全喂入背負式水稻聯(lián)合收割機割臺設計 （機械CAD圖紙）

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1、 摘要 割臺是聯(lián)合收割機的主要工作部件之一，其功用是完成割禾工作，并隨即把割倒的谷物集中連續(xù)不斷的輸送給輸送槽。此次設計的為帶攪龍輸送器的臥式割臺，主要包括切割器、偏心撥禾輪、割臺輸送攪龍和割臺框架。本設計在相關(guān)參考資料及收割機總體設計的的根底上，完成了割臺局部的設計：并且根據(jù)收割機總體的工作要求，進行了切割器、偏心撥禾輪、割臺攪龍以及割臺框架的選擇、設計與計算。本次設計的割臺機構(gòu)體積小、重量輕、通過性與適應性好。該機構(gòu)裝在軸流式全喂入軸流式聯(lián)合收割機上，能確保掉粒少、脫離干凈、破碎率低。 關(guān)鍵詞：割臺、全喂入、切割器、割臺攪龍、偏心撥禾輪

2、 Abstract Cutting machine is one of the main working parts of combine harvester, its function is to cut grain work done, and then pour the cutting feed grain concentrated continuous delivery slots. The design for mixed with dragon conveyor horizontal cutting m

3、achine, mainly includes cutter, eccentric wheel is designed, and cut transportation stirring dragons and cut framework. This design in the related resources and, on the basis of the overall design of the harvester, completed the design of the parts, and according to the requirements of the harvester

4、 general work, cutter, eccentric wheel, cutting platform is designed to stir the dragon and the selection, design and calculation of the frame. The design of the cutting machine is small in size, light weight, through sex and good adaptability. The agency in axial feeding all axial-flow combine harv

5、ester, can ensure off less grain, from the clean, low broken rate. Key words : cut sets、whole feeding、cutter 、eccentric dial the hetian round 、spiral push for transport 目錄 摘要 2 一 緒論 5 我國聯(lián)合收割機的現(xiàn)狀 6 6 1.3 國外收割機的狀況 7 1.4 設計的主要內(nèi)容 7 二 水稻聯(lián)合收割機總體設計 8 2.1 聯(lián)合收割機的類型定位 9 2.2 聯(lián)合收割機的整機

6、結(jié)構(gòu)及選擇 9 2.3 水稻聯(lián)合收割機的工作流程 9 三參數(shù)設計與選擇 10 拖拉機的選擇 10 .割幅與作業(yè)速度 11 12 四 切割器設計 12 12 切割器選擇 13 4.4 往復式切割器的構(gòu)造和標準化 15 4.5 往復式切割器的傳動機構(gòu)設計 17 4.6 往復式切割器的工作原理 20 4.7 往復式切割器的切割性能參數(shù)分析 21 5 割臺螺旋推運器〔攪龍〕的設計 24 5.1 攪龍結(jié)構(gòu)設計 24 5.2 割臺螺旋的參數(shù)設計 26 5.3 伸縮撥指的設計 26 6 其它部件 28 28 6.2 分禾器 29 6.3 液壓升降機構(gòu) 29

7、6.4 割臺各工作部件的相互配置 29 參考文獻 31 一 緒論 作物收獲是整個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中奪取豐收的最后一個重要環(huán)節(jié)，對谷物的產(chǎn)量和質(zhì)量都有很大的影響，其特點是季節(jié)性強、時間緊、任務重，易遭受雨、雪、風、霜的侵襲而造成損失。因此，實現(xiàn)谷物收獲作業(yè)機械化對于提高勞動生產(chǎn)率、減輕勞動強度、降低收獲損失、以確保豐產(chǎn)豐收具有極其重要的意義。 我國是農(nóng)業(yè)大國，水稻是我國最重要的糧食作物之一，。全國水稻種植面積約占糧食作物面積的30％，產(chǎn)量接近糧食總產(chǎn)量的一半，2021年我國糧食總產(chǎn)量到達10616億斤，再創(chuàng)歷史新高，連續(xù)6年增產(chǎn)。我國南方有很大一局部地區(qū)為丘陵地帶，這些地方收割機的使

8、用仍不多，大局部仍使用人力，一個人一天收割水稻大約一畝地，生產(chǎn)效率低，而且早稻收獲時節(jié)恰好趕上夏天最熱的時候，收割機具有收割效率高的特點，每天能收割水稻幾十畝甚至上百畝，如能使用聯(lián)合收割機收割水稻，可以大大減輕勞動力，提高生產(chǎn)率。因此，能制造出適用于丘陵地區(qū)的中小型收割機具有很好的市場前景。 在我國南方地區(qū)，從農(nóng)村勞動力結(jié)構(gòu)來看，年青力壯的勞力很多外出務工，給聯(lián)合收割機的應用提供了時機，同時機收價格的降低使很多農(nóng)民容易接受收割機的作業(yè)，最簡單的情況就是在中國水稻產(chǎn)區(qū)很多農(nóng)民都樂意接受利用機器來進行收割效勞。因此，稻麥收割機的應用將越來越普遍。 近年，國務院作出了加大糧食直補、農(nóng)資綜合直補、

9、購置農(nóng)機具補貼、良種補貼力度，大幅度提高糧食最低收購價的決定。在農(nóng)機補貼政策的強力推動下，2021年來我國聯(lián)合收割機市場開展勢頭強勁。國家統(tǒng)計局統(tǒng)計顯示，截至8月末，國內(nèi)累計生產(chǎn)各種型號收獲機械42萬余臺，同比增長48.34%，創(chuàng)我國收獲機械年度產(chǎn)銷歷史之最。 我國聯(lián)合收割機的現(xiàn)狀 我國水稻收割機的開展很不平衡，除了江、浙、滬等興旺地區(qū)機收率比擬高以外，其它水稻主產(chǎn)區(qū)機收率較低，受當?shù)亟?jīng)濟條件的限制，受地埋環(huán)境的影響，收割機的推廣與應用仍有一定

