收获机割台设计【全套含有CAD图纸三维建模】
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外文翻译资料 1 机电一体化技术及其应用研究 1 机电一体化技术发展 机电一体化是机械、微、控制、机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。 字化 微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。 数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。 能化 即要求机电产品有一定的智能 ,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在 控机床上增加人机对话功能，设置智能 I/O 接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。 块化 由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而 有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样，在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。 络化 由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品，现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化 方向发展。 性化 机电一体化产品的最终使用对象是人，如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在外文翻译资料 2 色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种享受，如家用机器人的最高境界就是人机一体化。 型化 微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。微机电系统(称 指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制 电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自 1986 年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针， 1988 年美国加州大学 校研制出第一个微电机以来，国内外在艺、材料以及微观机理方面取得了很大进展，开发出各种 件和系统，如各种微型传感器（压力传感器、微加速度计、微触觉传感器），各种微构件（微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等）。 成化 集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合，又包含在生产过程 中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率，应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次，使系统功能分散，并使各部分协调而又安全地运转，然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来，使其性能最优、功能最强。 源化 是指机电一体化产品自身带有能源，如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能，因而对于运动的机电一体化产品，自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。 色化 技术的发展给人们的生活 带来巨大变化，在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以，人们呼唤保护环境，回归，实现可持续发展，绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求，机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境，产品寿命结束时，产品可分解和再生利用。 2 机电一体化技术在钢铁中应用 在钢铁企业中，机电一体化系统是以微处理机为核心，把微机、工控机、数外文翻译资料 3 据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来，采用组装合并方式，为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件，增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面： 能化控制技术 (由于钢铁具有大型化、高速化和连续化的特点，传统的控制技术遇到了难以克服的困难，因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经等，智能控制技术广泛于钢铁的产品设计、生产、控制、设备与产品质量 诊断等各个方面，如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢 连铸 轧钢综合调度系统、冷连轧等。 布式控制系统 ( 分布式控制系统采用一台中央机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的，分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制，而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能，成为一种测、控、管一体化的综合系统。 有特 点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。 监视集中控制分散，故障面小，而且系统具有连锁保护功能，采用了系统故障人工手动控制操作措施，使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比，其功能更强，具有更高的安全性。是当前大型机电一体化系统的主要潮流。 放式控制系统 (开放控制系统 (计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持，按此标准设计的系统，可以实现不同厂家 产品的兼容和互换，且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联，实现控制与经营、管理、决策的集成，通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联，实现测量与控制一体化。 