【NJ088】4LB-1.3联合收割机总体与设计【含CAD图和论文】【农业机械类毕业设计论文】
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- 内容简介:
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4喂入 联合收割机总体设计 摘要 本文查阅了大量谷物联合收割机相关资料,对谷物联合收割机的发展历程、现状和趋势做了论述。经过分析对比,对 合收割机 进行了总体设计, 包括整体结构设计 、 割台 和拨 禾装置 及 输送 行走装置和 脱粒装置 的选型、 传动 方式、主要 性能参数和结构参数计算 、 传动机构 分析和计算。 对偏心 拨禾轮进行了具体设计和计算 。该 机 采用自走, 可一次性完成收割、脱粒、分离作业。 本 机 器 通过 能力 与适应 能力均良 好 ,能够在 泥 水 深度不大于 25稻田中 完成的 正常 收割任务 。脱粒 装置为半喂入 轴 流式, 脱净 率高 、破碎率低,分离性能好 。 整 机结构简单 、制造成本低、可稻麦两用。 关键词 :自走式; 联合收割机; 总体设计;传动装置 4喂入联合收割机总体设计 a of of a a of in is 5 cm in of 喂入联合收割机总体设计 1 目录 摘要 . 1 1 绪论 . 2 2 水稻联合收割机总体设计及工作原理 . 5 谷物收获机械应满足的技术要求 . 5 联合收割机的设计类型 . 5 联合收割机结构配置及悬挂 . 5 水稻联合收割机的工作流程 . 6 割台部分 . 7 切割机构 . 7 拨禾轮 . 8 式输送带 . 9 拨禾轮、割台、 输送装置 的相互布置 . 10 夹持链 输送 装置 . 10 脱粒装置 . 11 分离集谷 输送 装置 . 12 带行走装置 . 12 架的选择 . 13 机器 总体配置 . 13 3 参数设计与选择 . 14 发动机 的选择 . 14 收割机 的参数设计 . 15 功率计算 . 17 4 传动机构分析及计算 . 19 各部分传动 . 20 收割各部分机构转速计算 . 21 部分带轮的选择 . 23 第一级输出带轮设计 . 23 部 链传动 . 26 第一级链轮设计 . 26 传入夹持链动力链的设计 . 27 致谢 . 30 4喂入联合收割机总体设计 2 1 绪论 水稻是 中 国主要粮食作物之一,种植面积近 3000万 公顷 ,约占世界水稻种植面积的五分之一 ,产量占世界稻 谷 总产量的 三分之一 1统计 。我国水稻主产区 主要 在南方 ,我国 南方 15省、 市 、县把推广 水稻种植、收获机械化 当 作确保食 品 安全、 促进 劳动力 向城市 转移、增加 农村人口 收入、改善 农业 生产 工作 条件、建设 和谐 社会的重要工作, 这也 为水稻 收获 机械化发展创造了 很 好的 条件呢 。 南方 水田 多 位于 丘陵、梯田 等地方 ,地区季节性、 收获 环境 相差较 大,这对水稻 收获 机 械化 的适应 能力 和可靠 程度 提出了更高的要求。 水稻联合收获机械一般使用全喂入和半喂入两种收获方式并举,来适应不同省市经济社会发展情况和自然条件的要求 。 ( 1) 曲折的探索 历程 在 18 世纪出现的马拉圆盘割刀到增加拨禾装置再到多匹马牵动传动机构从而形成往复式切割器,后来由于拖拉机的使用取代了畜力,有了质的飞跃。