10、阻力。然而在我國的皖、湘地區(qū)，生產(chǎn)廠家和當?shù)剞r(nóng)機部門也為此做了較大的努力，并收到了明顯的效果。無論怎樣都需要農(nóng)機推廣部門及有關(guān)廠家作出艱苦的努力。 目前水稻產(chǎn)區(qū)機收率仍然較低，隨著農(nóng)村經(jīng)濟的不斷開展和收割機的普及推廣，預計在今后五、六年內(nèi)履帶水稻收割機具有廣闊的市場前景。 我國聯(lián)合收割機市場結(jié)構(gòu)也在悄然發(fā)生變化，聯(lián)合收割機在收獲機械總量中的比重逐年加大。2021年前8個月，聯(lián)合收割機占收獲機械總量的比重為19.78%。國家統(tǒng)計局統(tǒng)計顯示，2021年1-8月份，我國主要制造企業(yè)累計生產(chǎn)各種型號的聯(lián)合收割機8.31萬臺，同比增長32.44%。??? ? 農(nóng)業(yè)莊園化、產(chǎn)業(yè)化、

11、農(nóng)村推廣土地大面積承包，沒有收割機械不行。 市場亦即農(nóng)民配置小型聯(lián)合收割機的出發(fā)點是為了省工、省時、減輕勞動、提高效益 減少浪費， 以商業(yè)性效勞盈利為目的而趵置的， 其最終也是使被效勞者到達上述的目的市場對小型聯(lián)合收割機的期望值如下： 價格低，售價或使用價低到符合農(nóng)民目前的承受能力，對賠買者或使用者都是如此；故障少，使用中保證可靠性； 操作使用符合現(xiàn)在農(nóng)村的技術(shù)素質(zhì)能力；在谷物種類上，在適用地域上有較大的變通； 不能粗笨，外觀有一定的型式美； 維修和配件應比擬方便。 收割機的開展方向?qū)⑹窍蚋呖萍蓟较蜷_展，制造出適用性強的收割機很有開展市場，對不同地區(qū)開發(fā)出不同的收割機是很有開展前

12、途的。由此，相應的制造出高性能的聯(lián)合收割機是國外收獲機的開展概況?，F(xiàn)階段技術(shù)開展 這個階段是谷物聯(lián)合收割機開展過程中一個艱難而又復雜的時期，經(jīng)歷了一個極大的起落過程。1980年前后，改革開放政策對聯(lián)合收割機的開展產(chǎn)生了巨大的影響。經(jīng)過幾年的努力，引進的機型陸續(xù)投產(chǎn)，我國的聯(lián)合收割機行業(yè)的科學技術(shù)在許多方面從原來比擬落后的狀態(tài)，一下子跨到80年代初的國際先進水平，有了一個劃時代的飛躍。但是，由于80年代初農(nóng)村經(jīng)濟比擬落后等一些其它因素的影響，聯(lián)合收割機市場明顯萎縮。自1982年起，全國產(chǎn)量由6000臺一下子降到1000余臺。到80年代中后期，隨著農(nóng)村經(jīng)濟的開展，市場逐漸恢復。到進入90年代，不

13、僅產(chǎn)量恢復到了歷史最高水平，而且新試制的產(chǎn)品，特別是中小型拖拉機懸掛的品種型號繁多，出現(xiàn)了制造、開發(fā)、選購收獲機的新局面。 到90年代中后期，我國的收獲機開展更加迅速，不僅各種類型機械齊全，性能也不斷完善，而且產(chǎn)量也大幅度提高。僅1997年全國年生產(chǎn)聯(lián)合收割機35105臺，比1982年提高了幾倍。而且，市場也比擬看好，年終售出31955臺，呈現(xiàn)出了良好的開展勢頭，開始了我國收獲機開展的又一個嶄新的階段。 1.3 國外收割機的狀況 國外收獲機開展比擬有代表性的國家和地區(qū)為歐美及日本等地。歐美多為全喂入脫粒，機型大，生產(chǎn)率高，適合較大規(guī)模的生產(chǎn)條件；日本那么以中小型水稻收獲機為主，多采用

14、半喂入，機型小，生產(chǎn)率相對較低。 目前，世界收獲機械的開展，不僅在傳統(tǒng)的收獲機上增設了許多電液自動化控制系統(tǒng)，如凱斯公司的2300系列大型聯(lián)合收獲機上設置了GPS接收裝置，為將來精確農(nóng)業(yè)的開展奠定了根底。而且，突破了傳統(tǒng)的收獲工藝，開展了割前脫粒。如東北農(nóng)業(yè)大學研制的氣吸式割前脫粒聯(lián)合收獲機，英國謝爾本公司生產(chǎn)的梳脫臺等?？傊?，世界收獲機械正向著自動化、適用化、多樣化方向開展。 適應收割機開展的趨勢。 設計的主要內(nèi)容 本次設計在調(diào)查南方丘陵地區(qū)的稻田情況和水稻生長周期之后，在市場上認真比擬了幾種稻麥兩用收割機的優(yōu)缺點之后，做出的優(yōu)化方案。適用于收割水稻，操作方便，維修方便，適用于

15、平原，丘陵，梯田，三角地等大小塊及爛泥田。 在綜合考察實際情況后，選用全喂機型聯(lián)合收割機，有效割幅米，總損失量小于等于1.5%，破碎率小于等于2%，含雜率小于等于2%。采用全喂式機型的過程是：莖桿稻頭全部進入脫粒機，經(jīng)過脫粒機粉碎，谷粒脫下，莖稈與谷粒經(jīng)凹版篩別離。莖桿排除出機器，谷粒從凹板篩孔落下到底殼，并由集谷攪龍推運到一側(cè)，再由揚谷器揚升出收割機并裝袋。 采用全喂式機器的優(yōu)點是： 〔1〕半喂入收割機從結(jié)構(gòu)原理比全喂入收割機較復雜，一旦出現(xiàn)故障難于排除修理，零部件貴，拆裝修理較困難等問題存在。而全喂入收割機結(jié)構(gòu)簡單，很多零件看得見摸得著，發(fā)生故障易于修理排除，適合農(nóng)民機