算机集成制造系统 (钢铁企业的 将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体，用以实现从原料进厂，生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控外文翻译资料 4 制。目前钢铁企业已基本实现了过程自动化，但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理，难以适应钢铁生产的要求。 未来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产，质优价廉，及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存，加速资金周转，实现生产、经营、管理整体优化，关键就是加强管理，获取必须的效益，提高了企业的竞争力。美国、日本等一些大型钢铁企业在 20 世纪 80 年代已广泛实现 。 场总线技术 ( 现场总线技术 ( 连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术 (如 4 20 C 直 流传输 )就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。通过现场总线连接可省去 66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表，如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测仪表、现场总线化 现场就地控制站等的发展。 流传动技术 传动技术在钢铁工业中起作至关重要的作用。随着电力技术和微电子技术的发展，交流调速技术的发展非常迅速。由于 交流传动的优越性，电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动，数字技术的发展，使复杂的矢量控制技术实用化得以实现，交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎，应用不断扩大。 外文资料翻译 1 n is on of of of a of a of of as NC of as of a of it is to in NC / O of as of up a As of of a is a If is to of 文资料翻译 2 as in we As of of is of to AN a to a as of so in be of of be no 1.5 of is to of is in to it so on of or a to as is of 1.6 is a in to to be by is of or 986 1988 at at of as . 外文资料翻译 3 a of of of in at In to of a be to of at be to 1.8 to as As on be to a of of in s in at of of in of is of In of be in of is to of is at of of 2 in of in In of at of as by of a 文资料翻译 4 in in in As a of it is to in as a of a be or to on of be of be as a of be is of is to a of Is of 外文资料翻译 5 is of by a of in be of so to to to is be to of to of of of of of is of of of In to of is to to of of in 980s is in of in to 0 C 外文资料翻译 6 it in in on be 6% or to of CS of as C in a of C C to of in C C of to AC C or be to or AC in of as a to 购买后包含有 咨询 Q 197216396 本科生毕业论文 题 目 收获机割台设计 系 别 班 级 姓 名 学 号 答辩时间 年 月 新疆农业大学 学院 购买后包含有 咨询 Q 197216396 目 录 1 绪论 . 4 计背景 . 4 计目的 . 4 内外研究状况 . 5 外收获机械化技术与机具发展趋势 . 5 内收获机械化技术与发展趋势 . 6 2 农作物收割机总体设计 . 7 作物收割机的类型定位 . 7 作物收割机的整机结构及选择 . 7 作物收割机的工作流程 . 8 3 参数设计与选择 . 10 获机割台设计依据 . 10 压系统的设计 . 10 压系统系统载荷分析 . 10 幅与作业速度 . 13 物收割机的喂入量 . 14 4 切割器设计 . 15 割器性能要求 . 15 割器选择 . 15 往复式切割器 . 15 圆盘式切割器 . 17 往复式切割器的构造和标准化 . 19 往复式切割器的构造 . 19 结构标准化 . 22 往复 式切割器的传动机构设计 . 22 柄连杆机构 . 23 购买后包含有 咨询 Q 197216396 环机构 . 23 复式切割器的工作原理 . 24 复式切割器的切割性能参数分析 . 26 割速度分析 . 26 切割平均速度 . 26 刀进距对切割器性能的影响 . 27 切割器功率计算 . 28 5 割台螺旋推运器（搅龙）的设计 . 29 龙结构设计 . 29 台螺旋的参数设计 . 30 缩拨指的设计 . 31 6 其它部件 . 33 架 . 33 禾器 . 33 压升降机构 . 33 台各工作部件的相互配置 . 33 结论 . 35 参考文献 . 36 致 谢 . 37 购买后包含有 咨询 Q 197216396 1 收获机割台设计 * 指导教师： * 摘要 :我国是农业大国，农作物生产机械化对农作物种植至关重要，农作物农作物收割机是实现农作物收割机械化的重要工具。农作物收割机是将收割机和脱粒机用中间输送装置连接成为一体的机构，使用农作物农作物收割机进行收获，则可以一次性完成收割、脱粒、清选及装袋等过程，不仅大大提高了收获效率，降低了收获成本，而且损失率仅为 1% 5% ， 节省了人力物力，大大减轻了农民的负担 ，这促使 我们希望农作物收获能全面的机械化。 本课题是针对农作物收割机割台系统进行探讨，研究和设计。本论文首先说明了研究此课题的意义，介绍了农作物收割机的发展历程、现状、未来发展方向及国内外农作物收割机的动态；然后对其设计总体布局方案，进而再对割台机构进行方案论证；待确认方案后，就其主要部件进行设计计算与校核，最后整理，分析，校对设计的参数，看看是否满足生产要求，并总结本课题的特点和不足。 