我国从 上世纪 50年代末到 60 年代中期 开始推广畜力摇臂收割机和其他种类畜力收割机, 70 年代初期 才开始生产机动收获机械。在 “农业的根本出路在于机械化”口号提出 后 ,国家着手在各地建立新式农具推广站,大力推广收割机,其中联合收 获 机 械生产 了近 万 台 (这些 主要在国营大型农场 中 使用 ),机型 多是 仿制外 国 的联合收 获 机 械 。 2 这期间曾 有 过一场科学 研 究的 热潮, 研发出了各种卧式割台的收割机和立式 割台收割机,而后由于 文化大革命 的冲击迫 使许多科研 单位 解散,科研 工作者经过 艰苦努力所取得的科研成果付之东流。 当然 在 这段时期 , 也研发过 一些机型, 但 大多没有 成为 最终产品 应用于生产中 。 1 70 年代 中 期 我国开始 逐渐恢复科研工作 。 70 年代末 期 到 80 年代中期,联合收割机在我国正式进入 应用 的 阶段。这时候的机 器类型 基本上是 以背负式 全喂 入的 联合收割机为主 , 如四平 农机厂生 产的 “ 东风 4 型 ” 和桂林 收割机厂 产的 “ 桂林 2 型 ” ,以及在东北大型国营农场 进口 使用外 国的 大型全喂入自走式 收割机 “ 等,大 部分用 来 收割小麦,只能 比较 勉强兼收水稻。 3 到了 80 年代末、 90 年代初,国内逐渐开始 生产 了一批新的机型,如 江西泰和农机厂生产的“赣乐 ”江苏 镇江生产的 “ 江南 ” 自走式 联合收割机 、无锡产“ 太湖 ” 自走式 联合收割机 、福建产 “ 农友 ” 配套式等半喂人联合收割机;以及广东 珠江 产 “ 珠江 2 型 ” 自走式、 河南 开封 拖拉机厂 产 “ 金马 ” 自走 式 收割机 、 东北 佳木斯产 “ 1075 型 ” 自走式、四平产 “ 自走式、陕4喂入联合收割机总体设计 3 西产 “ 45 型 ” 配套 自走 式、上海产 “ 上海 B 型 ” 配套式、 江苏 南通产 “ 上海 型 ” 配套式、临海产 “ 海马 配套式等全喂人联合收割机。 2 ( 2) 快速发展阶段 从 九十年代初期 开始,在 经过 两年多的 低迷 之后,包括联合收割机在内的整个农机市场开始 慢慢 复苏, 行业 垄断 开始逐渐 被打破。由于水稻收 割 机械是技术含量最高的农业 机 械 , 是 水稻机械 化 生 产的难点 重点 , 同时 也是 全国 各地农机发展的切人点,加上水稻联合收割机跨区 生产 作业 所获得 的 良好 效益和影响,水稻联合收割机热一直在持续。农机 行业的一些 企业、一些非农 行业的 大企业和集团以及 私 营企业受利好政策的 驱使 也加 入到 水稻联合收割机生产 维护 行列 中 ,如常柴、 洛阳 一拖、北汽福田公司、长江集团、金浪公司、柳林、三联、星光等 先后 加入到 水稻联合收割机的 研制 和 生产 过程 中 。这些 大企业和 大 集团凭借 自身所具有的 资金 和 技术 方面的 优势很快 取得了 市场,并且大大 的 提 升 了产品 的 性能、质量和技术 方面的 含量,使产品 得到了 的升级、更新换代的能力 明 显加 强 了 , 促进 我国水稻收获机械化的发展,据统计我国水稻联合收割机生产厂 商将 近 三百 多家。 3 到 了 96 年 更是 形成 了多元化局面 ,垄断 已经 被彻底打破, 收割机 市场 的 竞争 越来越 激烈。