821 檸條聯(lián)合收割機(jī)切割及撥禾裝置的設(shè)計(jì),聯(lián)合收割機(jī),切割,裝置,設(shè)計(jì) 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書- 1 -檸條聯(lián)合收割機(jī)切割及撥禾裝置的設(shè)計(jì)1 引言1.1 課題的提出和意義檸條是豆科錦雞兒屬的一個(gè)種,多年生長灌木植物，檸條抗旱、抗寒、耐瘠薄、耐風(fēng)沙、具有極強(qiáng)的生命力和抗逆性。由于對(duì)沙地干旱自然環(huán)境條件的適應(yīng)結(jié)果，葉退化為刺。株高 1～3m，冠幅 1m以上。軸根系，根長 4～5m。自然生長狀態(tài)下，壽命 10年左右，如果平茬，壽命 20年以上。檸條莖稈灰白色，直徑多 10～20mm，木質(zhì)堅(jiān)硬緊實(shí) [1]。鑒于檸條獨(dú)特的生物特性，多年來它一直是內(nèi)蒙古西部及山西西北部和陜西、甘肅等防風(fēng)固沙、防止水土流失的重要選用植物。全國檸條種植面積已達(dá)到 666.66萬hm2 ，僅山西大同市檸條種植面積達(dá)到 2萬 hm2 [2]。檸條含有豐富的蛋白質(zhì)，開花期鮮檸條干物質(zhì)含粗蛋白 14%，粗脂肪 3.5%，粗纖維 39.3%，無氮浸出物 31.3%，粗灰分5.4%。由此可見，檸條還是優(yōu)良的經(jīng)濟(jì)飼料。未實(shí)施禁牧前，種植檸條的經(jīng)濟(jì)效益主要以牲畜的自然采食來體現(xiàn)，采食率一般在 20%～30%之間。然而由于種植檸條的地區(qū)都是生態(tài)狀況較差的地區(qū)，這類地區(qū)實(shí)行了嚴(yán)格的禁牧舍飼圈養(yǎng)后，使檸條的經(jīng)濟(jì)價(jià)值很難體現(xiàn)。其中最關(guān)鍵的問題就是檸條的機(jī)械化平茬收獲技術(shù)沒有得到根本解決。一方面，因?yàn)榇蟛糠值貐^(qū)圈養(yǎng)牲畜的主要飼草青貯或壓縮后的玉米秸稈，牲畜采食種類單一，營養(yǎng)成分不全，導(dǎo)致肉奶品質(zhì)部高，抗病能力下降，不少牲畜都處于亞健康狀態(tài)；另一方面，含有多種營養(yǎng)成分的檸條得不到利用。另外，根據(jù)檸條生長特性，最好 3～4 年平茬一次，否則它的生長速度就會(huì)減慢甚至消失 [3]。為解決這些問題，給生態(tài)建設(shè)和舍飼圈養(yǎng)創(chuàng)造可持續(xù)發(fā)展的空間，當(dāng)務(wù)之急是研制一種可實(shí)現(xiàn)對(duì)檸條進(jìn)行聯(lián)合收割的機(jī)械。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀現(xiàn)在國內(nèi)外暫時(shí)還沒有出現(xiàn)對(duì)檸條聯(lián)合收割機(jī)成型機(jī)械的報(bào)道，現(xiàn)有的對(duì)檸條進(jìn)行收割的裝置只有普通的割草機(jī)，還有適用于檸條的平茬機(jī)。普通的圓盤鋸齒式和甩張晶：檸條聯(lián)合收割機(jī)切割及撥禾裝置的設(shè)計(jì)- 2 -刀式機(jī)具切割后，切口表面形成不光滑的所謂“毛口” ，不利于次年發(fā)芽生長 [3]。這些機(jī)械只能把檸條切割，并沒有處理和收集裝置，切割完以后直接散落到地里，還需要人工進(jìn)行收集。這些機(jī)械的適應(yīng)性差，很多地方還是需要人工砍切收割。由于檸條莖稈木質(zhì)化較高，而且莖稈上多硬刺，人工砍割和收集都非常不容易，收割效率極低而且效果非常差。1.3 本文的研究內(nèi)容及方法根據(jù)國內(nèi)外檸條聯(lián)合收割機(jī)研究的發(fā)展現(xiàn)狀，以及國內(nèi)對(duì)檸條聯(lián)合收割機(jī)的需求，本文對(duì)檸條聯(lián)合收割機(jī)的整體設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，首先設(shè)計(jì)有效的撥禾裝置把檸條撥入收割臺(tái)，采用了往復(fù)式切割器對(duì)檸條進(jìn)行切割，隨后送入立式壓扁輸送輥系統(tǒng)進(jìn)行壓扁及輸送，然后送入立式滾筒切割系統(tǒng)對(duì)檸條進(jìn)行切碎，最后切碎的檸條掉入集料箱實(shí)現(xiàn)莖稈的收集。