜收获机传动效率低。
4、不符合食品加工的卫生要求。食品加工关键的要求是环保、卫生，食品加工过程的隔离封闭，而以上提到的打瓜收获机几乎没有考虑此问题。
3.1.2需要解决的难题：
设计提出一种全新的研究方案，主要解决以下问题：
1、 喂入斗、破碎筒、振动筛体等零部件的参数，查找相关专利说明。
2、 振动筛体的合理设计。
3、损失率、破伤率、清净率达到最小值。
4、出籽口的离地高度的设计合理化。
5、运输地隙的离地高度的设计。
四 完成本课题需要的工作条件及解决的办法
该机械动力源为拖拉机，通过牵引装置与拖拉机连接。
（1）查阅有关资料选择相关参数及材料,设计破壳取籽机构。
（2）设计完各零部件后，进行装配组合，试验设计的可靠性。
（3）运用Solidworks软件，绘制三维零件图和装配图。
（4）运用三维设计软件完成整机各零部件的三维建模并进行运动仿真。
五 工作方案及进度计划
工作方案：
1、设计并绘制出打瓜收获机总体机架。
2、喂入斗与破碎筒的设计大小与捡拾辊的大小适合。
3、振动筛体的选择方案及大小设计。
4、曲杆式碎瓜器主要零部件的设计。
5、半圆筛式清选机的清选装置与振动筛式清选机的清选装置的区别差异。
5、绘制所有零部件并查阅相关说明，各零部件尺寸要啮合达到合适效果。
6、组装装配图并生成三维立体模型，观察效果并加以改进。
进度计划：
第 一 周：查找相关资料、熟悉课题内容。
第 二 周：撰写开题报告，并制定总体方案。
第三周至第八周：设计打瓜机破皮取籽装置的三维实体模型图，并生成关键部件及装配图工程图。
第 九 周：对打瓜机装置进行传动设计和机构设计。
第 十 周：撰写毕业论文，修改图纸中存在的问题。
第十一周：编写答辩提纲，准备答辩。
第十二周：答辩
六 参考文献
[1] 王学农.打瓜拣拾脱籽联合作业机[J].新疆农机化,2007,6:60．
[2] 王学农,牛长河,陈发,蒋永新,张佳喜,王庆惠,刘旋峰,郭兆峰.新型籽瓜捡拾脱籽联合作业机研制[J].新疆农机化,2008,03:25-26.
[3] 佐剑波.联合打瓜收获脱籽机[P].新疆:CN2691233,2005-04-13.
[4] 佐剑波.改进的联合打瓜收获脱籽机[P].新疆:CN2802936,2006-08-09.
[5] 王世勤.联合打瓜脱籽机[P].新疆:CN2857445,2007-01-17.
[6] 刘双玲,杨东明,高士其,周玲.打瓜机械化收获技术在阿勒泰地区的引进示范[J]. 新疆农机化,2008,06:38-39.
[7] 高银锋.牵引式打瓜联合收获机[P].新疆:CN102550206A,2012-07-11.
[8] 赵永满,王维新.国外农业机械化的现状及发展态势[J].农机化研究,2005,04:10-12.
[9] 杨悦乾,龚振平,纪文义,马春梅,赵淑红,赵艳忠.保护性耕作体系及配套机械系统的研究[J].农机化研究,2006,01:61-62.
[10] 李金玉,张延河,翟英临,杨来盛,孙晓伟.籽瓜生产现状与发展对策[J].西北园艺,1995,01:2-3.
[11]赵多勇,李应彪,翟金兰,姚洪波.籽瓜系列产品的开发现状与存在问题[J].北方园艺,2008,04:100-102.
[12] 王亚鸽,王维新.兵团籽瓜机械化收获技术现状分析[J].新疆农机化,2011,03:33-35.
[13] 马春生. 6GC—300型打瓜取籽机[J]. 中小企业科技信息,1994,06:15.
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