在这一 时期 ,出现了 一大批 具有竞争力的机 器 ,如, “ 新疆 2 型 ” 、 “ 4 160” 、 “ 海马 型 ” 、 “ 上海 B 型 ” 、 “ 常柴 ” 、 “ 珠江 ” 、“ 湖州 ” 、 “ 台州 150 型 ” 、 “ 太湖 ” 、 “ 4等等 。其 中以 履带自走式 的 机型发展 最快, 联合收割机 人均拥有量也在迅速增加 。近 年来 更是出现 了 联合收割机 一片繁荣 的 景象 ,这一方面 表明 了 农机 市场的无序,另一方面也 表明了 多极化的趋势。 3 ( 3)技术提高阶段 半喂 入水稻 联合收割机适应 能力很 强, 是 日本、韩国 普遍使用的 机型,但 其 结构 比较 复杂,进口 价格也普遍 偏高。外国一些 农机企业洞察 到我国联合收割机市场正 日 益 趋于 成熟,近 些 年纷纷来华投资 办 厂,如日本“久保田”、“洋马”、东洋收割机 (江苏 )有限公 司等公司,其优 点 在于技术 含量高 、资 本 雄厚,产品制造精良、 可靠性高 。到上世纪 后期 ,我国南方地区 开始 出现了一股 研究 半喂入 水稻联合 联合收割机 的 热 潮 。主要表现在一些现代企业 利用先进设计制造技术 进行研究和开发。半喂入式 收割机 代表机型4喂入联合收割机总体设计 4 主要有洋马系列、久保田系列、 “ 福田谷神 、 列、 “ 中农机 503” 、 “ 星光 、 “ 太湖 、 “ 东方红 、 “ 东杭 、 “ 碧浪 150” 、 “ 贫乐 等。 1 ( 4) 发展趋势 目 前 收割机 主流机型的发展是在保证 作业 性能良好的 情况 下, 以 高效 率 、大功率、大喂 入 量 的趋势 发展,以 达到提高 生产率 。同时要求 收获损失率低、 谷粒 高清洁度 因此以这个方向为 主要工作部件的研究更为深入,研制 出了 单滚筒或双滚筒纵置的轴流式脱粒分离 装置。 3 目前,世界上生产的轴流收割机主要配置型式有美国的凯公司生产的单轴流滚筒式,如 列;纽荷兰公司生产的双轴流滚筒式,如“ “ 23;我国的“约翰 迪尔 佳 3518用切流脱粒滚筒 +纵轴双流分离滚筒配置 。 新材料和先进制造技术 被 广泛应用 在收割机生产中, 使产品性能更 加优良 、 稳定性更高 。人机工程学 、 机电一体化和自动化技术 被 广泛应用 到农机研发制造中 , 因此收割机也在向 舒适性 好 、使用安全性 高 、操作方便性 等 方向发展 , 向智能化收获发展,使操纵、调节更加灵活、快捷、方便。 目前由约翰迪尔佳生产的一系列联合 收割机技术有很大改进,更新了传统的的 2收割机 。如它的割台高度自动调节控制、喂入量与损失量的自 动检测、作业速度自动控制、分离系统参数监测的自动控制、产量及含水率和作业面积计量自动化、自动导航等。 我国 农田所处 地形复杂,水稻种植的 方法 、作物品种、土壤情况、水文条件相差 也很 大,单一 种类 的水稻收获机械不可能 应用于 所有的水稻收获,加上 各地区 自然条件和经济因素 不同 的影响,多品种、多机型将成为 未来一段时期内 水稻收获机械的发展 方向 。 目前 水稻收获机械已经有了 较好 的发展,除了传统的 一些 功能外,自动化控制秸秆堆放处理、自动打包等 新 技术在水稻联合收割机上得到了 较广泛 应用 。另外,农机生产企业在研发过程中更加注重高科 技,在农业生产智能化上下功夫,如 通过 人机工程学设计 驾驶座、驾驶室、 安装 空调装置 、 方向动力控制、按钮操作等 措施以 减轻机手的劳动强度,加大 机手 操作的舒适性 。 