本文著重對(duì)切割以后的工作部分進(jìn)行了研究。整機(jī)工作流程圖見圖1。立式割臺(tái)的立式壓扁輸送輥配置立式滾刀屬獨(dú)特設(shè)計(jì)，其特點(diǎn)是立式壓扁輥兼作滾刀的喂入輥，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，問題是秸稈喂入方向與滾刀軸線的垂直性如何，需要進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證；優(yōu)點(diǎn)是秸稈在切碎后輸送相對(duì)容易 [4] 。撥禾鏈 往復(fù)式切割器立式切割滾筒 收集料斗夾持輸送鏈 立式壓扁輸送輥圖 1 工作流程圖綜上所述，我國檸條收割機(jī)的研制勢在必行，尤其是既能對(duì)檸條進(jìn)行收獲，又能對(duì)檸條進(jìn)行切斷和收集的聯(lián)合收割機(jī)械的研制更有發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景。在分析了國內(nèi)外有關(guān)研究現(xiàn)狀之后，發(fā)現(xiàn)本文針對(duì)檸條所設(shè)計(jì)的立輥式壓扁切割系統(tǒng)還沒有相關(guān)研究，所以有必要進(jìn)行研究分析。設(shè)計(jì)中確定了立式滾刀切碎裝置，與立輥式壓扁方式相配套，結(jié)構(gòu)緊湊、切碎質(zhì)量好，大大減輕了整個(gè)割臺(tái)部分的前伸量和重量 [5]，為檸條收割后的莖稈切碎問題提供了解決方案。山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書- 3 -2 技術(shù)任務(wù)書檸條是一種很難回收的一種作物，現(xiàn)在的狀況是能及時(shí)平茬， 以往平茬完以后，工作人員在回收的時(shí)候經(jīng)常弄傷自己。本設(shè)計(jì)主要目的是既平茬又收獲，在切割完成以后經(jīng)過簡單的碾壓，導(dǎo)進(jìn)切碎裝置中，進(jìn)行切碎，最后掉入收料箱。因?yàn)楝F(xiàn)如今對(duì)檸條的了解還很少，本設(shè)計(jì)中有部分參數(shù)和計(jì)算公式需要套用玉米聯(lián)合收獲中的一些。本設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題是切割與前進(jìn)的關(guān)系，檸條是豆科錦雞兒屬的一個(gè)種，很難被切割，若前進(jìn)過快，容易把檸條弄斷，前進(jìn)過慢，消耗太大。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值我得出了前進(jìn)速度必須小于切割速度。3 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書3.1 傳動(dòng)方案的確定傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)是本次設(shè)計(jì)的難點(diǎn)和重點(diǎn)，只有傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)合理，才能保證整體機(jī)構(gòu)的運(yùn)作，各個(gè)環(huán)節(jié)才能有效配合，高效率、高質(zhì)量的實(shí)現(xiàn)檸條的聯(lián)合收割。本次設(shè)計(jì)的檸條聯(lián)合收割機(jī)傳動(dòng)部分的難點(diǎn)在于各部分所需轉(zhuǎn)速不相同，壓扁輸送輥對(duì)的轉(zhuǎn)向相反，要實(shí)現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，撥禾鏈組也要實(shí)現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。