关键词： 农作物收割机 ， 割台系统 ， 割台装置； 购买后包含有 咨询 Q 197216396 2 购买后包含有 咨询 Q 197216396 3 * is a is an to of is is of a of % %, on we is to of of in of of on to be to to of 4 1 绪论 计背景 我国是农业大国，粮食种植面积和产量均居世界首位，我国农作物种植面积接近2600 万 占世界种植面积的 21%，产量占世界总产量的 34%，用 10的可耕地养活了全球 22的人口，对世界的粮食安全起着重要作用。 收获适时与否，不仅直接影响作物的产量和质量。还影响 下茬作物的及时栽种，因此收获作业具有季节性强的特点。我们国家的农作物收获方式主要有一下三种方式：分段收获、人工收获和农作物收割机收获。农作物生长发与环境和技术措施复杂，生产环节多，用工量多，劳动强度大，农民种植农作物十分辛苦，所以改变农作物落后的生产方式，一直是广大农民的迫切愿望。收获是作物栽培的最后一个环节，在农田作业项目中需要劳动量最大。在较长的一段时间里，我国的农作物收割主要以人工收获为主。就是由人工完成整个收割过程，这种收获方式效率低、时间长、损失浪费严重、劳动强度大。后来逐步发展到分段收获，就是由 割稻机进行收获，然后由人工进行运输、集捆、清选、脱粒等环节，在收获过程中是用割稻机完成收获过程中几项作业，这种收获方式的机器比较简单，机具价格也便宜，操作维护方便，容易掌握和推广，对使用技术的要求不高，但在整个收获过程中劳动强度高、花费的劳动量大、谷物的总损失量也较大、效率低下。而现在的联合收获法是使用农作物农作物收割机进行收获，它能够一次性完成脱离、切割、清选、分离和装袋过程，整个过程都是由机器来完成，这样不仅提高了收获效率，还减小了劳动强度，降低了总损失，大大节省了劳动力，即能及时收获和清理田地，又能及 时进行下茬作物的耕种，特别有利于抢收、抢种 1。实践表明，农作物收获实现机械化可以减少劳动用工量 76%，大幅度提高工效，机械收获较人工收获节省成本 300 元 公顷。因此农作物收获机械化一直是政府、农民、收获机械专家们和农作物收割机生产企业所关注的焦点。 计目的 随着农村经济的不断发展和城镇化建设的推进，粮食生产向规模化方向、集约化发展，目前市场对谷物农作物收割机提出了更新换代要求。这促使了农作物收割机行业将由低价格、低水平和低质量的生产方式向高质量、高效率和高技术的方向发展，也为新一代高效多功能的 联合收获机械进入市场提供了契机，同时迫切需要对产品进 5 行技术创新和更新换代。同时大力推进农作物收获机械化，是稳定农作物生产，解决农作物生产劳动力短缺问题的最有效的办法，这将提高农作物生产的劳动生产率，实现农作物生产节本增效，增加农民收入的迫切之举 2。 我国农作物主产区在南方，南方多丘陵、梯田，地区的季节性、作业环境差异也大，浙江省位于我国东南沿海长江三角洲南翼，农作物是浙江省的主要粮食作物，其播种面积和产量常年分别约占食粮播种面积和总产量的 70%和 80%，浙江农作物总产量与粮食总产量密切相关，相关系数决定 了粮食的增减。而且农作物也是浙江粮食作物中单产最高的作物，其单产比其他主要粮食作物玉米和农作物分别高近 55%和35%。 内外研究状况 外收获机械化技术与机具发展趋势 18 到 19 世纪，在英、美等国曾有许多人研制和设计农作物收割机，其中有的人还获得了专利或制造出了样机，但基本都不具备实用价值，未能得到推广。 1889 年，美国人贝斯特（ 计制造出第一台由蒸汽机驱动的自走式农作物收割机，一天最多可收割 50 多公顷农田。此后，又相继诞生了由内燃机驱动的自走式农作物收割机。渐渐地， 19 世纪 80 年代后期，农作物收割机在美国日益普及，很快澳大利亚也生产了类似的机器 3。现如今所有的发达国家都已广泛使用农作物收割机。现在国外农作物收割机的发展也不单单只是简单地满足于收割，而是向更成熟更可靠的阶段发展。 （ 1）在保证良好性能的前提下，农作物收割机正在向高效、大型、大功率、大割幅、大喂入量和高速发展。以谷物农作物收割机最具代表，喂入量已由一般的56kg012kgs；所配发动机的功率最大到 243在研发的有 276台最大割幅已超过 9m。 国外的大型农作物收割机大多采用涡轮增 压发动机，最近纽荷兰 农作物收割机创造了一项新的吉尼斯世界记录，发动机功率达 434 10.7 m 的全新割幅， 最高收获效率达到了 78 t/h，是目前世界上最大的农作物收割机 3。 （ 2）向扩大机器的通用性和提高适应性发展。除发展多种专用割台外，同一台机器还可配置不同割幅的割台以适应不同作物和不同单产的需要；改进机体结构，使 6 其更好地适应不同作物和倾斜地面，割台装置配置多种宽度的轮胎、履带、水田高花轮胎或半履带，农作物农作物收割机上采用双泵双马达的转向方式实现原地回转等功能以提高在潮湿地和 水田中工作的适应能力 3。 （ 3）新材料和先进制造技术的广泛应用使产品性能更好，可靠性更高。 （ 4）广泛应用机电一体化和自动化技术，使用安全性、操作方便性、舒适性方向发展。现在还特地改善驾驶室的工作环境，很多设有现代化的密闭驾驶室都有隔噪音、隔热的；有些还配有排草堵塞、转动部件转速、谷物损失量、收割机切割高度、粮箱填充量等的信息显示；安全生产的互锁补偿系统和警报输出有信号报警、故障警报、启动互锁、收获互锁与运输等功能；还有自控装置包括了割茬高度的自动调节、自动対行、自动停车、自动控制车速等 3。 （ 5） 向集全球卫星定位系统，智能化收获机发展，遥感系统和地理信息系统于一身的 “精准农业 ”技术发展，在智能化农作物收割机上的应用时，这些都是当今收获机械化最重要和最新的技术发展。国外有一些先进的农作物收割机上都装有 受系统，他们是用于获取影响作物生长环境因素和农田小区作物产量的信息，并且监测作物的产量和水分，从而来控制农作物收割机的割幅、割茬和前进速度，让农作物收割机处于一个最佳的状态，把农作物收割机的最佳作业量和最高生产工效发挥到极致。还可以通过信息传递对农作物收割机出现进行诊断，指导排除故障；确定农作物收割机所在的地理位置，并且可以指导其行驶路线 3。 内收获机械化技术与发展趋势 国内收割机起步较晚，早期以模仿及从苏联，美国，及加拿大等国家进口为主。很多连接或支承部位没有经过详细的计算，而是根据发达国家已造好的收割机的尺寸设计制造的，使得收割机体积庞大，质量偏大。 稻麦农作物收割机是中国的特色，是我国农村经济条件催生出来的一种较为经济实用的收获机械。这一阶段从与 “小四轮 ”挂接的 “小联合 ”发展到与大中型拖拉机配套的中型背负机。农作物收割机结构简单，价格便宜，又是农民家中拖拉机收益最高的配套机 具， 20 多年来一直畅销不衰，与自走机平分收获机市场 4。 目前我国谷物农作物收割机已走过了低端产品的普及过程，社会保有量在 60 万台以上。随着农业生产向产业化、集约化推进，农作物农作物收割机产品发展趋势将向中高端发展，并逐步进入国际市场。 7 国内收获使用的主要有两种机具 , 一种为自走式， 另一种为配套式，随着经济发展， 自走式将逐步取代配套式机具。从现在种植结构看多为中小田块，所以机型以中型机占主导地位，发展趋势是中、大型机 , 并逐步由现在以机械式为主向电子、液压技术方面发展。收获作业时要求茎秆粉碎还田使 近几年的平均故障间隔时间有了较大的提升 4。 