同时, 监控 系统 更为科学直观 ,机手 可以 通过 观察 仪表就 能 随时了解机 器 的生产、安全等 方面的 技术指标和使用状态,从而使农机产品发挥出最大效能。综合应用 当前最先进 信息技术、加工工艺 、 卫星定位 技术和 地理信息系统(卫星遥感系统 ( 高精度的机、电、液 (气 )一体化 技术武装农业机器 3 , 这也4喂入联合收割机总体设计 5 必将成为我国水稻联合收割机发展的主要方向。 3 我国 当前 重点发展 的机型为 全喂入式轴流分离滚筒 加 切流脱粒滚筒 的收割机 ,小型机 脱粒装置多为 横置、大型机 多为 纵置,目前 这些机器已得到 广大农村 和 农场用户认可。半喂入式 收割机 宜积极发展 出 国产 经典 机型,不 应 盲目追求现代化, 而是 要 尽可能简化 机器 以 达到 降低成本 的目的 。割前摘脱式水稻联合收割机的诞生,必将在将来的市场竞争中占有一席之地。我国水稻收获机械的发展任重道远。 2 水稻联合收 割机总体设计及工作原理 谷物收获机械应满足的技术要求 ( 1) 收割作业干净,掉穗落粒损失小。 ( 2) 割 后留 茬 尽量 低,便于提高后续的耕作质量。 ( 3) 铺放 要 整齐,以便于 后续的 人工打捆或机械捡拾,且不 会妨碍 机器的下一趟作业。 ( 4) 适应性 能良好 ,即对不同地区,不同田块,不同作物的收割有一定的适应性。 6 联合收割机的设计类型 设计机型: 走 式联合收割机 。 整机形式为: 自走式 、 半 喂入 、 割 辐 割台形式为:带输送器式卧式割台及偏心拨禾轮 。 脱粒装置形式为:轴流式 。 联合收割机结构配置及悬挂 所设计的 自走 式水稻联合收割机,行走部分采用 金属履带行走装置 , 后轮为 驱动轮 , 转向离合器通断控制收割机 转向。 拨禾轮采用偏心拨禾轮形式,利用有分动箱传来的动力驱动割台动力,并利用万向节传动运输稻杆,其发动机位于后方,割台位于前方,脱粒装置与行走装置位于正中,充分保证了其重心的合理性。确保了其行驶性能和转弯性能。 4喂入联合收割机总体设计 6 水稻联合收割 机的工作流程 水稻联合收割机的 示意图 如图,当联合收割机进行作业时, 发动机经带轮传动一部分到传动箱再到变速箱传递给行走装置和分动箱再由万向节传递给割台部分,另一部分传递给脱粒装置和输送装置。 收割机上的拨禾轮首先把作物拨向割刀,拨禾轮也支持切割,而后割刀把作物割倒后,拨禾轮随即把作物推倒到割台上,割台上的输送 带 把割倒下来的作物向左输送 夹持链 , 而后夹持链源源不断地将稻杆经过输送到脱粒装置 ,作物进入轴流式脱谷机构后,滚筒钉齿高速打击作物并且作物在作螺旋运动的过程中不断与凹板筛撞击 搓擦 ,使谷粒脱了下来,并通过凹板筛 孔落到集谷搅龙上。 6 集谷搅龙上的谷粒被推运到扬谷器,再由扬谷器抛送装到粮袋,随即包装。另外被脱谷机脱净谷粒的稻杆由于被凹板筛阻留无法通过筛孔,最后从出草口被滚筒钉齿抛送出去,这就完成联合收获的全过程。 图 2合收割机示意图 4喂入联合收割机总体设计 7 割台部分 割台 (如图 2主要结构形式有立式、卧式两种。设计选用卧式割台。 卧式割台由拨禾轮、输送器、分禾器、切割器和传动机构组成。它的割台基本上水平,略向前倾斜。卧式割台对倒伏和稀,密作物的适应性较好,割幅较宽,但纵向尺寸较大,机组的机动灵活性较立式割台差 。 切割机构 收割机的切割机构由切割器和割刀传动装置组成。 收获机械的切割器 主要 有往复式,圆盘式两种。稻麦收获机械多采用往复式。