本文所設(shè)計(jì)的傳動(dòng)方案簡圖如圖 2所示：此檸條聯(lián)合收割選取 65馬力柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，輸出轉(zhuǎn)速 2400r/min,經(jīng)過一級(jí)減速器減速，傳入各個(gè)機(jī)構(gòu)。兩個(gè)壓扁輸送輥安裝在同一平面內(nèi)，形成一個(gè)壓扁輸送輥對(duì)，為了方便表示，把后面的壓扁輸送輥-2 畫到了側(cè)面。柴油機(jī)輸入的轉(zhuǎn)速傳入一級(jí)減速器后，首先不經(jīng)過減速，轉(zhuǎn)速通過減速器主動(dòng)軸直接傳出，再通過一組皮帶輪和錐齒傳入滾筒切碎器；從滾筒切碎器傳出的轉(zhuǎn)速通過一組二級(jí)皮帶輪減速，傳入壓扁輸送輥-1；主動(dòng)軸傳出的轉(zhuǎn)速通過一組直齒輪改變方向，經(jīng)由一個(gè)錐齒輪組和一個(gè)二級(jí)皮帶輪減速傳入壓扁輸送輥-2，這樣就實(shí)現(xiàn)了壓扁輸送輥對(duì)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。同理，由減速器從動(dòng)軸傳出的轉(zhuǎn)速經(jīng)過一系列的齒輪和皮帶輪傳動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)撥禾鏈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，往復(fù)式切割器則再通過一組曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。張晶：檸條聯(lián)合收割機(jī)切割及撥禾裝置的設(shè)計(jì)- 4 -1.往復(fù)式切割器 2.壓扁輸送輥-1 3.滾筒切碎器 4.壓扁輸送輥-2 5.撥禾鏈圖 2 檸條聯(lián)合收割機(jī)傳動(dòng)簡圖3.2 傳動(dòng)皮帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算3.2.1 減速箱主動(dòng)軸傳出的皮帶輪組小帶輪轉(zhuǎn)速 2400r/min，大帶輪轉(zhuǎn)速 2100r/min, 。14.20?i（1）V 帶型號(hào)的選擇：V 帶星號(hào)應(yīng)根據(jù)計(jì)算功率 和小帶輪轉(zhuǎn)速 來選取， 。計(jì)caPn算功率是根據(jù)傳遞的功率 ，并考慮載荷的性質(zhì)以及每天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的長短等因素來確P定的。（1）PKac?式中： ——計(jì)算功率， ；csPkW——傳遞的額定功率， ；——工作情況系數(shù)。AK山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書- 5 -其中： = ， =1.3，則計(jì)算出 = 。PkW5.12AKcsPkW25.16（2）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 、 ：初選主動(dòng)帶輪的基準(zhǔn)直徑 。根據(jù) V帶型1d2 1d號(hào)，選取 為 B型 140mm，則根據(jù)傳動(dòng)比算出 =160mm。1d 2d（3）確定中心距 和帶的基準(zhǔn)長度 ：根據(jù)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)需要初定中心距 。aL0a（2）)()(7.021021 dda???則最小 =210mm。0a確定后，由帶傳動(dòng)幾何關(guān)系，按下式計(jì)算所需帶的基準(zhǔn)帶長 ：'dL（3）0212104)()(2' adaLdd ?????得出 =891.48。