2 农作物收割机总体设计 此设计是根据南方丘陵水田面积小而设计的小型农作物收割机，该农作物收割机可一次性完成收割、脱粒、分离和装袋作业。该机体积小、重量轻，操作灵活，通过性与适应性好，较好地解决了大、中型收割机在丘陵、山区和水田难以收割的难题，在南方双季稻区、泥脚深度不大于 20 厘米的稻田中均能正常收割农作物。 作物收割机的类型定位 整机形式为：悬挂式、全喂入 割台形式为：带搅龙输送器式卧式割 台 脱粒装置形式为：轴流式 作物收割机的整机结构及选择 所设计的农作物收割机为轮式农作物收割机，整机分为割台部分和收割部分两部分。 8 图 2作物收割机整机结构简图 割台部分采用四轮式拖拉机，后轮驱动，前轮转向。收割部分悬挂在拖拉机上（图 2收割台悬挂在车架悬架的正前方，脱粒装置悬挂在拖拉机后方，中间输送槽布置在收割机的左侧 ,前后两端分别连接割台和脱粒装置。为使割台左右平衡，将割台传动装置置于右侧。对于收割机后部，脱粒装置靠左布置，扬谷器布置在脱粒装置右侧，同时粮袋放置于脱粒装置右侧使 农作物收割机后部平衡。整机前进动力由拖拉机提供，收割部分动力由拖拉机后置动力输出轴提供。 作物收割机的工作流程 农作物收割机的作业流程如图 2示，当农作物收割机进行作业时，拨禾轮首先把作物拨向割刀，割刀把作物割倒后，拨禾轮随即把作物推倒到割台上，割台输送搅龙把割倒下来的作物向左侧集送到伸缩拨指机构，拨指机构把搅龙送来的作物以很高的速度向后抛送给输送槽，输送槽把拨指机构送来的作物抓取后从槽底源源不断地输送给脱离机构，作物进入轴流型脱谷机构后，由于它受到滚筒钉齿高速打击以及作物在作螺旋运动的过程 中不断与凹板筛撞击的结果，使谷粒脱了下来，并通过凹板筛孔落到集谷搅龙上。落到集谷搅龙上的谷粒被推运到扬谷器（在另一侧未画出来），再由扬谷器抛送到粮袋，随即包装。另外被脱谷机脱净谷粒的禾杆由于被凹板筛阻留 9 无法通过筛孔，最后从出草口被滚筒钉齿抛送出去，这就完成了联合收获的全过程。图 2作物收割机作业流程图 10 3 参数设计与选择 获机割台设计依据 自走式牧草收获机割台用于控制割台、拨和轮升降。 1）各驱动马达的转速在合理范围内分别单独调节，且互不干涉； 2)收获机适应收割田 间作业时拨禾轮、搅龙及切割器负载的正常范围内波动，并且各执行机构负载变化时驱动马达仍可获得较稳定的转速。 表 3获面割台设计参数 拨禾轮马达 往复式切割马达 螺旋输送马达 倾斜输送马达 转速 25 39 503 500 513 工作载荷动率 作载荷力矩 压系统的设计 采用液压马达为执行元件，选择定量泵和定量马达节流调速系统。 接口驳接相应独立割台，使用液压快速接口连接割台与底盘 之间的油路。装载压力表和压力表开关可方便观察油路压力及其变化；溢流阀起定压溢流作用和系统安全保护作用，能保证液压泵出口压力及流量恒定，同时，当调速阀调整参数不变时，能够保证系统流量恒定不变，调节调速阀参数可别控制拨禾轮、搅龙及切割器驱动马达的转速，驾驶员实时调整调速阀，可以使收割机割台各机构在最佳参数组合下高效率、低损失地完成收获作业。 压系统系统载荷分析 对于液压驱动机械来说，系统的工作压力是设计计算中最重要的参数之一，压力的合理选用与匹配不但能保证液压元件具有期望的寿命与可靠性，以及元件 工作能力被充分利用而又低成本，而且能保证液压系统具有较高的传动效率从而有效的发挥机器动力性和经济性。因此对液压系统工作压力的确定是十分必要和关键的。在负载一定情况下，设计压力过低，必然会加大执行元件的结构的尺寸和重量，同时，系统的效率也会降低；如果压力选得太高，对液压元件的材质、 密封及制造精度也要求很 11 高，成本也会随之增加。综合考虑执行元件及其他液压元件、辅件的尺寸、重量、加工工艺性、成本、货源及系统的可靠性和效率等方面的因素，液压执行元件 设计压力可根据主机类型。目前，国内农业机械上广泛采用 16 液压系统压力，故本机系统压力确定为额定压力 10高 16可以满足要求，又不增加液压件的采购成本。 确定液压系统的各机构工作载荷及液压马达载荷转矩。由于马达和各执行机构是无变速直连接，忽略马达和轴的机械效率损失，即认为各机构工作载荷等于马达载荷转矩。 1、 拨禾轮马达工作载荷功率 1N 和载荷力矩1禾轮齿线速度 1V 为： 1V =2 R601拨禾齿线速度， 1 1n 拨禾轮转速， r 1 1R 拨禾轮半径， m 1n =1555 1r ， =1R =1V =拨禾轮马达工作载荷力矩1N 为： 111 1N = 1110 . 1禾轮马达工作载荷力矩 1N 拨禾轮马达工作载荷功率， 1F 拨禾轮单位长度拨禾阻力， 1B 割台工作幅宽， m 取： B =1F = 140 （一般为 25 140 11 6 则有拨禾轮最大工作载荷力矩 12 2h =1000L=600 h=100 D=1000 q 割幅 B =作业速度 1-m ）（ 0割下作物总重中谷粒所占作物百分比 物单位面积产量（260002亩 400 收割机的作业速度（ 1 0 0 0B M Vq m刀的平均速度 g= 合收割机） p N 和载荷力矩2 2N = 21321 )(10)( g 210 2229550 M 2N 搅龙马达工作载荷功率， U 生产率， 1g 重力加速度， 21 阻力系数 13 L 割台长度， m 2 校正系数， 取 ,12 1 ， ， （由于搅龙工作时堵塞缠绕时阻力公式会成倍增加，故校正系数 2 取较大值 10） 则有搅龙最大载荷功率 ，最大载荷力矩部分， 323g 0M 3空转功率， B m 1 02 每米割幅需消耗空转功率， 收割农作物时 02，收割牧草时 02， 切割器设计制造和割幅有关，一般每米割幅需消耗的空转功率取 ， ， a Ma 幅与作业速度 1 割副 B 割幅是指农作物收割机两分禾器尖端之间的距离。小型农作物收割机的割幅一般为 大小受轮距 响，关系为： B 14 式中 B割幅 m B=2700 物收割机的喂入量 喂入量由割幅、作业速度等决定，其关系为： m /)/11( 式中 q喂入量 kg/s B割幅 作物单位面积产量 M=8107 千克 /公顷 割下作物中谷粒与茎秆的比例，即谷草比， =常数 C=10 由上公式算得 q=s 15 4 切割器设计 收获 机械上采用的切割装置又称为切割器，它的功用是将田间作物全部整齐地割断，它是重要的通用部件之一。 割器性能要求 割茬整齐、不漏割、不堵刀、不推倒谷物、不扯断和撕裂茎秆、切割造成的损失和功率消耗少，在收割农作物、大豆和牧草是，还特别要求能进行低割，以减少损失，增加收获量 割器选择 根据切割器结构及工作原理的不同可分为：往复式、圆盘式和甩刀回转式三种。 往复式切割器 割刀作往复运动，结构较简单，适应性较广。它能适应一般或较高作业速度（ 6 10km/h）的要求，工作质量较好，但 其往复惯性力较大，振动较大。切割时，茎秆有倾斜和晃动，因而对茎秆坚硬、易于落粒的作物易产生落粒损失。对粗茎秆作物，由于切割时间长和茎秆有多次切割现象，则割茬不够整齐。 往复式切割器按结构尺寸与行程关系分有以下几种（图 4 普通 型 其尺寸关系为 S t 3 式中 S割刀行程 t动刀片间距 刀片间距 普通 型切割器的特点是：割刀的切割速度较高，切割性能较强，对粗、细茎秆的适应性能较大 ，但切割时茎秆倾斜度较大、割茬较高。 