往复式切割器由动刀片和定刀片组成,动刀片多数刀刃面上刻有齿纹,防止禾滑出,并有自磨刃作用。在机器前进的同时,动刀片与定刀片组成切割幅。定刀片与护刃器成为切割时的两个固定支承点,动刀片以一定的速度在两个支承点之间做往复切割。对切割器要求有切割整齐,无漏割,功率消耗小,震动小,结构简单等。 割刀传动装置将动力传给割 刀,同时将圆周运动改变成往复式直线运动,实现切割过程。为了使切割刀做往复运动,根据选择采用 曲柄摇杆 的机构, 当发动机将动力传动给曲柄,通过曲柄的转动带动摇杆的摇动,再由摇杆的摇动带动连杆上的滑块, 驱动动刀片 运动,实现切割运动 。 2示意图 4喂入联合收割机总体设计 8 拨禾轮 拨禾轮是卧式割台的主要装置,功用是把待割的作物拨向切割器;将倒伏的待割作物扶直,在切割时扶持茎杆,把割断的作物拨向割台,避免作物堆积在割刀上。对拨禾轮要求工作可靠、结构简单、击落穗粒少、 扶到性能好 。 拨禾轮有压板式和偏心式, 普通压板式只适用于收直立或轻度倒伏(倒伏角不超过30 )的作物,而偏心式拨禾轮不但能收直立作物,也能收伏倒 伏角 较大(伏倒角 60以内)的作物, 为了让它 适用性 更 广 ,所以可以设计成可调节装置,通过调节装置的调节可 以使压板向向前倾后倾,以适应不同倒伏情况的稻杆,并且其拨禾轮可以向前调节向后调节上下调节以适应不同高度的稻杆 ,因此设计选用偏心式拨禾轮。 偏心拨禾轮的工作原理是动力通过传动到拨禾轮的轴上使拨禾轮转动从而带动偏心拨禾轮转动,而偏心拨禾轮连接压板,形成一个四杆机构,根据其运动轨迹使压板始终垂直向下,尽量减少对穗头的打击。 图 2禾轮偏心机构示意图 4喂入联合收割机总体设计 9 式输送带 这种割台与搅龙输送装置不太一样,这种割台输送装置输送装置用帆布带输送或带拨指链条来输送。这种割台的最大好处是能使割下的 稻杆整齐排列在割台之上。这种割台可用于牵引式的收割机之上,亦可用以半喂入收割机中,无论速度快慢割台长短都可以应用这种割台。但由于这种割台重量大纵向尺寸大,不利于转弯,影响机组灵活性。4 图 2向输送装置示意图 图 2禾轮的运动轨迹 4喂入联合收割机总体设计 10 拨禾轮、割台、 输送装置 的相互布置 拨禾轮和割刀的位置需要根据具体情况(作物的倒伏、高度、湿度等)考虑,一般情况下,拨禾 轮 布置在割刀的正上方,其距离割刀高度为 694900是在作物倒伏的情况下允许其调节置于割刀前或割刀后 。 由于这个不具有搅龙机构故对其相互之间尺寸并无十分严格要求。只要求当夹持装置夹到禾杆的下半部分,因此夹持链中心位于横向输送链前端后 而保证了脱粒时能良好的配合保证 脱粒后秸秆的完整性。 夹持链 输送 装置 输送装置包含两种输送部分,其中一种为夹持输送链,其 功用是连接割台和脱粒装置,将割台上的作 物 均匀、连续地输送到脱粒机中。 其工作过程是通过夹持链与张紧装置的压力将稻杆固定在链条上从而使稻杆源源不断输送到脱粒装置中,其工作稳定能使稻杆整齐倒置喂入脱粒装置中,使得农民在收获粮食的同时能获得秸秆。其张紧装置主要为经过热处理的钢条,具有弹性还有经过热处理的钢筋,具有弹性能将稻杆紧紧压在链片上,从而确保了稻杆整齐均匀地喂入到脱粒装置中。保证了稻杆的完整性。另一方面 当稻杆传递脱粒装置中要换压紧装置,因为此时要进行脱粒,脱粒滚筒对稻杆有梳刷的作用,因此所需张紧力更大。因此设计过程中应该根据具体是情况分别设计出他们的张紧力的大小。并要根据稻杆的特性来设计链片的形状从而使其能夹紧稻杆。 