根據(jù) 選取和 最相近的 V帶的基準(zhǔn)長度 ，則 =900mm。再根'dL'd'd dLd據(jù) 來計(jì)算實(shí)際中心距。由于 V帶傳動(dòng)的中心距是可以調(diào)整的，故可采用下式做近似計(jì)算：（4）2'0dLa???計(jì)算得最小中心距 =214mma（4）驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角 ：1?（5）??? 1203.578021????ad計(jì)算得 = ，符合要求。1???206.7?（5）確定帶的根數(shù) z（6）LcaKPz?)(0???式中： ——包角系數(shù)，考慮包角不同時(shí)的影響系數(shù)；?K——長度系數(shù)，考慮帶的長度不同時(shí)的影響系數(shù)；L——單根 V帶所能傳遞的功率， ；0PkW——單根 V帶 時(shí)的功率增?1?i量， 。張晶：檸條聯(lián)合收割機(jī)切割及撥禾裝置的設(shè)計(jì)- 6 -計(jì)算得 =4.7 5根。z?3.2.2 滾筒到減速軸的皮帶輪組小帶輪轉(zhuǎn)速 2100r/min，傳動(dòng)比 3.76，則大帶輪轉(zhuǎn)速為 558.5r/min。?i（1） =2 ，根據(jù)公式（1）可得 =2.6 。PkWcsPkW（2）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 、 ：初選主動(dòng)帶輪的基準(zhǔn)直徑 。根據(jù) V帶型1d2 1d號(hào)，選取 為 A型 100mm，則根據(jù)傳動(dòng)比算出 =376mm，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)帶輪直徑，選擇1d 2d=375mm。2d（3）確定中心距 和帶的基準(zhǔn)長度 ：根據(jù)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)需要初定中心距 。adL0a根據(jù)式（2）計(jì)算可得 =332.5mm。0確定后，由帶傳動(dòng)幾何關(guān)系，按下式計(jì)算所需帶的基準(zhǔn)帶長 ：0a 'dL根據(jù)式（3）得 =1467.6mm，根據(jù) 選取和 最相近的 V帶的基準(zhǔn)長度 ，則'dL'dL'd d=1600mm。再根據(jù) 來計(jì)算實(shí)際中心距。由于 V帶傳動(dòng)的中心距是可以調(diào)整的，根dL據(jù)式（4）得最小中心距 =399mm。a（4）驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角 ：根據(jù)式（5）得： ，符合要求。1?1???205.4??（5）確定帶的根數(shù) ：根據(jù)式（6）計(jì)算得： = 根。zz.?3.2.3 減速軸到壓扁輸送輥的皮帶輪組小帶輪轉(zhuǎn)速 558.5r/min，傳動(dòng)比 2.5，則大帶輪轉(zhuǎn)速為 233r/min。?i（1） =2 ，根據(jù)公式（1）可得 =2.6 。PkWcsPkW（2）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 、 ：初選主動(dòng)帶輪的基準(zhǔn)直徑 。根據(jù) V帶型1d2 1d號(hào)，選取 為 A型 112mm，則根據(jù)傳動(dòng)比算出 =280mm。 1d 2d（3）確定中心距 和帶的基準(zhǔn)長度 ：根據(jù)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)需要初定中心距 。aL0a據(jù)式（2）計(jì)算可得 =275mm。0山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書- 7 -確定后，由帶傳動(dòng)幾何關(guān)系，按下式計(jì)算所需帶的基準(zhǔn)帶長 ：0a 'dL根據(jù)式（3）得 =1191mm，根據(jù) 選取和 最相近的 V帶的基準(zhǔn)長度 ，則'dL'dL'd dL=1250mm。