在农作物收割机上有采用较标准尺寸为小的切割器，其尺寸关系为 S t 50、 60 或 70特点是：动刀片较窄长（切割角较小），护刃器为钢板制成，无护舌，对立式割台的横向输送较为有利。其切割能力较强，割茬较低。 16 普通 型 其尺寸关系为 S 2t 26 该切割器的动刀片间距 t 及定刀片间距 型相同，但其割刀行程为普通 型的 2 倍。其割刀往复运动的 频率较低，因而往复惯性力较小。此点对抗振性较差的小型机器具有特殊意义，适于在小型收割机和联合收获机上采用。 低割型 其尺寸关系为 S t 24图 4-1 17 切割器的割刀行程 S 和动刀片间距 t 均较大，但定刀片的间距 割时，茎秆倾斜量和摇动较小，因而割茬较低，对收割大豆和牧草较为有利，但对粗茎秆作物的适应性较差。 低割型切割器由于切割时割刀速度较低，在茎秆青湿和杂草较多时切割质量较 差，割茬不整齐并有堵刀现象 ,在稻麦收割机上采用较少。 圆盘式切割器 圆盘式切割器的割刀在水平面（或有少许倾斜）内作回转运动，因而运转较平稳，振动较小。该切割器按有无支承部件来分，有无支承切割式和有支承切割式两种。 无支承圆盘式切割器 该切割器的割刀圆周速度较大，为 25 50m/s，其切割能力较强。切割时靠茎秆本身的刚度和惯性支承。在牧草收割机和甘蔗收割机上采用较多，在小型农作物收割机上也采用。 小型农作物收割机上，有采用单盘和多盘集束式回转式切割器者。多盘集束式切割器能将 割后的茎秆成小束地输出，以利于打捆和成束脱粒。它由顺时针回转的三个圆盘刀及挡禾装置组成（图 4圆盘刀除随刀架回转外自身作逆时针回转，在其外侧的刀架上有拦禾装置。圆盘刀（刃部为锯齿状）将禾秆切断后推向拦禾装置。该装置间断地把集成小束的禾秆传递给侧面的输送机构。这种切割器因结构较复杂应用较少。 有支承圆盘式切割器 该切割器（图 4有回转刀盘和支承刀片。收割时该刀片支承茎秆由回转刀进行切割。其回转速度较低，一般为 6 10m/s。刀盘由 5 6 个刀片和刀盘体铆合而成。其刀片刃线较径向线向 后倾斜 角（切割角），该角不大于 300。支承刀多置于圆盘刀的上方，两者保有约 垂直间隙（可调）。 18 图 4盘式切割器 图 4有支承圆盘式切割器 a. 单盘式 19 甩刀回转式切割器 该切割器的刀片铰链在水平横轴的刀盘上，在垂直平面（与前进方向平行）内回转。其圆周速度为 50 75m/s，为无支承切割式，切割能力较强，适于高速作业，割茬也较低。多用于牧草收割机和高秆作物茎秆切碎机上。 结合各切割器的结构和使用性能，在小型全喂入农作物收割机上采用往复式普通 型切割器。 往复式切割器的构造和标准化 往复式切割器的构造 往复式切割器由往复运动的割刀和固定不动的支承部分组成（图 4割刀由刀杆、动刀片和刀杆头等铆合而成。刀杆头与传动机构相连接，用以传递割刀的动力。固定部分包括护刃器梁、护刃器、铆合在护刃器上的定刀片、压刃器和摩擦片等。工作时割刀作往复运动，其护刃器前尖将谷物分成小束并引向割刀，割刀在运动中将禾秆推向定刀片进行剪切。 图 4刀回转式切割器 20 动刀片 它是主要切割件，为对称六边 形（图 4两侧为刀刃。刀刃的形状有光刃和齿纹刃两种。光刃切割较省力，割茬较整齐，但使用寿命较短，工作中需经常磨刀。齿纹刃刀片则不需磨刀，虽切割阻力较大，但使用较方便，在谷物收割机和联合收获机上一般用齿刃。 定刀片 图 4往复式切割器 图 4动刀片 21 定刀片为支承件固定在护刃器上，与动刀片组成一切割副。一般为光刃，定刀片的刀口刃角比动刀片的大得多，常取为 60左右，这是因为定刀片刃口多为光刃，本身易磨钝，固为了使其保持锋利耐用，其刃口角就需大些。 护刃器 护刃器的作用是保持定刀片的正 确位置、保护割刀、对禾秆进行分束和利用护刃器上舌与定刀片构成两点支承的切割条件等。其前端呈流线形并少许向上或向下弯曲，后部有刀杆滑动的导槽。 图 4刀片 图 4护刃器 压刃器 为了防止割刀在运动中向上抬起和保持动刀片与定刀片正确的剪切间隙（前端不超过 0 米，后端不大于 1 米），在护刃器梁上每隔 30 50 厘米装有压刃器。它为一冲压钢板或韧铁件，能弯曲变形以调节它与割刀的间隙图 4刃器 图 4擦片 摩擦片 22 它的功用是以它的前端面与护刃器固定定刀片的凸台后端面之间构成割刀导向槽，以便引导刀杆往复运动，有了摩擦片之后，刀杆运动就不会与护刃器发生摩擦，可以延长护刃器的使用寿命，而摩擦片的工作端面磨损后，可反过来换另一个工作端面。摩擦片数目通常与压刃器数目相同，即每隔 30 50 厘米装有一个压刃器。 结构标准化 普通 型切割器（图 4其 t 米，动刀片为纹齿刃，护刃器为双齿，设有摩擦片，用于谷物收割机和联合收获机。 往复式切割器的传动机构设计 其特点是把回转运动变为往复运动。由于各种机器的总体配置和传动路线不同，因此传动机构的种类较多。按结构原理的不同可分为曲柄连杆机构、摆环机构和行星齿轮机构等三种。 图 4 4曲柄连杆机构 线式 23 柄连杆机构 曲柄连杆（或滑块）机构由曲柄、连杆（或滑块与滑道）及导向器等组成。 为适应不同配置的割台型式和传动路线，该机构又有（如图 4示的几种传动形式。 一线式曲柄连杆 机构 其曲柄、连杆及割刀在一个垂直平面内运动（图 4其机构虽较简单，但横向占据空间较大，只适于侧置式收割机采用。若将该机构旋转 900，使曲柄连杆在水平面内运动（ 4则该机构可用在前置式收割机上。 转向式曲柄连杆机构 在前置式收割机上，常将曲柄连杆机构置于割台的后方，并在侧方增设摆叉（或摇杆）及导杆（图 4d），通过导杆驱动割刀运动。该机构在自走式联合收获机上采用较多。上述各机构的连杆长度均可调节，以便进行割刀 “对中 ”（连杆处于止点时，动刀片与护刃器中心线重合）的 调整。 柄滑块机构 它由曲柄、滑块、滑道和导向器等组成（图 4曲柄回转时，套在曲柄上的滑块带动割刀作往复运动。其机构较简单，占据空间较小。但滑道磨损较快。可用在中小割幅的前置式收割机上。 环机构 它是由斜装在主轴上的摆环并通过摆动轴把回转运动转变为往复运动的一种机构。摆环机构由主轴、摆环、摆叉、摆轴、摆杆和导杆等组成（图 2摆环的销轴与摆叉上的销孔相连接，摆环摆动时通过摆叉、摆轴及摆杆带动导杆并驱动割刀运动。 图 4环机构 1、主轴 2、摆轴 3、摆叉 4、摆环 5、摆杆 6、导杆 24 复式切割器的工作原理 割刀的运动特性对切割器性能有直接影响，曲柄连杆（滑块）机构的割刀运动：为简化分析，设曲柄轴心偏距为零，连杆长度为无穷大，则割刀运动可视为曲柄销 A（图 4割刀运动线上的投影，为一简谐运动。 若以曲柄轴心为座标原点 O，水平向右为 X 轴，向上为 Y 轴，并令曲柄由第二象限的水平位置顺时针转动。则割刀位移方程为 X=度方程式 加速度方程式为 式中 r曲柄半径 曲柄角速度 x s c o 图 4星齿轮式传动机构 25 表 4割刀位移、速度、加速度与曲柄转角的关系 t 0 90 180 270 360 X +r 0 -r + +了便于分析，下面研究割刀速度与位移的关系及加速度与位移的关系 两边平方，简化后得 即： 可见速度 位移 X 的关系为一椭圆方程式（图 4椭圆的长轴半径为轴半径为 r。