16、手應用，修理費少等優(yōu)點，農(nóng)民愿意采用全喂入收割機作業(yè)。 〔2〕經(jīng)濟效益分析，如一臺洋馬Ce_2M型半喂入與一臺浙江三聯(lián)型全喂入收割機比照驗收，同一片稻田，統(tǒng)一時間，每臺機收割2畝面積，洋馬機18分42秒收割完，浙江三聯(lián)19分31秒也收割完畢，三聯(lián)機比洋馬機相差40秒時間，可能關(guān)系到操作手技術(shù)熟練程度的問題存在。三聯(lián)收割機的總損失率小于3.5%，而洋馬收割機的總損失率經(jīng)常大于3.5%，因為該機具利用鏈條傳動送禾稻裝置，在機械傳動鏈條的作用力之下，就出現(xiàn)損失率較大。所以，農(nóng)民對半喂入收割機有不同的看法。全喂入收割機，在收割速度與撥禾輪的配合，將禾稻撥入攪龍槽，保證稻谷棵粒歸全

17、，損失少。 〔3〕南方有局部農(nóng)民還有耕牛，所以，半喂入收割機在收割作業(yè)時，稻桿全身不經(jīng)過脫粒機滾壓過，稻桿硬和老葉有泥灰，耕牛不喜歡吃，農(nóng)民晚造不愿意請半喂入收割機作業(yè)，而全喂入收割機早、晚造均適用。 二 水稻聯(lián)合收割機總體設計 此設計是根據(jù)南方丘陵水田面積小而設計的小型水稻聯(lián)合收割機，該水稻聯(lián)合收割機可一次性完成收割、脫粒、別離和裝袋作業(yè)。該機體積小、重量輕，操作靈活，通過性與適應性好，較好地解決了大、中型收割機在丘陵、山區(qū)和水田難以收割的難題，在南方雙季稻區(qū)、泥腳深度不大于20厘米的稻田中均能正常收割水稻。 2.1 聯(lián)合收割機的類型定位 整機形式為：懸掛式、全喂入

18、 割臺形式為：帶攪龍輸送器式臥式割臺 脫粒裝置形式為：軸流式 2.2 聯(lián)合收割機的整機結(jié)構(gòu)及選擇 所設計的水稻聯(lián)合收割機為輪式背負式水稻聯(lián)合收割機，整機分為行走局部和收割局部兩局部。 行走局部采用四輪式拖拉機，后輪驅(qū)動，前輪轉(zhuǎn)向。收割局部懸掛在拖拉機上〔圖2-1〕，收割臺懸掛在車架懸架的正前方，脫粒裝置懸掛在拖拉機前方，中間輸送槽布置在收割機的左側(cè),前后兩端分別連接割臺和脫粒裝置。為使割臺左右平衡，將割臺傳動裝置置于右側(cè)。對于收割機后部，脫粒裝置靠左布置，揚谷器布置在脫粒裝置右側(cè)，同時糧袋放置于脫粒裝置右側(cè)使聯(lián)合收割機后部平衡。整機前進動力由拖拉機提供，收割局部動力由拖拉機后置動力

19、輸出軸提供。 2.3 水稻聯(lián)合收割機的工作流程 水稻聯(lián)合收割機的作業(yè)流程如下圖，當聯(lián)合收割機進行作業(yè)時，撥禾輪首先把作物撥向割刀，割刀把作物割倒后，撥禾輪隨即把作物推倒到割臺上，割臺輸送攪龍把割倒下來的作物向左側(cè)集送到伸縮撥指機構(gòu)，撥指機構(gòu)把攪龍送來的作物以很高的速度向后拋送給輸送槽，輸送槽把撥指機構(gòu)送來的作物抓取后從槽底源源不斷地輸送給脫離機構(gòu)，作物進入軸流型脫谷機構(gòu)后，由于它受到滾筒釘齒高速打擊以及作物在作螺旋運動的過程中不斷與凹板篩撞擊的結(jié)果，使谷粒脫了下來，并通過凹板篩孔落到集谷攪龍上。落到集谷攪龍上的谷粒被推運到揚谷器〔在另一側(cè)未畫出來〕，再由揚谷器拋送到糧袋，隨即包裝。另外被

20、脫谷機脫凈谷粒的禾桿由于被凹板篩阻留無法通過篩孔，最后從出草口被滾筒釘齒拋送出去，這就完成了聯(lián)合收獲的全過程。 三參數(shù)設計與選擇 拖拉機的選擇 由于背負式聯(lián)合收割機各局部都是懸掛在拖拉機上，以拖拉機為機架，因此聯(lián)合收割機各局部尺寸都受到拖拉機的影響。例如聯(lián)合收割機的割幅必須大于拖拉機輪距260mm以上、輸送槽長度取決于拖拉機總長、作業(yè)速度需從拖拉機檔位中選等。同時，背負式聯(lián)合收割機動力來源于拖拉機，所以，確定聯(lián)合收割機主要參數(shù)之前選擇一輛適宜的拖拉機很重要。 根據(jù)初步估算，選擇雷沃歐豹TH354〔其外形如下圖〕作為聯(lián)合收割機的配套拖拉機。雷沃歐豹TH354型輪式拖拉機是一種

21、水旱通用的中型輪式拖拉機，集機體小巧、結(jié)構(gòu)緊湊、裝置完善、操作輕便、轉(zhuǎn)向靈活、重量輕、耗油省。適合我國廣闊農(nóng)村，特別是南方地區(qū)。配帶相應的農(nóng)機具后，可進行水田和旱地的耕地、播種、收割、脫粒等作業(yè)，還可以作為抽水、發(fā)電、農(nóng)副產(chǎn)品加工等固定動力。為適應各種農(nóng)田作業(yè)，該拖拉機可進行輪距調(diào)整。其局部參數(shù)如表 如圖雷沃歐豹TH354 .割幅與作業(yè)速度 1割副B 割幅是指聯(lián)合收割機兩分禾器尖端之間的距離。小型聯(lián)合收割機的割幅一般為1.5m～2.0m，其大小受輪距B0影響，關(guān)系為： BB0+2△ 式中 B——割幅m B0——輪距，取前輪1160mm、后輪

