收获机割台设计【全套含CAD图纸、SW三维建模】
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购买后包含有CAD图纸和说明书,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 学院目 录1 绪论31.1 设计背景31.2 设计目的31.3国内外研究状况41.3.1 国外收获机械化技术与机具发展趋势41.3.2 国内收获机械化技术与发展趋势52 农作物收割机总体设计62.1 农作物收割机的类型定位62.2 农作物收割机的整机结构及选择62.3 农作物收割机的工作流程73 参数设计与选择83.1 收获机割台设计依据83.2 液压系统的设计83.3 液压系统系统载荷分析83.4 割幅与作业速度113.5 谷物收割机的喂入量124 切割器设计134.1 切割器性能要求134.2 切割器选择134.2.1 往复式切割器134.2.2 圆盘式切割器144.3 往复式切割器的构造和标准化164.3.1 往复式切割器的构造164.3.2 结构标准化184.4 往复式切割器的传动机构设计184.4.1 曲柄连杆机构194.4.2 摆环机构204.5 往复式切割器的工作原理204.6 往复式切割器的切割性能参数分析224.6.1 切割速度分析224.6.2 切割平均速度234.6.3 割刀进距对切割器性能的影响234.6.4 切割器功率计算255 割台螺旋推运器（搅龙）的设计265.1 搅龙结构设计265.2 割台螺旋的参数设计275.3 伸缩拨指的设计286 其它部件306.1框架306.2 分禾器306.3 液压升降机构306.4 割台各工作部件的相互配置30结论32参考文献33致 谢34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； 3Harvester Cutting Table Designxxx Tutor：*Abstract：Our country is a large agricultural country, crop production mechanization for crop vital crops crop harvester is an important tool to achieve crop harvest mechanization. Organization of crop harvester and thresher harvester is intermediate conveying means is connected into one, the use of crops harvested crop harvester, you can complete a one-time harvesting, threshing, cleaning and bagging process, not only greatly improve the harvest efficiency, reduce harvesting costs, and the loss of only 1% to 5%, saving manpower and resources, greatly reducing the burden on farmers, prompting hope we can fully mechanized harvest crops.This paper is to explore, study and design of systems for crop harvester cutting table. This paper first describes the significance of research in this topic, introduces the development status quo crop harvesters, dynamic and future direction of domestic and foreign crop harvesters; the overall layout and design of their programs, and then again on the cutting table institutions scheme demonstration; to be confirmed after the program, its main components and checking design calculations, the final collation, analysis, design proofing parameters to see whether to meet production requirements, and summarizes the characteristics and shortcomings of this subject.Keywords: crop harvester, cutting table system, cutting station;1 绪论1.1 设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hm2，约占世界种植面积的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。1.2 设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%。1.3国内外研究状况1.3.1 国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（Best）设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56kgs发展到1012kgs；所配发动机的功率最大到243kw，正在研发的有276kw；割台最大割幅已超过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CR9090型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 kW，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GPS 接受系统，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。1.3.2 国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。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。