图 2持链片的示意图 4喂入联合收割机总体设计 11 图 2向输送装置示意图 脱粒装置 脱 粒 原理 脱粒装置工作过程比较复杂有靠冲击、揉搓、 梳 刷 等原理 脱粒 方式 。 脱 粒 装置类型 有全喂入式 和半喂入式;按滚筒形式分:有开式和闭式、单滚筒和双滚筒、直流式和轴流式;按脱粒齿形分:有纹杆式、钉齿式、弓齿式。根据合理性选全喂入 开 式轴流式。轴流式滚筒的直径是一个很重要的参数它决定了整个脱粒的直径和高度,直径过大时,机器外形大,重量大;直径过小时,又易引起缠草和 堵 塞死滚筒,而且 喂入量 也小,不能适应高产的要求;通常,为了避免缠草,其最小齿根圆直径应保证齿根圆的周长大于该地区割下最高杆的杆长。 目前齿根圆直径:小型机取 0D =400450 毫米、中型机取 0D =570 600 毫米、大型机取 0D =600 650 毫米 ,本机为中小型机因此取 0D =540 毫米 。 而长度也是一个很重要的设计参数,长度大说明脱粒流程长,作物在脱粒室内停留的时间长,这对脱净有好处,对于全喂入式的脱粒机构来说,大致有这样一种规律,中型机的滚筒长度通常只有 1000 1100 毫米长即可,小型机的滚筒长度有 500 700 毫米 ,长度本机取 720 毫米 。 6 由于本机为小型水稻联合收割机,没有逐4喂入联合收割机总体设计 12 稿器等分离机构。因此本机的脱离机构选择轴流式脱粒滚筒,其在脱粒过程中,盖板上由于螺旋导向板具有辅助分离的作用,所以能在尽量减少整机重量的情况下,得到足够清洁的稻谷。 10 图 2旋输送器示意图 分离集谷 输送 装置 主要有集谷搅龙螺旋输送器、栅格式凹板 筛 等主要 部件组成,夹持链将带有谷粒的稻杆输送到脱粒滚筒处,而后脱离滚筒将将谷粒 与 禾 杆 分离 ,经过分离后的谷粒经过水平安装的螺旋输送器将谷粒输送到一端,而后位于一端的谷粒再经由那一端倾斜安的螺旋输送器输送到指定位置,从而完成装袋工作装。 带行走装置 水稻联合收割机行走装置 主要有 履带式行走装置和轮式行走装置两种。但由于收割机需要在水田里行走,压力不宜过大。所以常用履带式行走装置,能有效增大接地面积,从而减小接地压力,保证了其通过性能。履带式行走装置又分为金属履带和橡胶履带两种形式。此处采用金属履带。像此类行走装置一般由履带,驱动轮,承重轮,张紧轮构成。在中小型机具上常使 用轻型组合式履带,它由导轨和履带板构成,这种履带板履刺比较大,形成一字型或人字形花纹,其断面一般为梯形;履刺较高,一般在 30支承面上,金属履带板之间一般有间隙(约 5以利于脱泥和减轻重量。因而适于在水田里行走。 6 4喂入联合收割机总体设计 13 图 2带行走装置 架的选择 拖拉机机架是用来安装和固定拖拉机上的机构和部件的。故拖拉机对机架的要求为:拆卸方便,刚度要高,重量要轻。综合上述条件因此本机架采用刚性焊接式机架。 机器 总体配置 在配置各工作部件的同时,需要 重点 考虑机器的重心位置 ,因为重心的选择合适对水田通过性能有很大的影响,轮式行走机构如此,履带行走机构更是如此。如果选择不当行走机构在横向或纵向产生偏重, 将导致行走性能的恶化,如左右偏重,轻则左右机组相互倾斜,影响割茬不一致,对半喂入收割极为不利,严重时不能保证机组直线行走并操纵困难。一般而言,左右侧行走机构支重轮偏差不宜大于 5(指正常工作状态即包含机组人员在内),小割幅收割机其偏重应小于 8 大割幅偏重应小于 5 此重心横向应力争设计在纵向对称线附近, e 应尽量减小。