22、1300mm作為作業(yè)時輪距 即B0 △——防止輪胎壓倒作物的保護寬度100mm—200mm 取△ 代入數(shù)值 BB0+2△=1.3+2 2. 作業(yè)速度Vm 作業(yè)速度是指聯(lián)合收割機作業(yè)時的前進速度。小型全喂入懸掛式聯(lián)合收割機作業(yè)速度一般為1.3～4km/h，根據(jù)拖拉機現(xiàn)有檔位選擇其低檔作為作業(yè)速度。即作業(yè)速度為： 取 Vm=0.56m/s(2.02km/h) 喂入量由割幅、作業(yè)速度等決定，其關(guān)系為： 式中 q——喂入量 kg/s B—— M——作物單位面積產(chǎn)量 M=8107千克/公頃 β——割下作物中谷粒與莖稈的比例，即谷草比

23、，β C——常數(shù) C=10 由上公式算得q= 四 切割器設計 圖4-1 a.普通Ⅰ型 b.普通Ⅱ型 c.低割型 收獲機械上采用的切割裝置又稱為切割器，它的功用是將田間作物全部整齊地割斷，它是重要的通用部件之一。 割茬整齊、不漏割、不堵刀、不推倒谷物、不扯斷和撕裂莖稈、切割造成的損失和功率消耗少，在收割水稻、大豆和牧草是，還特別要求能進行低割，以減少損失，增加收獲量 切割器選擇 根據(jù)切割器結(jié)構(gòu)及工作原理的不同可分為：往復式、圓盤式和甩刀回轉(zhuǎn)式三種。 往復式切割器 割刀作往復運動，結(jié)構(gòu)較簡單，適應性較廣。它能適應一般或較高作業(yè)速度〔6－10km/h〕的

24、要求，工作質(zhì)量較好，但其往復慣性力較大，振動較大。切割時，莖稈有傾斜和晃動，因而對莖稈堅硬、易于落粒的作物易產(chǎn)生落粒損失。對粗莖稈作物，由于切割時間長和莖稈有屢次切割現(xiàn)象，那么割茬不夠整齊。 往復式切割器按結(jié)構(gòu)尺寸與行程關(guān)系分有以下幾種〔圖3-5〕： .1 普通Ⅰ型 其尺寸關(guān)系為 S＝t＝t0＝76.2mm〔3in〕 式中 S－割刀行程 t－動刀片間距 t0－定刀片間距 普通Ⅰ型切割器的特點是：割刀的切割速度較高，切割性能較強，對粗、細莖稈的適應性能較大，但切割時莖稈傾斜度較大、割茬較高。 在水稻收割機上有采

25、用較標準尺寸為小的切割器，其尺寸關(guān)系為 S＝t＝t0＝50、60或70mm 其特點是：動刀片較窄長〔切割角較小〕，護刃器為鋼板制成，無護舌，對立式割臺的橫向輸送較為有利。其切割能力較強，割茬較低。 .1.2 普通Ⅱ型 其尺寸關(guān)系為 S＝2t＝2t0＝152.4mm〔6in〕 該切割器的動刀片間距t及定刀片間距t0與普通Ⅰ型相同，但其割刀行程為普通Ⅰ型的2倍。其割刀往復運動的頻率較低，因而往復慣性力較小。此點對抗振性較差的小型機器具有特殊意義，適于在小型收割機和聯(lián)合收獲機上采用。 .1.3 低割型 其尺寸關(guān)

26、系為 S＝t＝2t0＝、101.6mm(3in、4in) 切割器的割刀行程S和動刀片間距t均較大，但定刀片的間距t0較小。切割時，莖稈傾斜量和搖動較小，因而割茬較低，對收割大豆和牧草較為有利，但對粗莖稈作物的適應性較差。 低割型切割器由于切割時割刀速度較低，在莖稈青濕和雜草較多時切割質(zhì)量較差，割茬不整齊并有堵刀現(xiàn)象,在稻麥收割機上采用較少。 圓盤式切割器 圓盤式切割器的割刀在水平面〔或有少許傾斜〕內(nèi)作回轉(zhuǎn)運動，因而運轉(zhuǎn)較平穩(wěn)，振動較小。該切割器按有無支承部件來分，有無支承切割式和有支承切割式兩種。 4.2.2.1 無支承圓盤式切割器 該切割

27、器的割刀圓周速度較大，為25－50m/s，其切割能力較強。切割時靠莖稈本身的剛度和慣性支承。在牧草收割機和甘蔗收割機上采用較多，在小型水稻收割機上也采用。 圖4-2 有支承圓盤式切割器 a. 圖4-2 圓盤式切割器 小型水稻收割機上，有采用單盤和多盤集束式回轉(zhuǎn)式切割器者。多盤集束式切割器能將割后的莖稈成小束地輸出，以利于打捆和成束脫粒。它由順時針回轉(zhuǎn)的三個圓盤刀及擋禾裝置組成〔圖3-6b〕。圓盤刀除隨刀架回轉(zhuǎn)外自身作逆時針回轉(zhuǎn)，在其外側(cè)的刀架上有攔禾裝置。圓盤刀〔刃部為鋸齒狀〕將禾稈切斷后推向攔禾裝置。該裝置間斷地把集成小束的禾稈傳遞給側(cè)面的輸送機構(gòu)。這種切割器因結(jié)構(gòu)較復

28、雜應用較少。 圖3-8 甩刀回轉(zhuǎn)式切割器 4.2.2.2 有支承圓盤式切割器 該切割器〔圖3-7〕具有回轉(zhuǎn)刀盤和支承刀片。收割時該刀片支承莖稈由回轉(zhuǎn)刀進行切割。其回轉(zhuǎn)速度較低，一般為6－10m/s。刀盤由5－6個刀片和刀盤體鉚合而成。其刀片刃線較徑向線向后傾斜α角〔切割角〕，該角不大于300。支承刀多置于圓盤刀的上方，兩者保有約的垂直間隙〔可調(diào)〕。 4. 甩刀回轉(zhuǎn)式切割器 該切割器的刀片鉸鏈在水平橫軸的刀盤上，在垂直平面〔與前進方向平行〕內(nèi)回轉(zhuǎn)。其圓周速度為50－75m/s，為無支承切割式，切割能力較強，適于高速作業(yè)，割茬也較低。多用于牧草收割機和高稈作物莖稈切碎機上。