由图可得出任意位移点的割刀速度。 割刀加速度 的关系为 ax= 2( 2X 即加速度与位移为一直线关系（图 4 2222222t( c t( c t( s 122 222 图 4割刀运动分析 h=0 c、X、 d、 的变化曲线 26 复式切割器的切割性能参数分析 割速度分析 试验证明：在割刀锋利、割刀间隙正常（动、定刀片间的间隙为 0 条件下，切割速度在 s 以上时能顺利地切割茎秆；若低于此限，则割茬不整齐并有堵刀现象。 为了探讨切割器在切割茎秆过程中的速度大小，需绘制切割器的切割速度图，并进行分析，普通 图 4 图 4通 I 型切割器的切割速度图 普通 刀在一个行程中与两个定刀片相遇，因而有两个切割速度范围，分别为 两个范围的速度看，虽没有包括最大割刀速度，但仍属于较高速度区段，因而切割性能较好。因此，安装割刀时，应当使曲柄销处在左右两止点位置时，定刀片和动刀片的中心线重合。 切割平均速度 割刀的速度为一变量，为便于表示割刀速度的大小，常以平均值即割刀平均速度 1530 27 式中 n割刀曲柄速度 r割刀曲柄半径 S割刀行程 又 /秒之间 ，选择 1 米 /秒 代入可得： n=394 转 /分 刀进距对切割器性能的影响 割刀走过一个行程（ ，机器前进的距离称为割刀进距。 即 或 式中 机器前进度 n割刀曲柄转速 割刀曲柄角速度 割刀进距的大小，直接影响到动刀 (刃部 )对地面 本科生毕业论文 题 目 收获机割台设计 系 别 班 级 姓 名 学 号 答辩时间 年 月 新疆农业大学 学院 目 录 1 绪论 . 3 计背景 . 3 计目的 . 3 内外研究状况 . 4 外收获机械化技术与机具发展趋势 . 4 内收获机械化技术与发展趋势 . 5 2 农作物收割机总体设计 . 6 作物收割机的类型定位 . 6 作物收割机的整机结构及选择 . 6 作物收割机的工作流程 . 7 3 参数设计与选择 . 9 获机割台设计依据 . 9 压系统的设计 . 9 压系统系统载荷分析 . 9 幅与作业速度 . 12 物收割机的喂入量 . 13 4 切割器设计 . 14 割器性能要求 . 14 割器选择 . 14 往复式切割器 . 14 圆盘式切割器 . 16 往复式切割器的构造和标准化 . 18 往复式切割器的构造 . 18 结构标准化 . 21 往复式切割器的传动机构设计 . 21 柄连杆机构 . 22 环机构 . 22 复式切割器的工作原理 . 23 复式切割器的切割性能参数分析 . 25 割速度分析 . 25 切割平均速度 . 25 刀进距对切割器性能的影响 . 26 切割器功率计算 . 27 5 割台螺旋推运器（搅龙）的设计 . 28 龙结构设计 . 28 台螺旋的参数设计 . 29 缩拨指的设计 . 30 6 其它部件 . 32 架 . 32 禾器 . 32 压升降机构 . 32 台各工作部件的相互配置 . 32 结论 . 34 参考文献 . 35 致 谢 . 36 1 收获机割台设计 * 指导教师： * 摘要 :我国是农业大国，农作物生产机械化对农作物种植至关重要，农作物农作物收割机是实现农作物收割机械化的重要工具。农作物收割机是将收割机和脱粒机用中间输送装置连接成为一体的机构，使用农作物 农作物收割机进行收获，则可以一次性完成收割、脱粒、清选及装袋等过程，不仅大大提高了收获效率，降低了收获成本，而且损失率仅为 1% 5% ， 节省了人力物力，大大减轻了农民的负担 ，这促使我们希望农作物收获能全面的机械化。 本课题是针对农作物收割机割台系统进行探讨，研究和设计。本论文首先说明了研究此课题的意义，介绍了农作物收割机的发展历程、现状、未来发展方向及国内外农作物收割机的动态；然后对其设计总体布局方案，进而再对割台机构进行方案论证；待确认方案后，就其主要部件进行设计计算与校核，最后整理，分析，校对设计的 参数，看看是否满足生产要求，并总结本课题的特点和不足。 关键词： 农作物收割机 ， 割台系统 ， 割台装置； 2 * is a is an to of is is of a of % %, on we is to of of in of of on to be to to of 3 1 绪论 计背景 我国是农业大国，粮食种植面积和产量均居世界首位，我国农作物种植面积接近2600 万 占世界种植面积的 21%，产量占世界总产量的 34%，用 10的可耕地养活了全球 22的人口，对世界的粮食安全起着重要作用。 收获适时与否，不仅直接影响作物的产量和质量。还影响下茬作物的及时栽种，因此收获作业具有季节性强的特点。我们国家的农作物收获方式主要有一下三种方式：分段收获、人工收获和农作物收割机收获。农作物生长发与环境和技术措施复杂，生产环节多，用工量多，劳动强度大，农民种植农作物十分辛苦，所以改变农作物落后的生产方式，一直是广大农民的迫切愿望。收获是作物栽培的最后一个环节，在农田作业项目中需要劳 动量最大。在较长的一段时间里，我国的农作物收割主要以人工收获为主。就是由人工完成整个收割过程，这种收获方式效率低、时间长、损失浪费严重、劳动强度大。后来逐步发展到分段收获，就是由割稻机进行收获，然后由人工进行运输、集捆、清选、脱粒等环节，在收获过程中是用割稻机完成收获过程中几项作业，这种收获方式的机器比较简单，机具价格也便宜，操作维护方便，容易掌握和推广，对使用技术的要求不高，但在整个收获过程中劳动强度高、花费的劳动量大、谷物的总损失量也较大、效率低下。而现在的联合收获法是使用农作物农作物收割机进行收获，它 能够一次性完成脱离、切割、清选、分离和装袋过程，整个过程都是由机器来完成，这样不仅提高了收获效率，还减小了劳动强度，降低了总损失，大大节省了劳动力，即能及时收获和清理田地，又能及时进行下茬作物的耕种，特别有利于抢收、抢种 1。实践表明，农作物收获实现机械化可以减少劳动用工量 76%，大幅度提高工效，机械收获较人工收获节省成本 300 元 公顷。因此农作物收获机械化一直是政府、农民、收获机械专家们和农作物收割机生产企业所关注的焦点。 计目的 随着农村经济的不断发展和城镇化建设的推进，粮食生产向规模化方向 、集约化发展，目前市场对谷物农作物收割机提出了更新换代要求。这促使了农作物收割机行业将由低价格、低水平和低质量的生产方式向高质量、高效率和高技术的方向发展，也为新一代高效多功能的联合收获机械进入市场提供了契机，同时迫切需要对产品进 4 行技术创新和更新换代。同时大力推进农作物收获机械化，是稳定农作物生产，解决农作物生产劳动力短缺问题的最有效的办法，这将提高农作物生产的劳动生产率，实现农作物生产节本增效，增加农民收入的迫切之举 2。 我国农作物主产区在南方，南方多丘陵、梯田，地区的季节性、作业环境差异也大，浙江省 位于我国东南沿海长江三角洲南翼，农作物是浙江省的主要粮食作物，其播种面积和产量常年分别约占食粮播种面积和总产量的 70%和 80%，浙江农作物总产量与粮食总产量密切相关，相关系数决定了粮食的增减。而且农作物也是浙江粮食作物中单产最高的作物，其单产比其他主要粮食作物玉米和农作物分别高近 55%和35%。 