2.1 农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2.2 农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。图2-1 农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2-1），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。2.3 农作物收割机的工作流程 农作物收割机的作业流程如图2-2所示，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2-2 农作物收割机作业流程图383 参数设计与选择3.1 收获机割台设计依据 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3-1 收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2539503 500513工作载荷动率0.1922.365.030.53工作载荷力矩47.2141.7495.129.863.2 液压系统的设计 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。 3.3 液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16MPa的液压系统压力，故本机系统压力确定为额定压力 10MPa，最高16MPa，既可以满足要求，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和载荷力矩，拨禾轮齿线速度为： =2R 拨禾齿线速度， 拨禾轮转速， 拨禾轮半径， =1555，=3.14，=0.468，=0.732.69 拨禾轮马达工作载荷力矩和功率为： = =. 拨禾轮马达工作载荷力矩 拨禾轮马达工作载荷功率， 拨禾轮单位长度拨禾阻力， 割台工作幅宽， 取：=2.7，= （一般为25） 则有拨禾轮最大工作载荷力矩 最大载荷功率 2.拨禾轮轴距切割器平面的安装高度=1000mm L-作物高度，L=600mm； h-切割器距离地面高度，h=100mm； D-拨禾轮直径，D=1000mm；3.喂入量割幅=2.7作业速度割下作物总重中谷粒所占作物百分比作物单位面积产量（）6000（每亩400kg）-收割机的作业速度（）- 动刀的平均速度=0.7-1.0取0.8（联合收割机）4.搅龙马达工作载荷功率和载荷力矩：= 搅龙马达工作载荷功率， 生产率， 重力加速度， 阻力系数割台长度， 校正系数，取，（由于搅龙工作时堵塞缠绕时阻力公式会成倍增加，故校正系数取较大值10）则有搅龙最大载荷功率，最大载荷力矩5.切割器工作载荷功率和载荷力矩，包括切割功率与空转功率两部分，-切割器工作载荷功率，-切割器功率，-空转功率，-割幅，-收割机前进速度，-单位收获面积的茎秆切割功，-每米割幅需消耗空转功率，。 收割农作物时100-200，收割牧草时200-300，为空转功率，与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=0.6-1.2,取 ，3.4 割幅与作业速度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1.5m2.0m，其大小受轮距B0影响，关系为： BB0+2式中B割幅m B=27003.5 谷物收割机的喂入量 喂入量由割幅、作业速度等决定，其关系为： 式中 q喂入量 kg/s B割幅2.7m M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，=0.43 C常数 C=10 由上公式算得q=2.264kg/s4 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。4.1 切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4.2 切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。4.2.1 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（610km/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4-1）： 普通型 其尺寸关系为 Stt076.2mm（3in）式中 S割刀行程 t动刀片间距 t0定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 Stt050、60或70mm其特点是：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。 普通型其尺寸关系为 S2t2t0152.4mm（6in）该切割器的动刀片间距t及定刀片间距t0与普通型相同，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。图4-1 a.普通型 b.普通型 c.低割型 低割型其尺寸关系为 St2t076.2、101.6mm(3in、4in)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t0较小。切割时，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。4.2.2 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2550m/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4-2）。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4-3）具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610m/s。刀盘由56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0.5mm的垂直间隙（可调）。图4-2 圆盘式切割器a.单盘式 b.三盘集束式 c.双盘式 d.铰链式刀盘 e.多组圆盘式1.刀盘架 2.刀片 3.送草盘 4.拨草鼓图4-3 有支承圆盘式切割器a. 单盘式 b.双盘式1.回转刀盘 2.支承刀片 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5075m/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。