29、 圖4-3 往復式切割器 結(jié)合各切割器的結(jié)構(gòu)和使用性能，在小型全喂入背負式聯(lián)合收割機上采用往復式普通Ⅱ型切割器。 4.4 往復式切割器的構(gòu)造和標準化 4 往復式切割器的構(gòu)造 往復式切割器由往復運動的割刀和固定不動的支承局部組成〔圖3-9〕。割刀由刀桿、動刀片和刀桿頭等鉚合而成。刀桿頭與傳動機構(gòu)相連接，用以傳遞割刀的動力。固定局部包括護刃器梁、護刃器、鉚合在護刃器上的定刀片、壓刃器和摩擦片等。工作時割刀作往復運動，其護刃器前尖將谷物分成小束并引向割刀，割刀在運動中將禾稈推向定刀片進行剪切。 4..1 動刀片 圖4-4 動刀片 它是主要切割件，為對稱六邊形〔圖3-

30、10〕，兩側(cè)為刀刃。刀刃的形狀有光刃和齒紋刃兩種。光刃切割較省力，割茬較整齊，但使用壽命較短，工作中需經(jīng)常磨刀。齒紋刃刀片那么不需磨刀，雖切割阻力較大，但使用較方便，在谷物收割機和聯(lián)合收獲機上一般用齒刃。 4.2 定刀片 定刀片為支承件固定在護刃器上，與動刀片組成一切割副。一般為光刃，定刀片的刀口刃角比動刀片的大得多，常取為60°左右，這是因為定刀片刃口多為光刃，本身易磨鈍，固為了使其保持鋒利耐用，其刃口角就需大些。 3.3 護刃器 護刃器的作用是保持定刀片的正確位置、保護割刀、對禾稈進行分束和利用護刃器上舌與定刀片構(gòu)成兩點支承的切割條件等。其前端呈流線形并少許向上或向下彎曲，后部

31、有刀桿滑動的導槽。 圖4-5 定刀片 圖4-6 護刃器 4.4 壓刃器 為了防止割刀在運動中向上抬起和保持動刀片與定刀片正確的剪切間隙〔前端不超過0－毫米，后端不大于1－毫米〕，在護刃器梁上每隔30－50厘米裝有壓刃器。它為一沖壓鋼板或韌鐵件，能彎曲變形以調(diào)節(jié)它與割刀的間隙 圖4-7 壓刃器 圖4-8 摩擦片 4.4.1.5 摩擦片 它的功用是以它的前端面與護刃器固定定刀片的凸臺后端面之間構(gòu)成割刀導向槽，以便引導刀桿往復運動，有了摩擦片之后，刀桿運動就不會與護刃器發(fā)

32、生摩擦，可以延長護刃器的使用壽命，而摩擦片的工作端面磨損后，可反過來換另一個工作端面。摩擦片數(shù)目通常與壓刃器數(shù)目相同，即每隔30－50厘米裝有一個壓刃器。 4 結(jié)構(gòu)標準化 普通Ⅱ型切割器〔圖3-15〕：其t＝t0＝毫米，動刀片為紋齒刃，護刃器為雙齒，設有摩擦片，用于谷物收割機和聯(lián)合收獲機。 4.5 往復式切割器的傳動機構(gòu)設計 其特點是把回轉(zhuǎn)運動變?yōu)橥鶑瓦\動。由于各種機器的總體配置和傳動路線不同，因此傳動機構(gòu)的種類較多。按結(jié)構(gòu)原理的不同可分為曲柄連桿機構(gòu)、擺環(huán)機構(gòu)和行星齒輪機構(gòu)等三種。 圖4-10 曲柄連桿機構(gòu) 式 圖4-9 4 曲柄連桿機構(gòu) 曲柄連桿〔或滑塊〕機構(gòu)

33、由曲柄、連桿〔或滑塊與滑道〕及導向器等組成。 為適應不同配置的割臺型式和傳動路線，該機構(gòu)又有〔如圖3-16〕所示的幾種傳動形式。 4..1 一線式曲柄連桿機構(gòu) 其曲柄、連桿及割刀在一個垂直平面內(nèi)運動〔圖3-16a〕。其機構(gòu)雖較簡單，但橫向占據(jù)空間較大，只適于側(cè)置式收割機采用。假設將該機構(gòu)旋轉(zhuǎn)900，使曲柄連桿在水平面內(nèi)運動〔3-16b〕，那么該機構(gòu)可用在前置式收割機上。 4.2 轉(zhuǎn)向式曲柄連桿機構(gòu) 在前置式收割機上，常將曲柄連桿機構(gòu)置于割臺的前方，并在側(cè)方增設擺叉〔或搖桿〕及導桿〔圖3-16c、d〕，

34、通過導桿驅(qū)動割刀運動。該機構(gòu)在自走式聯(lián)合收獲機上采用較多。 上述各機構(gòu)的連桿長度均可調(diào)節(jié)，以便進行割刀“對中〞〔連桿處于止點時，動刀片與護刃器中心線重合〕的調(diào)整。 4.3曲柄滑塊機構(gòu) 它由曲柄、滑塊、滑道和導向器等組成〔圖3-16e〕。曲柄回轉(zhuǎn)時，套在曲柄上的滑塊帶動割刀作往復運動。其機構(gòu)較簡單，占據(jù)空間較小。但滑道磨損較快?？捎迷谥行「罘那爸檬绞崭顧C上。 4. 擺環(huán)機構(gòu) 圖4-12 行星齒輪式傳動機構(gòu) 1.曲柄軸 2.行星齒輪 3.銷軸 4.固定齒圈 它是由斜裝在主軸上的擺環(huán)并通過擺動軸把回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橥鶑瓦\動的一種機構(gòu)。擺環(huán)機構(gòu)由主軸、擺環(huán)、擺叉、擺軸、擺桿和導桿等組成〔圖