内外研究状况 外收获机械化技术与机具发展趋势 18 到 19 世纪，在英、美等国曾有许多人研制和设计农作物收割机，其中有的人还获得了专利或制造出了样机，但基本都不具备实用价值，未能得到推广。 1889 年，美国人贝斯特（ 计制造出第一台由蒸汽机驱动的自走式农作物收割机，一天最多可收割 50 多公顷农田。此后，又相继诞生了由内燃机驱动的自走式农作物收割机。渐渐地， 19 世纪 80 年代后期，农作物收割机在美国日益普及，很快澳大利亚也生产了类似的机器 3。现如今所有的发达国家都已广泛使用农作物收割机。现在国外农作物收割机的发展也不单单只是简单地满足于收割，而是向更成熟更可靠的阶段发展。 （ 1）在保证良好性能的前提下，农作物收割机正在向高效、大型、大功率、大割幅、大喂入量和高速发展。以谷物农作物收割机最具代表 ，喂入量已由一般的56kg012kgs；所配发动机的功率最大到 243在研发的有 276台最大割幅已超过 9m。 国外的大型农作物收割机大多采用涡轮增压发动机，最近纽荷兰 农作物收割机创造了一项新的吉尼斯世界记录，发动机功率达 434 10.7 m 的全新割幅， 最高收获效率达到了 78 t/h，是目前世界上最大的农作物收割机 3。 （ 2）向扩大机器的通用性和提高适应性发展。除发展多种专用割台外，同一台机器还可配置不同割幅的割台以适应不同作物和不同单产的需要；改进 机体结构，使 5 其更好地适应不同作物和倾斜地面，割台装置配置多种宽度的轮胎、履带、水田高花轮胎或半履带，农作物农作物收割机上采用双泵双马达的转向方式实现原地回转等功能以提高在潮湿地和水田中工作的适应能力 3。 （ 3）新材料和先进制造技术的广泛应用使产品性能更好，可靠性更高。 （ 4）广泛应用机电一体化和自动化技术，使用安全性、操作方便性、舒适性方向发展。现在还特地改善驾驶室的工作环境，很多设有现代化的密闭驾驶室都有隔噪音、隔热的；有些还配有排草堵塞、转动部件转速、谷物损失量、收割机切割高度、粮箱填充量等的信息显 示；安全生产的互锁补偿系统和警报输出有信号报警、故障警报、启动互锁、收获互锁与运输等功能；还有自控装置包括了割茬高度的自动调节、自动対行、自动停车、自动控制车速等 3。 （ 5）向集全球卫星定位系统，智能化收获机发展，遥感系统和地理信息系统于一身的 “精准农业 ”技术发展，在智能化农作物收割机上的应用时，这些都是当今收获机械化最重要和最新的技术发展。国外有一些先进的农作物收割机上都装有 受系统，他们是用于获取影响作物生长环境因素和农田小区作物产量的信息，并且监测作物的产量和水分，从而来控制农作物收割机的 割幅、割茬和前进速度，让农作物收割机处于一个最佳的状态，把农作物收割机的最佳作业量和最高生产工效发挥到极致。还可以通过信息传递对农作物收割机出现进行诊断，指导排除故障；确定农作物收割机所在的地理位置，并且可以指导其行驶路线 3。 内收获机械化技术与发展趋势 国内收割机起步较晚，早期以模仿及从苏联，美国，及加拿大等国家进口为主。很多连接或支承部位没有经过详细的计算，而是根据发达国家已造好的收割机的尺寸设计制造的，使得收割机体积庞大，质量偏大。 稻麦农作物收割机是中国的特色，是我国农村经济条件催 生出来的一种较为经济实用的收获机械。这一阶段从与 “小四轮 ”挂接的 “小联合 ”发展到与大中型拖拉机配套的中型背负机。农作物收割机结构简单，价格便宜，又是农民家中拖拉机收益最高的配套机具， 20 多年来一直畅销不衰，与自走机平分收获机市场 4。 目前我国谷物农作物收割机已走过了低端产品的普及过程，社会保有量在 60 万台以上。随着农业生产向产业化、集约化推进，农作物农作物收割机产品发展趋势将向中高端发展，并逐步进入国际市场。 6 国内收获使用的主要有两种机具 , 一种为自走式， 另一种为配套式，随着经济发展， 自走式将逐 步取代配套式机具。从现在种植结构看多为中小田块，所以机型以中型机占主导地位，发展趋势是中、大型机 , 并逐步由现在以机械式为主向电子、液压技术方面发展。收获作业时要求茎秆粉碎还田使近几年的平均故障间隔时间有了较大的提升 4。 2 农作物收割机总体设计 此设计是根据南方丘陵水田面积小而设计的小型农作物收割机，该农作物收割机可一次性完成收割、脱粒、分离和装袋作业。该机体积小、重量轻，操作灵活，通过性与适应性好，较好地解决了大、中型收割机在丘陵、山区和水 田难以收割的难题，在南方双季稻区、泥脚深度不大于 20 厘米的稻田中均能正常收割农作物。 作物收割机的类型定位 整机形式为：悬挂式、全喂入 割台形式为：带搅龙输送器式卧式割台 脱粒装置形式为：轴流式 作物收割机的整机结构及选择 所设计的农作物收割机为轮式农作物收割机，整机分为割台部分和收割部分两部分。 7 图 2作物收割机整机结构简图 割台部分采用四轮式拖拉机，后轮驱动，前轮转向。收割部分悬挂在拖拉机上（图 2收割台悬挂在车架悬架的正前方，脱粒装置悬挂在拖拉机后方，中间输送槽布置 在收割机的左侧 ,前后两端分别连接割台和脱粒装置。为使割台左右平衡，将割台传动装置置于右侧。对于收割机后部，脱粒装置靠左布置，扬谷器布置在脱粒装置右侧，同时粮袋放置于脱粒装置右侧使农作物收割机后部平衡。整机前进动力由拖拉机提供，收割部分动力由拖拉机后置动力输出轴提供。 作物收割机的工作流程 农作物收割机的作业流程如图 2示，当农作物收割机进行作业时，拨禾轮首先把作物拨向割刀，割刀把作物割倒后，拨禾轮随即把作物推倒到割台上，割台输送搅龙把割倒下来的作物向左侧集送到伸缩拨指机构，拨指机构把搅龙送来 的作物以很高的速度向后抛送给输送槽，输送槽把拨指机构送来的作物抓取后从槽底源源不断地输送给脱离机构，作物进入轴流型脱谷机构后，由于它受到滚筒钉齿高速打击以及作物在作螺旋运动的过程中不断与凹板筛撞击的结果，使谷粒脱了下来，并通过凹板筛孔落到集谷搅龙上。落到集谷搅龙上的谷粒被推运到扬谷器（在另一侧未画出来），再由扬谷器抛送到粮袋，随即包装。另外被脱谷机脱净谷粒的禾杆由于被凹板筛阻留 8 无法通过筛孔，最后从出草口被滚筒钉齿抛送出去，这就完成了联合收获的全过程。图 2作物收割机 作业流程 图 9 3 参数设计与选择 获机割台设计依据 自走式牧草收获机割台用于控制割台、拨和轮升降。 1）各驱动马达的转速在合理范围内分别单独调节，且互不干涉； 2)收获机适应收割田间作业时拨禾轮、搅龙及切割器负载的正常范围内波动，并且各执行机构负载变化时驱动马达仍可获得较稳定的转速。 表 3获面割台设计参数 拨禾轮马达 往复式切割马达 螺旋输送马达 倾斜输送马达 转速 25 39 503 500 513 工作载荷动率 作载荷力矩 压系统的设计 采用液压马达为执行元件，选择定量泵和定量马达节流调速系统。 接口驳接相应独立割台，使用液压快速接口连接割台与底盘之间的油路。装载压力表和压力表开关可方便观察油路压力及其变化；溢流阀起定压溢流作用和系统安全保护作用，能保证液压泵出口压力及流量恒定，同时，当调速阀调整参数不变时，能够保证系统流量恒定不变，调节调速阀参数可别控制拨禾轮、搅龙及切割器驱动马达的转速，驾驶员实时调整调速阀，可以使收割机割台各机构在最佳参数组合下高效率、低损失地完成收获作 业。 