再根據(jù) 來計(jì)算實(shí)際中心距。由于 V帶傳動(dòng)的中心距是可以調(diào)整的，根dL據(jù)式（4）得最小中心距 =305mm。a（4）驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角 ：根據(jù)式（5）得： ，符合要求。1?1???204.8??（5）確定帶的根數(shù) ：根據(jù)式（6）計(jì)算得： = 根。zz39.2?3.2.4 減速器從動(dòng)軸到撥禾鏈齒輪箱的帶輪組小帶輪轉(zhuǎn)速 533r/min，則大帶輪轉(zhuǎn)速為 192r/min，則傳動(dòng)比為 2.5。?i（1） =1.6 ，根據(jù)公式（1）可得 =2.08 。PkWcsPkW（2）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 、 ：初選主動(dòng)帶輪的基準(zhǔn)直徑 。根據(jù) V帶型1d2 1d號(hào)，選取 為 A型 100mm，則根據(jù)傳動(dòng)比算出 =278mm，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)帶輪直徑，選擇1d 2d=280mm。2d（3）確定中心距 和帶的基準(zhǔn)長度 ：根據(jù)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)需要初定中心距 。adL0a根據(jù)式（2）計(jì)算可得 =266mm。0確定后，由帶傳動(dòng)幾何關(guān)系，按下式計(jì)算所需帶的基準(zhǔn)帶長 ：0a 'dL根據(jù)式（3）得 =1159mm，根據(jù) 選取和 最相近的 V帶的基準(zhǔn)長度 ，則'dL'dL'd d=1250mm。再根據(jù) 來計(jì)算實(shí)際中心距。由于 V帶傳動(dòng)的中心距是可以調(diào)整的，根dL據(jù)式（4）得最小中心距 =312mm。a（4）驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角 ：根據(jù)式（5）得： ，符合要求。1?1???209.46??（5）確定帶的根數(shù) ：根據(jù)式（6）計(jì)算得： = 根。zz5.?3.3 立式收割臺(tái)設(shè)計(jì)割臺(tái)是檸條聯(lián)合收割機(jī)的重要組成部分，是機(jī)器的核心部件之一。本割臺(tái)采用立式，具有以下功能：將檸條植株切斷、夾持輸送，并將植株向切碎機(jī)構(gòu)強(qiáng)制喂送；給張晶：檸條聯(lián)合收割機(jī)切割及撥禾裝置的設(shè)計(jì)- 8 -輸送裝置輸入動(dòng)力，給輸送裝置、切碎裝置和拋送裝置提供安裝平臺(tái)。立式割臺(tái)主要部件包括切割器、分禾撥禾器、夾持輸送裝置和滾筒切碎裝置。3.3.1 切割器的選擇切割器是收獲機(jī)械的重要部件之一，它的功用是將田間的作物切斷。目前，已廣泛使用和報(bào)道的切割器有:往復(fù)式、回轉(zhuǎn)式、甩刀式、帶式等?；厩闆r是 :1 往復(fù)式切割器。往復(fù)式切割器由動(dòng)刀片和定刀片組成，動(dòng)刀片多數(shù)在刀刃上面刻有齒紋，少數(shù)在下面刻有齒紋，防止禾株在從剪切口滑出，并有自磨刃作用。在機(jī)器前進(jìn)的同時(shí)，動(dòng)刀片與定刀片組成割幅，定刀片與護(hù)刃器成為切割時(shí)的兩個(gè)固定支撐點(diǎn)，動(dòng)刀片以一定的速度在兩支撐點(diǎn)之間做往復(fù)切割。往復(fù)式切割是目前國內(nèi)外稻麥?zhǔn)崭顧C(jī)上應(yīng)用最廣的一種切割器，現(xiàn)基本標(biāo)準(zhǔn)化。其切割速度一般為 1.5 -2 m/s，作業(yè)速度低，一般不超過 9k m / h（2.5m/s） 。它由往復(fù)運(yùn)動(dòng)的割刀和固定不動(dòng)的支承部分組成。