图4-4 甩刀回转式切割器b.牧草切割器 c.刀片4.3 往复式切割器的构造和标准化4.3.1 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4-5）。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4-5 往复式切割器1.护刃器梁 2.摩擦片 3.压刃器 4.刀杆 5.动刀片6.定刀片7.护刃器 动刀片它是主要切割件，为对称六边形（图4-6），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。图4-4 动刀片 定刀片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4-7 定刀片 图4-8 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00.5毫米，后端不大于11.5毫米），在护刃器梁上每隔3050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4-9压刃器 图4-10摩擦片 摩擦片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3050厘米装有一个压刃器。4.3.2 结构标准化普通型切割器（图4-11）：其tt076.2毫米，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。4.4 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4-12 曲柄连杆机构a.线式 b.立式-线式 c.转向式 d.转向式 e.曲柄滑块式图4-114.4.1 曲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4-12）所示的几种传动形式。 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4-12a）。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（4-12b），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4-12c、d），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。曲柄滑块机构它由曲柄、滑块、滑道和导向器等组成（图4-12e）。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。4.4.2 摆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2-17）。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4-11摆环机构1、主轴2、摆轴3、摆叉4、摆环5、摆杆6、导杆4.5 往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4-12b）在割刀运动线上的投影，为一简谐运动。图4-12 行星齿轮式传动机构1.曲柄轴 2.行星齿轮 3.销轴 4.固定齿圈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=-rcost速度方程式加速度方程式为式中 r曲柄半径 曲柄角速度表4-1 割刀位移、速度、加速度与曲柄转角的关系t090180270360X-r0+r0-rvx0+r0-r0ax+r20-r20+r2为了便于分析，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Vx与位移X的关系为一椭圆方程式（图4-13d）。椭圆的长轴半径为r，短轴半径为r。由图可得出任意位移点的割刀速度。割刀加速度x与割刀位移X的关系为ax=r2cost=2(rcost)=2X即加速度与位移为一直线关系（图4-13d）。图4-13 割刀运动分析a.曲柄偏距h=0 b.割刀运动分析 c、X、vX、aX随曲柄转角t的变化曲线 d、vX、aX随位移X的变化曲线4.6 往复式切割器的切割性能参数分析4.6.1 切割速度分析 试验证明：在割刀锋利、割刀间隙正常（动、定刀片间的间隙为00.5mm）的条件下，切割速度在0.60.8m/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I型切割器的切割速度图（如图4-14）图4-14普通I型切割器的切割速度图普通I型切割器的切割速度图的特点是：割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va1vb1及va2vb2。从两个范围的速度看，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。4.6.2 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vp表示。式中 n割刀曲柄速度 r割刀曲柄半径 S割刀行程又vp在0.9-1米/秒之间 ，选择 vp1米/秒代入可得：n=394转/分4.6.3 割刀进距对切割器性能的影响割刀走过一个行程（St）时，机器前进的距离称为割刀进距。即 或式中 vm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)对地面的扫描面积切割图，因而对切割器性能影响较大。它也是确定切割器曲柄转速的另一重要参数。普通型切割器的切割图（如图3-21），由图可见，在定刀片轨迹线内的作物被护刃器及定刀片推向两侧，在相邻两定刀片之间的面积为切割区。在切割区中有三种面积：图4-15 普通型切割器的切割图1）一次切割区（）：在此区内的作物被动刀片推至定刀片刃线上，并在定刀片支持下切割。其中大多数茎秆沿割刀运动方向倾斜，但倾斜量较小，割茬较低。2）重割区（）：割刀的刃线在此区通过两次，有可能将割过的残茬重割一次。因而浪费功率。3）空白区（）：割刀刃线没有在此区通过。该区的谷物被割刀推向前方的下一次的一次切割区内，在下一次切割中被切断。因而茎秆的纵向倾斜量较大，割茬较高，且由于切割较集中，切割阻力较大。若空白区太长，茎秆被推倒造成漏割。由上述分析可知：空白区和重切区都对切割性能有不良的影响，因此，应减少该两区的面积。而空白区和重切区又与影响切割图图形的割刀进距有直接关系。当进距增大时，切割图图形变长，空白区增加，而重切区减少；反之，则相反。此外，动刀片的刃部高度h也影响到切割图的形状。H增大时，空白区减小，而重切区增加；反之，则相反。