35、2-17〕。擺環(huán)的銷軸與擺叉上的銷孔相連接，擺環(huán)擺動時通過擺叉、擺軸及擺桿帶動導桿并驅(qū)動割刀運動。 圖4-11擺環(huán)機構(gòu) 1、主軸2、擺軸3、擺叉4、擺環(huán)5、擺桿6、導桿 行星齒輪式傳動機構(gòu) 行星齒輪式割刀傳動機構(gòu)由直立式曲柄軸、套在曲柄上的行星齒輪、固定在行星齒輪節(jié)圓上銷軸和固定齒圈等組成〔圖3-18〕。當曲柄繞軸心O回轉(zhuǎn)時，行星齒輪在齒圈上滾動。由于行星齒輪的節(jié)圓直徑是齒圈節(jié)圓直徑的一半，且銷軸置于割刀的運動方向線上，那么曲柄回轉(zhuǎn)時銷軸在割刀運動方向線上作往復運動。其行程等于齒圈節(jié)圓直徑，其割刀運動規(guī)律與曲柄連桿機構(gòu)相同。 該機構(gòu)的主要特點是結(jié)構(gòu)緊湊，刀桿頭不受垂直方向的

36、分力。適于在各種配置的收割臺上采用。 根據(jù)傳動路線圖，本著結(jié)構(gòu)簡單、效率高等原那么，本次設計采用的是曲柄滑塊機構(gòu)，以便于在丘陵地區(qū)使用。 4.6 往復式切割器的工作原理 割刀運動分析 割刀的運動特性對切割器性能有直接影響，曲柄連桿〔滑塊〕機構(gòu)的割刀運動：為簡化分析，設曲柄軸心偏距為零，連桿長度為無窮大，那么割刀運動可視為曲柄銷A〔圖3-19b〕在割刀運動線上的投影，為一簡諧運動。 假設以曲柄軸心為座標原點O，水平向右為X軸，向上為Y軸，并令曲柄由第二象限的水平位置順時針轉(zhuǎn)動。那么割刀位移方程為 X=-rcosωt 速度方程式 加速度方程式為 式中 r——曲柄半徑

37、 ω——曲柄角速度 割刀位移、速度、加速度與曲柄轉(zhuǎn)角的關(guān)系如表3－1所示。 表3－1 割刀位移、速度、加速度與曲柄轉(zhuǎn)角的關(guān)系 ωt 0° 90° 180° 270° 360° X -r 0 +r 0 -r vx 0 +rω 0 -rω 0 ax +rω2 0 -rω2 0 +rω2 為了便于分析，下面研究割刀速度與位移的關(guān)系及加速度與位移的關(guān)系 圖4-13 割刀運動分析 a.曲柄偏距h=0 b.割刀運動分析 c、X、vX、aX隨曲柄轉(zhuǎn)角ωt的變化曲線 d、vX、aX隨位移X的變化曲線 兩邊平方，簡化后得 即：

38、 可見速度Vx與位移X的關(guān)系為一橢圓方程式〔圖3-19d〕。橢圓的長軸半徑為rω，短軸半徑為r。由圖可得出任意位移點的割刀速度。 割刀加速度αx與割刀位移X的關(guān)系為 ax=rω2cosωt=－ω2(－rcosωt)=－ω2X 即加速度與位移為一直線關(guān)系〔圖2-19d〕。 4.7 往復式切割器的切割性能參數(shù)分析 切割速度分析 試驗證明：在割刀鋒利、割刀間隙正?！矂?、定刀片間的間隙為0－〕的條件下，切割速度在－以上時能順利地切割莖稈；假設低于此限，那么割茬不整齊并有堵刀現(xiàn)象。 為了探討切割器在切割莖稈過程中的速度大小，需繪制切割器的切割速度圖，并進行分析，普通I型切割器

39、的切割速度圖〔如圖3-20〕 圖4-14普通I型切割器的切割速度圖 普通I型切割器的切割速度圖的特點是：割刀在一個行程中與兩個定刀片相遇，因而有兩個切割速度范圍，分別為va1－vb1及va2－vb2。從兩個范圍的速度看，雖沒有包括最大割刀速度，但仍屬于較高速度區(qū)段，因而切割性能較好。因此，安裝割刀時，應當使曲柄銷處在左右兩止點位置時，定刀片和動刀片的中心線重合。 4 切割平均速度 割刀的速度為一變量，為便于表示割刀速度的大小，常以平均值即割刀平均速度vp表示。 式中 n——割刀曲柄速度 r——割刀曲柄半徑 S——割刀行程 又vp在0.9-1米

40、/秒之間 ，選擇 vp＝1米/秒 代入可得：n=394轉(zhuǎn)/分 割刀進距對切割器性能的影響 割刀走過一個行程〔St〕時，機器前進的距離稱為割刀進距。 即 或 式中 vm——機器前進度 n——割刀曲柄轉(zhuǎn)速 ω——割刀曲柄角速度 割刀進距的大小，直接影響到動刀(刃部)對地面的掃描面積——切割圖，因而對切割器性能影響較大。它也是確定切割器曲柄轉(zhuǎn)速的另一重要參數(shù)。普通Ⅱ型切割器的切割圖〔如圖3-21〕，由圖可見，在定刀片軌跡線內(nèi)的作物被護刃器及定刀片推向兩側(cè)，在相鄰兩定刀片之間的面積為切割區(qū)。在切割區(qū)中有三種面積： 圖4-15 普通Ⅱ型切

