第二章-切割装置(切割器).ppt

第一节茎秆切割的基本条件第二节切割器的类型与特点第三节标准型往复切割器 第二章切割装置 切割器 第一节茎秆切割的基本条件1 形成必要的支承 要求切割速度较快或茎秆刚度较大 V 6 10m s 允许切割速度较稍低 但对刀片间隙要求较高 V 1 2m s 对刀片间隙的要求可适当放宽 V 1 2m s 2 产生滑切 刀刃的运动方向与刀刃的法线成一偏角 3 较小的刃厚和刃角有利于减小切割阻力 4 较高的切割速度有利于减小切割阻力 第二节切割器的类型与特点 切割器主要有往复式切割器 回转式切割器两种 一 往复式切割器 依靠刀片的往复运动实现切割 属于有支承切割 1 主要特点 结构简单 工作可靠 适应性强 是收获机械中应用最广泛的切割器 其主要缺点是工作时惯性力不易平衡 2 种类 按照割刀行程S 动刀片间距t和定刀片间距to三者的不同组合关系 分成以下几种 a 标准型 s t to 应用最广 b 双刀距行程型 s 2t 2to 不常用 c 低割型 s t 2to 不常用 二 圆盘式切割器 割刀在水平面内回转 运转平稳 但集禾机构较复杂 在联合收割机上应用较少 圆盘式切割器分为无支承式和有支承式两种 3 甩刀回转式切割器 利用刀片的倾角及刀片的高速旋转 v 40 50m s 将秸秆切碎 刀片逆滚动方向旋转 第三节标准型往复切割器 一 往复式切割器的构造1 往复运动部分 刀杆 动刀片 刀杆头2 固定支承部分 护刃器梁 护刃器 定刀片 压刃器 摩擦片等 动刀片 几种标准切割器的比较 标 型切割器 动刀为光刃 适用于割草机 不常用 标 型切割器 动刀为齿刃 有摩擦片 常用 标 型切割器 动刀为齿刃 无摩擦片 不常用 二 往复式切割器传动机构 1 曲柄连杆机构 1 平面型曲柄连杆机构 2 空间型曲柄连杆机构 3 曲柄滑槽机构2 摆环机构3 行星齿轮机构 摆环机构示意图 行星齿轮机构示意图 2 割刀运动分析 1 求解运动速度及加速度a 建立座标系 b 求任一时刻D点座标值X AO DO L r Lcos rcos t L 1 cos r 1 cos t 当 r时 X r 1 cos t VX dx dt r sin taX dVX dt r 2cos tV平 4rn n单位为r s rn 15 sn 30 n单位为rpm 2 求割刀位移与速度之间的关系将VX r sin t及X r 1 cos t 中的 t消去 得 VX2 r 2 X r 2 r2 1 3 切割速度分析绘出动刀片在左止点的位置ab绘出定刀片图形 以动刀片行程一半为中心 以曲柄半径r为半径作半圆 a1点对应的Va a2点对应的Vb即为切割开始及切割终了时的速度 结论 标准切割器切割速度较高 4 割刀进距对切割性能的影响定义 割刀在完成一次行程的时间内机器前进的距离称为割刀进距 H Vm 60 2n 30Vm n作切割图 沿圆弧8等分 沿前进方向8等分 连接它们的交点得A点绝对运动轨迹 运动轨迹形成三个切割区 区 一次切割区 区 重割区 空白区H增大 空白区增大 重割区减小 5 切割器的功率 N Ng NkNg 切割茎杆的功率Ng VmBLO 1000 kW Lo 切割每平方米面积的作物所需功率 NK 空转功率 一般每米空转功率为0 6 1 1kW 6 切割器惯性力的平衡曲柄离心惯性力 Mcr 2割刀往复惯性力 Mdr 2cos 连杆惯性力 Me 3 r 2 2Me 3 r 2cos 整个机构离心惯性力 Pq Mc Me 3 r 2整个机构往复惯性力 Pd Md 2Me 3 r 2cos 离心惯性力的平衡 在曲柄销对面加一质量为Mb的平衡配重 使其产生的惯性力与Pq平衡 即 Mbrp 2 Mc Me 3 r 2 得 Mb r rp Mc Me 3 式中rp为配重质心到曲柄转动中心的距离 往复惯性力的平衡 仍在曲柄销对面加配重 设所加配重为Mp 使其产生的离心惯性力的水平分力正好Pd平衡 即 Mprp 2cos Md 2Me 3 r 2cos 但加配重后平衡了往复惯性力 却增加了垂直惯性力 Mprp 2sin 因此常采用部分平衡往复惯性力的方法 平衡Pd的一半 即 Mprp 2cos 1 2 Md 2Me 3 r 2cos 得 Mp r Md 2Me 3 2rp 总配重M Mb Mp r Mc Me 3 Md 2 rp 割刀全平衡机构 三 往复式切割器的工作原理与参数分析1 切割角 刃线与前进方向的倾角 1 切割角对滑切的影响切割角增大 滑切速度增大 切割阻力减小 但切割角过大 可能导致刀片钳不住茎秆 2 刀片钳住茎秆的条件 茎秆受力 N1 F1 N2 F2 茎秆被钳住而保持平衡时 P1 P2 1 2 180 AOB 1 2而 1 1 2 2 1 2 1 2 第二章切割装置思考题 1 分析影响切割性能的主要因素 2 简述标准型切割器的主要特点 3 分析刀片切割角对切割性能的影响 4 用解析法求解割刀任一时刻的运动速度 加速度