4.6.4 切割器功率计算切割器功率，包括：切割功率Ng和空转功率Nh两部分。即 NNgNh其中 式中 vm机器前进速度，米秒； B机器割幅，米； LO切割每平方米面积的茎秆所需功率，公斤米米2，经测定：割农作物LO1020马力。Nh大小与切割器的安装技术状态有关，一般每米割幅所需空转功率为0.81.5马力。vm0。56米秒，B=1.5米，L0取15马力，Nh=1.2马力代入可得：N=1.37马力。5 割台螺旋推运器（搅龙）的设计5.1 搅龙结构设计割台螺旋推运器由两端的螺旋叶片和伸缩拨指两部分组成。螺旋将割下的谷物沿轴向推向伸缩拨指，拨指将谷物流转过90纵向送入倾斜输送器，由输送齿耙将谷物喂入滚筒，其结构如（图5-1）所示。图5-1 螺旋推运器 1、传动轴 2、传动盘 3、滚筒 4、叶片 5、固定挡盘 6、深沟球轴承 7、轴套 8、拨指 9、拨指座套 10、偏心销轴 11、检视盖 12、搅龙短轴 13、拨指调节板为了提高喂入均匀性，螺旋4有一小部分伸入到拨指区域内。拨指部分是一个可以拆开的圆筒，拨指轴10刚性地安装在螺旋推运器轴的悬臂6上；拨指的另一端插入装在螺旋推运器外壳上的套筒中。工作时，轴12是固定不动的，传动轴1带动螺旋推运器旋转时，滚筒带动拨指8绕轴10旋转，由于轴10配置在螺旋推运器的前下方，所以拨指除了旋转外还沿滚筒外沿滑动；转至前下方时从壳中伸出抓取谷物，而转至后上方时缩回壳中。为了使谷物输送工作在螺旋输送器、伸缩拨指机构和输送槽等三者衔接的地方交接好，螺旋叶片应延伸进槽口约30-50毫米，否则会出现部分谷物挂在割台与输送槽连接的转角处，以致影响谷物连续输送。由于输送槽位置所限，割台搅龙以伸缩拨指为界，分成左右两段。左右两部分螺旋方向相反。因右端部分很短，所以用两块导向叶片完成输送工作。为了使割台搅龙顺利输送谷物，搅龙与割台框架应有合理的配合关系。若底隙过大，则要等到谷物积得够厚后螺旋叶片才能把它推拨到，过小则会增加输送阻力，严重时还会堵塞死搅龙，叶片与底板的最小间隙，打、中型机取15-20毫米，小型机取8-10毫米。搅龙叶片与后挡板的间隙过大会造成回草现象，过小也会塞死搅龙，通常后侧间隙，打、中型机取25-30毫米，小型机取15-20毫米。一般说这两个间隙应根据割幅大小不同而定，割幅大的，间隙要大，小的可以小些。收割的时候，情况是在不断变化的，有时禾层的厚度会变化，禾层会突然增厚，为了适应这一情况，割台搅龙通常做成浮动式，即靠近输送槽一端做成浮动式，另一端则采用圆柱孔调心球轴承固定。5.2 割台螺旋的参数设计割台螺旋的主要参数有螺旋角、内径、外径、螺距和转速等。5.2.1 螺旋角在同样条件下，螺旋角大，生产率高，但工作费力；螺旋角小，则生产率低，但工作省力。若螺旋角太大时甚至不能工作，一般取=20。5.2.2内径d 外径D 转速n 螺距S查询农机手册，得到广东农林学院经过多次对比试验得出的参考数据： 内径d = 230mm外径D = 340-550mm 转速n = 170-220r/min 螺距s = 240-320mm又根据工作要求外径尽量选大，因此选取外径D = 550mm；考虑到配套拖拉机输出轴转速540r/min，为使传动机构简单设计搅龙转速180r/min；至于螺距的配置，以拨指为界，拨指左端螺距选择300mm， 右端距离较短，采用起点相隔180度的两段导向叶片，螺距为320mm。5.3 伸缩拨指的设计伸缩拨指结构也叫回转导杆机构。割台搅龙上的伸缩拨指机构，是由空套在轴上的若干条拨指和搅龙的圆筒组成。伸缩拨指安装在螺旋筒内，由拨指并排铰接在一根固定的曲轴上（图5-2）。曲轴与固定轴固结在一起。曲轴中心02与螺旋筒中心O1有一偏心距。拨指的外端穿过球铰连接于螺旋筒上。这样，当主动轮通过转轴使螺旋筒旋转时，它就带动拨指一起旋转。但由于两者不同心，拨指就相对于螺旋筒面作伸缩运动。由图可见，当螺旋筒上一点B1绕其中心01转动1200到B3时，带动拨指绕曲柄中心O2转动，拨指向外伸出螺旋筒的长度增大。由B3转到B2再到B1时，拨指的伸出长度减小。工作时，要求扒指转到前下方时，具有较大的伸出长度，以便向后拨送谷物。当拨指转到后方时，应缩回螺旋筒内，以免回草，造成损失。图5-2 拨指机构1、带轮 2、传动轴 3、螺旋 4、偏心轴 5、扒指 6、短轴 7、调节板如果使曲轴中心O2绕螺旋筒中心O1相对转动一个角度，则可改变拨指最大伸出长度所在的位置，同时拨指外端与割台底板的间隙也随着改变。拨指外端与割台底板的间隙应保持在10mm左右。当谷物喂入量加大而需将割台螺旋向上调节时，拨指外端与底板的间隙也随着增大，此时应转动曲轴的调节手柄，使拨指外端与割台底板的间隙仍保持在10mm左右。在联收机的割台侧壁上装有调节手柄，用以改变曲轴中心O2的位置。伸缩拨指的主要参数有拨指长度L和偏心距e，当拨指转到后方或后上方时，应缩回到螺旋筒内，但为防止拨指端部磨损掉入筒内，拨指在螺旋筒外应留有510mm余量。当拨指转到前方或前下方时，应从螺旋筒内伸出。为达到一定的抓取能力，拨指应伸出螺旋叶片外4050mm。在图（5-3）中，D为螺旋外径，d为螺旋内径，即螺旋筒直径，L为拨指长度，e为偏心距。图5-3 扒指长度及偏心距为了满足拨指在筒外露出最短，后上方外露量为5-10mm，（以防拨指掉入筒内），在伸出最长的位置，拨指应伸出螺旋叶片外40-50mm。（以满足抓取能力的要求）由图5-3几何关系即可得出确定L和e的算式：分别取中间值得e = 65mm、L = 175mm。6 其它部件6.1框架 图 6-1 框架图图 6-2 分禾器框架的作用：对各工作部件起支撑作用；辅助输送谷物；连接附加机构；使割台都装在框架上，便于拆卸、托运和维修。因此，框架应设计成跟拖拉机单相独立的一部分，再用连接件跟其他部件连接。6.2 分禾器分禾器的作用是把待割谷物和未割谷物分开，使得收获过程有序、不漏割。6.3 液压升降机构收割作物时，要随时调节割茬高度，要经常进行运输状态和工作状态的相互转换。所以割台必须能很方便地升降。现代农作物收割机都采用液压升降机构，操作灵敏省力，精度高。为避免割台强制下降造成的损坏和适应地形的需要，割台升降油缸均采用单作用油缸。割台是靠自身重量将油液从油缸压回贮油箱而下降的。所以，当油泵停止工作时，只要把分配阀的回油路接通，割台就能自动降落。6.4 割台各工作部件的相互配置在割台上合理配置螺旋输送器、割刀和拨禾轮的位置十分重要，尤其是螺旋输送器相对于割刀的距离，对割台的工作性能影响很大。各部件之间的相对位置如（图6-3）所示。图 6-3 割台各部件的相对位置1.割台螺旋 2.后壁 3.挡草板 4.切割器 5.拨禾轮L值为螺旋中心到护刃器梁的距离，如果此值较大，比较适应于长茎秆作物收获，而收获短茎秆时容易堆积；反之，若此值较小，则适合收获短茎秆作物，而收获长茎秆作物时，就容
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