41、割器的切割圖 1〕一次切割區(qū)〔Ⅰ〕：在此區(qū)內(nèi)的作物被動刀片推至定刀片刃線上，并在定刀片支持下切割。其中大多數(shù)莖稈沿割刀運動方向傾斜，但傾斜量較小，割茬較低。 2〕重割區(qū)〔Ⅱ〕：割刀的刃線在此區(qū)通過兩次，有可能將割過的殘茬重割一次。因而浪費功率。 3〕空白區(qū)〔Ⅲ〕：割刀刃線沒有在此區(qū)通過。該區(qū)的谷物被割刀推向前方的下一次的一次切割區(qū)內(nèi)，在下一次切割中被切斷。因而莖稈的縱向傾斜量較大，割茬較高，且由于切割較集中，切割阻力較大。假設空白區(qū)太長，莖稈被推倒造成漏割。 由上述分析可知：空白區(qū)和重切區(qū)都對切割性能有不良的影響，因此，應減少該兩區(qū)的面積。而空白區(qū)和重切區(qū)又與影響切割圖圖形的割刀進距有

42、直接關(guān)系。當進距增大時，切割圖圖形變長，空白區(qū)增加，而重切區(qū)減少；反之，那么相反。此外，動刀片的刃部高度h也影響到切割圖的形狀。H增大時，空白區(qū)減小，而重切區(qū)增加；反之，那么相反。 切割器功率計算 切割器功率，包括：切割功率Ng和空轉(zhuǎn)功率Nh兩局部。即 N＝Ng＋Nh 其中 式中 vm——機器前進速度，米／秒； B——機器割幅，米； LO——切割每平方米面積的莖稈所需功率，公斤·米／米2，經(jīng)測定：割水稻LO＝10－20馬力。 Nh大小與切割器的安裝技術(shù)狀態(tài)有關(guān)，一般每米割幅所需空轉(zhuǎn)功率為－馬力。 vm 代入可得：N=1.

43、37馬力。 5 割臺螺旋推運器〔攪龍〕的設計 5.1 攪龍結(jié)構(gòu)設計 割臺螺旋推運器由兩端的螺旋葉片和伸縮撥指兩局部組成。螺旋將割下的谷物沿軸向推向伸縮撥指，撥指將谷物流轉(zhuǎn)過90o縱向送入傾斜輸送器，由輸送齒耙將谷物喂入滾筒，其結(jié)構(gòu)如〔圖5-1〕所示。 圖5-1 螺旋推運器 1、傳動軸 2、傳動盤 3、滾筒 4、葉片 5、固定擋盤 6、深溝球軸承 7、軸套 8、撥指 9、撥指座套 10、偏心銷軸 11、檢視蓋 12、攪龍短軸 13、撥指調(diào)節(jié)板 為了提高喂入均勻性，螺旋4有一小局部伸入到撥指區(qū)域內(nèi)。撥指局部是一個可以拆開的圓筒，撥指軸10剛性地安裝在

44、螺旋推運器軸的懸臂6上；撥指的另一端插入裝在螺旋推運器外殼上的套筒中。工作時，軸12是固定不動的，傳動軸1帶動螺旋推運器旋轉(zhuǎn)時，滾筒帶動撥指8繞軸10旋轉(zhuǎn)，由于軸10配置在螺旋推運器的前下方，所以撥指除了旋轉(zhuǎn)外還沿滾筒外沿滑動；轉(zhuǎn)至前下方時從殼中伸出抓取谷物，而轉(zhuǎn)至后上方時縮回殼中。 為了使谷物輸送工作在螺旋輸送器、伸縮撥指機構(gòu)和輸送槽等三者銜接的地方交接好，螺旋葉片應延伸進槽口約30-50毫米，否那么會出現(xiàn)局部谷物掛在割臺與輸送槽連接的轉(zhuǎn)角處，以致影響谷物連續(xù)輸送。由于輸送槽位置所限，割臺攪龍以伸縮撥指為界，分成左右兩段。左右兩局部螺旋方向相反。因右端局部很短，所以用兩塊導向葉片完成輸送工

45、作。 為了使割臺攪龍順利輸送谷物，攪龍與割臺框架應有合理的配合關(guān)系。假設底隙過大，那么要等到谷物積得夠厚后螺旋葉片才能把它推撥到，過小那么會增加輸送阻力，嚴重時還會堵塞死攪龍，葉片與底板的最小間隙，打、中型機取15-20毫米，小型機取8-10毫米。攪龍葉片與后擋板的間隙過大會造成回草現(xiàn)象，過小也會塞死攪龍，通常后側(cè)間隙，打、中型機取25-30毫米，小型機取15-20毫米。一般說這兩個間隙應根據(jù)割幅大小不同而定，割幅大的，間隙要大，小的可以小些。 收割的時候，情況是在不斷變化的，有時禾層的厚度會變化，禾層會突然增厚，為了適應這一情況，割臺攪龍通常做成浮動式，即靠近輸送槽一端做成浮動式，另一端

46、那么采用圓柱孔調(diào)心球軸承固定。 5.2 割臺螺旋的參數(shù)設計 割臺螺旋的主要參數(shù)有螺旋角、內(nèi)徑、外徑、螺距和轉(zhuǎn)速等。 螺旋角α 在同樣條件下，螺旋角大，生產(chǎn)率高，但工作費力；螺旋角小，那么生產(chǎn)率低，但工作省力。假設螺旋角太大時甚至不能工作，一般取α=20°。 內(nèi)徑d 外徑D 轉(zhuǎn)速n 螺距S 查詢?農(nóng)機手冊?，得到廣東農(nóng)林學院經(jīng)過屢次比照試驗得出的參考數(shù)據(jù)： 內(nèi)徑d = 230mm 外徑D = 340-350mm 轉(zhuǎn)速n = 170-220r/min 螺距s = 240-320m

47、m 又根據(jù)工作要求外徑盡量選大，因此選取外徑D = 350mm；考慮到配套拖拉機輸出軸轉(zhuǎn)速540r/min，為使傳動機構(gòu)簡單設計攪龍轉(zhuǎn)速180r/min；至于螺距的配置，以撥指為界，撥指左端螺距選擇300mm， 右端距離較短，采用起點相隔180度的兩段導向葉片，螺距為320mm。 5.3 伸縮撥指的設計 5.3.1 伸縮撥指機構(gòu)的結(jié)構(gòu)及工作原理 伸縮撥指結(jié)構(gòu)也叫回轉(zhuǎn)導桿機構(gòu)。割臺攪龍上的伸縮撥指機構(gòu)，是由空套在軸上的假設干條撥指和攪龍的圓筒組成。 伸縮撥指安裝在螺旋筒內(nèi)，由撥指并排鉸接在一根固定的曲軸上〔圖5-2〕。曲軸與固定軸固結(jié)在一起。曲軸中心02與螺旋筒中心O1有一偏心距