重心纵向应尽量设计偏后一点位置,即 y 2l 这样机车行驶 起来比较轻快转弯容易阻力小,但 y 的值与 2l 也不能相差太大,或者会挠头或割茬不稳定。 10 根据有关设计可得机器重 1400轴 763轴 637履带741履带 639向 e 为 246 4喂入联合收割机总体设计 14 图 2心的配置 3 参数设计与选择 发动机 的选择 在选择拖拉机的型号时要考虑到机体小巧、结构紧凑、装置完善、动力性能良好、重量轻、耗油省等优点。并且适合我国广大农村,特别是南方地区。同时最重要的是 发动机 为整个联合收割机提供动力,所以, 发动机 的选择对整个设计而言至关重要。 首先根据其割幅和生产率粗略估计其所需功率为 17马力左右。 因此 根据初步估算,选择 375水冷式柴油机 其外形如图 ( 3所示作为联合收割机的配套 动力源 。 4喂入联合收割机总体设计 15 图 3江淮 参数项 参数值 型号 375水冷式发动机 功率( 速 (r/3000 燃油消耗 (g/279 机油消耗 (g/量 (160 排量( L) 均有效压力( 559 行程 (85 收割机 的参数设计 ( 1)割幅 B 割幅是指联合收割机两分禾器尖端之间的距离。小型联合收割机的割幅一般为 其大小受轮距 响,关系为: B ( 3 式中 B 割幅 m 轮距,取 履带轮距 1100为作业时轮距 即 喂入联合收割机总体设计 16 防止轮胎压倒作物的保护宽度 100200 =入数值 B = 取 B= 2)生产率 产率是指单位时间联合收割机所收割水稻的面积。 生产率由割幅、作业速度等决定,公式为: 亩 /时) ( 3 式中 生产率 单位换算系数 作业时间利用系数 = 割幅 m 作业速度 s 因为一般小型水稻联合收割机生产率一般为为 /时 代入数值算得: m 即 h (3( 2)作业速度 业速度是指联合收割机作 业时的前进速度。小型 半喂入 喂入 自走式 联合收割机作业速度一般为 4km/h,根 据生产率确定 作业速度。 即作业速度为: 取 s(h) ( 3)谷物收割机的喂入量 q(kg/s): 喂入量由割幅、作业速度等决定,其关系为 : )1( +=( 3 式中 q 喂入量 kg/s B 割幅 作物单位面积产量 M=6750 千克 /公顷 割下作物中谷粒与茎秆的比例,即 草谷比 比 , =喂入联合收割机总体设计 17 C 常数 C=10 由上公式算得: /1( =+=功率计算 ( 1) 行走部分功率 式行走装置需用功率由以下经验公式算得: ( 3 式中 f 驱动轮的滚动阻力系数,在湿地上 f=右 G 联合收割机的重量 估算为 1400m 联合收割机的作业速度 s 行走装置的传动效率系数, = =入数值算得: 000 4000*=( 2) 收割部分功率 割器需用功率: 切割 器功率包括切割功率 空转率 空转功率包括两部分摩擦消耗功率 惯性消耗功率 即: =( 3 )(102/ ( 3 m/s) m) 割小麦: 割牧草 : 一般每米割幅需要空转功率为 瓦。 