农业科技论文稻草扭绳机的研究

　　前言：我国是一个农业大国，水稻种植面积达6亿多亩，每年都生产出大量副产品―稻秸秆。由于以往对农副产品加工重视不够，缺乏相应的加工设备，致使大量稻秸秆白白浪费掉了。根据市场调研，把稻草加工成绳子，将能广泛地用于防汛、建筑辅料、蔬菜、五金机械零件等包装领域，使稻草变废为宝，实现加工增值，开发这一产业还能转移一定劳动力，为振兴农村经济提供了一条新途径，为稻草的加工利用创造出了一片新天地。因此，研制一种结构简单、经济适用、操作方便、扭绳效果好的草绳机，是符合市场需求的，并且具有很大的发展利用空间。

　　[摘要]本文简单介绍了草绳机的用途，阐述了稻草扭绳机的设计思路与技术难点、整机结构及主要技术参数、工作原理、关键部件的设计。

　　[关键词]机头座,工作原理,技术参数,摩擦轮

　　一、设计思路与技术难点

　　1.设计思路

　　1.1扭绳机配套动力为180W电机，并且配有开关，能方便有效的控制机器的运行和停止。

　　1.2实现一人就能轻松自如的完成扭绳工作。

　　1.3机器拧出的草绳应粗细均匀、松紧适中、绳面平滑。

　　1.4扭好的草绳应缠绕成捆状，绳捆应能从机器上方便快捷的卸下。

　　1.5整机应结构简单、操作方便、工作可靠、造价低廉。

　　2.技术难点

　　2.1首先将一根稻草或几根稻草捻成单股的草绳，设计合理的喂入机构，在喂入稻草的同时实现将稻草拧成单股的草绳。

　　2.2将两个单股的稻草拧成成一根麻花状的草绳。

　　2.3将成品草绳缠绕成捆。

　　2.4将拧好的草绳捆从机器上快速方便的拆卸下来。每次拆卸绳捆和绳盘的安装不能对机器的整体结构性能造成破坏影响，因此拆卸机构的设计应合理。

　　二、结构及工作原理

　　1.整机结构

　　图1草绳机整机及传动机构示意图

　　草绳机由喇叭形喂入口、机头、传动系统、主框架、机架、绳盘、电机等组成。其整机结构如图1所示。

　　2.工作原理

　　草绳机由180W电动机做动力，该机器是模仿手工搓草绳的动作原理而设计的。通过开关控制电机运转，电机通过三角带带动大带轮转动，继而带动主框架转动，在另一端的伞齿轮同时转动，伞齿轮通过齿轮传动带动机头的喇叭形喂入口转动，在稻草喂入旋转的喇叭口的时候被搓成单股的草绳，两个单股的草绳通过机头的分绳器进入主框架，随着主框架的旋转，拧成麻花状的草绳；同时伞齿轮通过传动系统带动摩擦轮转动，摩擦轮通过摩擦力带动绳盘转动，拧好的草绳缠绕在绳盘筒上。当绳盘上的草绳缠满的时候，切断电源停止工作，将草绳捆从机器上卸下，再继续缠绕下一捆草绳。

　　3.主要技术参数

　　产草绳直径（mm）：5-25

　　绳盘直径（mm）：450

　　电压（v）：220

　　电机功率（W）：180

　　外形尺寸（mm）：1000×600×950

　　操作人数（人）：1

　　机器生产效率（m/h）：300—600

　　三、关键部件的研究设计

　　1.绳盘总成的设计

　　打好的草绳在绳盘上缠满后，必须从绳盘上卸下，才可以继续打下一捆草绳，因此绳盘总成必须设计成可拆卸的。具体设计如下，一个木盘是由3个M8的螺栓固定在边梁的轴承座上，一个是由12的光轴和焊接在边梁上的轴套固定在边梁上，两绳盘用螺丝拉轴连接将绳盘牢牢的连接为一体。当绳盘缠满草绳的时候，切断电源机器停止工作，用手旋转光轴，这样就使两个侧板之间的间隙变大，可以拿出草绳捆，将卷筒从草绳捆抽出后，重新按在两侧板之间，旋转光轴，使两侧板之间间距变小，夹紧卷筒，就可以继续工作，缠绕草绳了。这样边梁就只是一托架不受别的力所以不会变形，将悬置绳盘和连接绳盘的力量分化，避免了每次拆卸草绳捆对机器整体结构的破坏，这样大大降低了维修率，提高了安全性，延长机器使用寿命，使机器的整体设计更加人性化，在这项技术的基础上可以提高机器速度加大生产率，不会因机器速度慢使那些技术熟练的工人浪费时间。绳盘的总体结构设计如图2所示。

　　图2绳盘总成图解

　　2.摩擦轮弹簧最大拉力的确定

　　图3绳盘总成之侧板与摩擦轮受力分析图

　　摩擦轮对木板的摩擦力带动绳盘转动，把草绳缠绕在绳盘上。如果摩擦力过小，将无法带动绳盘转动，不能把草绳缠绕在绳盘上；

　　如果摩擦力过大，将会可能拉断草绳，导致无法打出连续的草绳以及影响草绳产品质量，因此摩擦轮对木板的摩擦力不能过大，摩擦轮对木板摩擦力的大小取决于作用在摩擦轮上的弹簧拉力，f=μN（式中μ表示摩擦轮对木板的摩擦系数，可查表得到），弹簧对摩擦轮的拉力即是摩擦轮对木板的正压力N。由力学原理F×R1=f×R2得出f=，N=（R1为绳盘心最小半径，R2为木板半径），要使草绳机正常工作，不导致草绳断裂，必须满足N<（F是草绳所能承受的最大拉力，可以在试验中得到F的数值）。也就是说，弹簧作用在摩擦轮上的拉力不能大于。（绳盘总成之侧板与摩擦轮受力分析如图3所示）

　　四、结论

　　水稻是我国主要的粮食作物之一，稻草是水稻生产的副产品，如何能够把稻草的价值最大程度的利用已经越来越受到人们的重视，如今稻草绳在诸多领域被使用，因此稻草打绳机是水稻产区普遍应用的机器，该机结构简单，操作方便，价格低廉。一般每天按8小时劳动计算，一个熟练的操作人员可以打到8捆草绳（15公斤/捆），按目前社会上常用的10毫米草绳标准，市场价格15元/捆，每捆除去稻草原料、电费、机械磨损等开支基本上利润在10元/捆。由于草绳的用途越来越广，市场中对草绳的需求也不断的扩大，现在已经成了农民一项创收的主要途径。