48、。撥指的外端穿過球鉸連接于螺旋筒上。這樣，當主動輪通過轉(zhuǎn)軸使螺旋筒旋轉(zhuǎn)時，它就帶動撥指一起旋轉(zhuǎn)。但由于兩者不同心，撥指就相對于螺旋筒面作伸縮運動。由圖可見，當螺旋筒上一點B1繞其中心01轉(zhuǎn)動1200到B3時，帶動撥指繞曲柄中心O2轉(zhuǎn)動，撥指向外伸出螺旋筒的長度增大。由B3轉(zhuǎn)到B2再到B1時，撥指的伸出長度減小。工作時，要求扒指轉(zhuǎn)到前下方時，具有較大的伸出長度，以便向后撥送谷物。當撥指轉(zhuǎn)到前方時，應縮回螺旋筒內(nèi)，以免回草，造成損失。 圖5-2 撥指機構(gòu) 1、帶輪 2、傳動軸 3、螺旋 4、偏心軸 5、扒指 6、短軸 7、調(diào)節(jié)板 圖5-3 扒指長度及偏心距 如果使曲軸中心O2繞螺旋筒中

49、心O1相對轉(zhuǎn)動一個角度，那么可改變撥指最大伸出長度所在的位置，同時撥指外端與割臺底板的間隙也隨著改變。撥指外端與割臺底板的間隙應保持在10mm左右。當谷物喂入量加大而需將割臺螺旋向上調(diào)節(jié)時，撥指外端與底板的間隙也隨著增大，此時應轉(zhuǎn)動曲軸的調(diào)節(jié)手柄，使撥指外端與割臺底板的間隙仍保持在10mm左右。在聯(lián)收機的割臺側(cè)壁上裝有調(diào)節(jié)手柄，用以改變曲軸中心O2的位置。 伸縮撥指的主要參數(shù)有撥指長度L和偏心距e，當撥指轉(zhuǎn)到前方或后上方時，應縮回到螺旋筒內(nèi)，但為防止撥指端部磨損掉入筒內(nèi)，撥指在螺旋筒外應留有5～10mm余量。當撥指轉(zhuǎn)到前方或前下方時，應從螺旋筒內(nèi)伸出。為到達一定的抓取能力，撥指應伸出螺旋葉片

50、外40～50mm。 在圖〔5-3〕中，D為螺旋外徑，d為螺旋內(nèi)徑，即螺旋筒直徑，L為撥指長度，e為偏心距。 為了滿足撥指在筒外露出最短，后上方外露量為5-10mm，〔以防撥指掉入筒內(nèi)〕，在伸出最長的位置，撥指應伸出螺旋葉片外40-50mm?！惨詽M足抓取能力的要求〕 由圖5-3幾何關(guān)系即可得出確定L和e的算式： 分別取中間值得e = 65mm、L = 175mm。 6 其它部件 框架圖 分禾器 框架的作用：對各工作部件起支撐作用；輔助輸送谷物；連接附加機構(gòu)；使割臺都裝在框架上，便于拆卸、托運和維修。因此，框架應設計成跟拖拉機單相獨立的一局部，

51、再用連接件跟其他部件連接。 6.2 分禾器 分禾器的作用是把待割谷物和未割谷物分開，使得收獲過程有序、不漏割。 6.3 液壓升降機構(gòu) 收割作物時，要隨時調(diào)節(jié)割茬高度，要經(jīng)常進行運輸狀態(tài)和工作狀態(tài)的相互轉(zhuǎn)換。所以割臺必須能很方便地升降?，F(xiàn)代聯(lián)合收割機都采用液壓升降機構(gòu)，操作靈敏省力，精度高。為防止割臺強制下降造成的損壞和適應地形的需要，割臺升降油缸均采用單作用油缸。割臺是靠自身重量將油液從油缸壓回貯油箱而下降的。所以，當油泵停止工作時，只要把分配閥的回油路接通，割臺就能自動降落。 6.4 割臺各工作部件的相互配置 在割臺上合理配置螺旋輸送器、割刀和撥禾輪的位置十分重要，尤其是螺旋輸送

52、器相對于割刀的距離，對割臺的工作性能影響很大。各部件之間的相對位置如〔圖6-3〕所示。 圖 6-1 割臺各部件的相對位置 L值為螺旋中心到護刃器梁的距離，如果此值較大，比擬適應于長莖稈作物收獲，而收獲短莖稈時容易堆積；反之，假設此值較小，那么適合收獲短莖稈作物，而收獲長莖稈作物時，就容易從割臺上滑下，造成損失。撥禾輪中心相對割刀前伸量n值根據(jù)L值變化，L大，那么n值也大，但不能過大，因此n值比擬小。螺旋葉片與割臺底板之間的間隙L3應為10-20mm，此間隙可以通過上下移動割臺兩側(cè)壁上的調(diào)節(jié)螺栓進行調(diào)整。螺旋葉片與割臺后壁的間隙L2為20-30mm，為了防止回草，在割臺后壁上裝有擋草板，并使螺旋葉片與擋板之間的間隙保持在10mm左右，撥禾輪壓板與螺旋葉片的間隙L1至少應有40-50mm,以防壓板和螺旋葉片或撥指相撞。 參考文獻 ［1］李寶筏 ［3］3收獲機械〔下冊〕.[M].上海人民出版社.1974 ［4］張?zhí)m星 何月娥 谷物收割機械理論與計算 ［5］吳宗澤.機械設計實用手冊.[M].化學工業(yè)出版社. 1993 ［4］成大先 機械設計手冊 第3版 第2卷