4喂入联合收割机总体设计 18 +=+=( 3) 拨禾轮需用功率 (75 K=( 3 P 般 P=4kg/m; B 在割小麦时 于 3 米 /秒 在割水稻时 于 /秒 K 07733.475 =( 4) 集谷 搅龙需用功率 谷 搅龙需用功率由以下经验公式计算: ( ) ( 3 式中 Q 为螺旋 输送 器生产率,割台螺旋推运 器的生产率和喂入量是相等的,即Q=s 螺旋 输送器 的长度 为 一个长度为 螺旋 输送 器的升运垂直高度,本设计中采用的螺旋推运器 有 水平安装 也有倾斜安装的 , 其中一个为 0 螺旋推运器的倾斜安装修正系数,倾斜角为 0, =1,另一个倾斜角度为 32 度=数据代入公式得,割台螺旋推运器的功率 ) 1= ( 5) 立式割台横向输送装置 的需用功率 横向输送装置 需用功率为 持链输送装置需用功率 取夹持链输送装置需用功率为 6) 脱粒装置的需用功率 喂入联合收割机总体设计 19 脱粒装置的需用功率根据以往经验大概范围为 虑到本设计为偏小型联合收割机,因此计算时取 以上所计算的各部分需用功率均为各部分所需的平均功率且不包括中间传动的需用功率。由于田间土壤、地形的变化,行走速度的差异、作物生长情况和湿度的变化以及杂草等因素的影响,使联合收割机的工作负荷是不稳定的,所需的功率经常在 变化。为此,选择发动机的时候,不仅要根据功率的平均值,还要考虑到负荷最严重时所需要功率的最大值,让发动机有足够的储备功率,以保证联合收割机在各种条件下都能正常工作。储备功率约为平均功率的 1/3,同时考虑到中间传动机构需用功率,总功率应再乘以系数。 因此 b+z+j+1+( 1/3) + ( 3 综合以上,代入数值算联合收割机总功率为: N= 通过计算可知所选 发动机 机功率满足联合收割机所需功率。 7 4 传动机构分析及计算 在考虑联合收割机的传动路线设计的时候,我们必需注意到联合收割机的 以 下几个特点:一是它的工作季节性非常强 每个季节头尾只有 15时间非常紧,因此收割机的辅助系统 传动系统必需工作可靠,尽量少出现故障,以免耽误了宝贵的工作时间。二是与其他机械相比,它是移动式作业机械,因此传动系统重量应该尽量轻。三是与其他农机具相比它的传动部件特别多,所 以考虑到以上几点,它的传动路线设计应考虑如下原则: ( 1) 整个传动路线尽量简单,有条理,全机传动分两条路线:一条是割台传动路线,一条是脱粒清粮传动路线,两条路线互不相干。 ( 2) 割台传动和脱粒机的传动都设有中间传动轴,保证传动可靠,故障少,传动系统拆装、保养方便。 ( 3) 各传动部分不存在互相交叉或重叠的情况。 4喂入联合收割机总体设计 20 ( 4) 尽量采用三角皮带传动,少采用链传动,只有在距离太小不适合三角皮带传动或太大时,才采用链传动。因皮带传动重量轻、价格便宜、传动效率高、使用保养方便、噪音少,且超载时能自动打滑,起安全离合作用。 ( 5) 收割机上所有皮带传动都应有 张紧轮装置,因皮带易于拉长。 ( 6) 因收割机上需要带动的工作部件特别多,所以应尽可能设置一中间传动轴,以便分别带动其他机构运动。 6 各部分传动 在变速箱中有两条动力传输路线,一条是传到 收割机 后桥驱动 收割机 前进,即为联合收割机行走部分提供动力;另一条是 传动至分动器再由分动器 传至收割部分 和液压提升装置 ,为收割部分各机构 和液压提升装置 提供动力。 整个收割部分有六个运动部件,分别为割刀、拨禾轮、 横向输送装置 、 夹持输送链 、 脱粒装置、 螺旋输送器 。其中拨禾轮、割台搅龙、输送槽、脱粒装置、 螺旋输送器的运动形式为旋转运动,根据联合收割机传动路线设计原则,本设计把拨禾轮、割台搅龙、输送槽、脱粒装置、
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