压系统系统载荷分析 对于液压驱动机械来说，系统的工作压力是设计计算中最重要的参数之一，压力的合理选用与匹配不但能保证液压元件具有期望的寿命与可靠性，以及元件工作能力被充分利用而又低成本，而且能保证液压系统具有较高的传动效率从而有效的发挥机器动力性和经济性。因此对液压系统工作压力的确定是十分必要和关键的。在负载一定情况下，设计压力过低，必然会加大执行元件的结构的尺寸和重量，同时，系统的效率也会降低；如果压力选得太高，对液压元件的材质、 密封及制造精度也要求很 10 高，成本也会随之增加。综合考虑 执行元件及其他液压元件、辅件的尺寸、重量、加工工艺性、成本、货源及系统的可靠性和效率等方面的因素，液压执行元件 设计压力可根据主机类型。目前，国内农业机械上广泛采用 16液压系统压力，故本机系统压力确定为额定压力 10高 16可以满足要求，又不增加液压件的采购成本。 确定液压系统的各机构工作载荷及液压马达载荷转矩。由于马达和各执行机构是无变速直连接，忽略马达和轴的机械效率损失，即认为各机构工作载荷等于马达载荷转矩。 1、 拨禾轮马达工作载荷功率 1N 和载荷力矩1禾轮齿线速度 1V 为： 1V =2 R601拨禾齿线速度， 1 1n 拨禾轮转速， r 1 1R 拨禾轮半径， m 1n =1555 1r ， =1R =1V =拨禾轮马达工作载荷力矩1N 为： 111 1N = 1110 . 1禾轮马达工作载荷力矩 1N 拨禾轮马达工作载荷功率， 1F 拨禾轮单位长度拨禾阻力， 1B 割台工作幅宽 ， m 取： B =1F = 140 （一般为 25 140 11 6 则有拨禾轮最大工作载荷力矩 11 2h =1000L=600 h=100 D=1000 q 割幅 B =作业速度 1-m ）（ 0割下作物总重中谷粒所占作物百分比 物单位面积产量（260002亩 400 收割机的作业速度（ 1 0 0 0B M Vq m刀的平均速度 g= 合收割机） p N 和载荷力矩2 2N = 21321 )(10)( g 210 2229550 M 2N 搅龙马达工作载荷功率， U 生产率， 1g 重力加速度， 21 阻力系数 12 L 割台长度， m 2 校正系数， 取 ,12 1 ， ， （由 于搅龙工作时堵塞缠绕时阻力公式会成倍增加，故校正系数 2 取较大值 10） 则有搅龙最大载荷功率 ，最大载荷力矩部分， 323g 0M 3空转功率， B m 1 02 每米割幅需消耗空转功率， 收割农作物时 02，收割牧草时 02， 切割器设计制造和割幅有关，一般每米割幅需消耗的空转功率取 ， ， a M a 幅与作业速度 1 割副 B 割幅是指农作物收割机两分禾器尖端之间的距离。小型农作物收割机的割幅一般为 大小受轮距 响，关系为： B 13 式中 B割幅 m B=2700 物收割机的喂入量 喂入量由割 幅、作业速度等决定，其关系为： m /)/11( 式中 q喂入量 kg/s B割幅 作物单位面积产量 M=8107 千克 /公顷 割下作物中谷粒与茎秆的比例，即谷草比， =常数 C=10 由上公式算得 q=s 14 4 切割器设计 收获机械上采用的切割装置又称为切割器，它的功用是将田间作物全部整齐地割断，它是重要的通用部件之一。 割器性能要求 割茬整齐、不漏割、不堵刀、不推倒谷物、不扯断和撕裂茎秆、切割造成的损失和功率消耗少，在收割农作 物、大豆和牧草是，还特别要求能进行低割，以减少损失，增加收获量 割器选择 根据切割器结构及工作原理的不同可分为：往复式、圆盘式和甩刀回转式三种。 往复式切割器 割刀作往复运动，结构较简单，适应性较广。它能适应一般或较高作业速度（ 6 10km/h）的要求，工作质量较好，但其往复惯性力较大，振动较大。切割时，茎秆有倾斜和晃动，因而对茎秆坚硬、易于落粒的作物易产生落粒损失。对粗茎秆作物，由于切割时间长和茎秆有多次切割现象，则割茬不够整齐。 往复式切割器按结构尺寸与行程关系分有以下几种（ 图 4 普通 型 其尺寸关系为 S t 3 式中 S割刀行程 t动刀片间距 刀片间距 普通 型切割器的特点是：割刀的切割速度较高，切割性能较强，对粗、细茎秆的适应性能较大，但切割时茎秆倾斜度较大、割茬较高。 在农作物收割机上有采用较标准尺寸为小的切割器，其尺寸关系为 S t 50、 60 或 70特点是：动刀片较窄长（切割角较小），护刃器为 钢板制成，无护舌，对立式割台的横向输送较为有利。其切割能力较强，割茬较低。 15 普通 型 其尺寸关系为 S 2t 26 该切割器的动刀片间距 t 及定刀片间距 型相同，但其割刀行程为普通 型的 2 倍。其割刀往复运动的频率较低，因而往复惯性力较小。此点对抗振性较差的小型机器具有特殊意义，适于在小型收割机和联合收获机上采用。 低割型 其尺寸关系为 S t 24图 4-1 16 切割器的割刀行程 S 和动刀片间距 t 均较大，但定刀片的间距 割时，茎秆倾斜量和摇动较小，因而割茬较低，对收割大豆和牧草较为有利，但对粗茎秆作物的适应性较差。 低割型切割器由于切割时割刀速度较低，在茎秆青湿和杂草较多时切割质量较差，割茬不整齐并有堵刀现象 ,在稻麦收割机上采用较少。 圆盘式切割器 圆盘式切割器的割刀在水平面（或有少许倾斜）内作回转运动，因而运转较平稳，振动较小。该切割器按有无支承部件来分，有无支承切割式和有支承 切割式两种。 无支承圆盘式切割器 该切割器的割刀圆周速度较大，为 25 50m/s，其切割能力较强。切割时靠茎秆本身的刚度和惯性支承。在牧草收割机和甘蔗收割机上采用较多，在小型农作物收割机上也采用。 小型农作物收割机上，有采用单盘和多盘集束式回转式切割器者。多盘集束式切割器能将割后的茎秆成小束地输出，以利于打捆和成束脱粒。它由顺时针回转的三个圆盘刀及挡禾装置组成（图 4圆盘刀除随刀架回转外自身作逆时针回转，在其外侧的刀架上有拦禾装置。圆盘刀（刃部为锯齿状）将禾秆切断后推向拦禾装置。 该装置间断地把集成小束的禾秆传递给侧面的输送机构。这种切割器因结构较复杂应用较少。 有支承圆盘式切割器 该切割器（图 4有回转刀盘和支承刀片。收割时该刀片支承茎秆由回转刀进行切割。其回转速度较低，一般为 6 10m/s。刀盘由 5 6 个刀片和刀盘体铆合而成。其刀片刃线较径向线向后倾斜 角（切割角），该角不大于 300。支承刀多置于圆盘刀的上方，两者保有约 垂直间隙（可调）。 17 图 4盘式切割器 图 4有支承圆盘式切割器 a. 单盘式 18 甩刀回转式 切割器 该切割器的刀片铰链在水平横轴的刀盘上，在垂直平面（与前进方向平行）内回转。其圆周速度为 50 75m/s，为无支承切割式，切割能力较强，适于高速作业，割茬也较低。多用于牧草收割机和高秆作物茎秆切碎机上。 结合各切割器的结构和使用性能，在小型全喂入农作物收割机上采用往复式普通 型切割器。 往复式切割器的构造和标准化 往复式切割器的构造 往复式切割器由往复运动的割刀和固定不动的支承部分组成（图 4割刀由刀杆、动刀片和刀杆头等
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