割刀由刀桿、動(dòng)刀片和刀桿頭等鉚合而成。刀桿頭與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連接，用以傳遞割刀的動(dòng)力。工作時(shí)，割刀作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其護(hù)刃器前尖將谷物分成小束引向割刀，割刀在運(yùn)動(dòng)中將禾桿推向定刀進(jìn)行切割。這種切割器平均切割速度較低，切割性能好，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠， 廣泛用于谷物收割機(jī)上。它的缺點(diǎn)是往復(fù)憤性力大，割臺(tái)振動(dòng)和噪聲大，存在重割和漏割，割茬不整齊。為解決往復(fù)式切割器往復(fù)慣性力較大的問題，日本久保田稻麥?zhǔn)崭顧C(jī)將刀桿分成兩段，采用兩個(gè)曲柄連桿機(jī)構(gòu)雙邊驅(qū)動(dòng)，兩段刀桿的運(yùn)動(dòng)方向相反，可抵消部分慣性力。為防止泥土卡刀，久保田收割機(jī)將刀桿加寬，在其底部挖了排土孔，割刀在運(yùn)動(dòng)時(shí)可將進(jìn)入切割間隙的泥土及時(shí)排出。 此外，這種機(jī)型還加裝了割刀自動(dòng)潤滑系統(tǒng)，可將潤滑油自動(dòng)滴到刀桿上，隨動(dòng)刀的運(yùn)動(dòng)而進(jìn)入摩擦間隙，以免手工加油發(fā)生危險(xiǎn)。2 回轉(zhuǎn)式切割器。 回轉(zhuǎn)式切割器主要用于收獲牧草、 青飼料等粗莖稈作物，少數(shù)谷物收獲機(jī)上也使用這種切割器?；剞D(zhuǎn)式切割器切割速度高，一般為 25-50 m / s，可適應(yīng) 10-25km/h 的高速作業(yè)，慣性力易平衡，震動(dòng)較小，結(jié)構(gòu)簡單，但回轉(zhuǎn)半徑小，不宜寬幅切割，割刀的壽命較短，維修費(fèi)用高。3 甩刀式切割器。甩刀式切割器多用于玉米青貯飼料收割機(jī)上， 目前國內(nèi)外收割機(jī)上多采用甩刀式切割器。它由 水平橫軸、刀盤體、刀片和護(hù)罩等組成。刀片鉸接在水平橫軸的刀盤上，在垂直平面 (與前進(jìn)方向平行)內(nèi)回轉(zhuǎn)。山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書- 9 -4 回轉(zhuǎn)帶式切割器。這種切割器將薄鋼帶加工成角鋼狀，一邊為帶體，連接兩端構(gòu)成傳動(dòng)帶，一邊為刀體，刀體間有一定距離，刀體端開有刀齒，刀齒為梯形。工炸時(shí)，在驅(qū)動(dòng)帶輪的帶動(dòng)下，帶體在水平面內(nèi)繞兩帶輪作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)刀齒切割作物。5 齒形鏈?zhǔn)角懈钇?。?dòng)刀右上部為切割段， 呈梯形，根部為傳動(dòng)齒，同齒形鏈節(jié)板，將其與標(biāo)準(zhǔn)齒形鏈節(jié)板鉸接成一封閉的刀鏈，刀鏈在主動(dòng)鏈輪的驅(qū)動(dòng)下，在上下水平導(dǎo)軌的引導(dǎo)下，在水平面內(nèi)作高速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其緊邊與護(hù)刃器構(gòu)成切割幅，對(duì)作物莖稈切割。本設(shè)計(jì)選擇：往復(fù)式切割器。3.3.2 往復(fù)式切割器的設(shè)計(jì)往復(fù)式切割器是聯(lián)合收割機(jī)使用最廣泛的切割部件，其切割圖是評(píng)價(jià)切割器工作性 能的重要工具，本章就往復(fù)式切割器的構(gòu)造、類型及其結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化以及傳統(tǒng)繪制切割 圖的方法— 描點(diǎn)法作以簡單介紹，并分析影響往復(fù)式切割器工作性能的主要因素。另 外，推導(dǎo)切割器的縱向位移與橫向位移間的關(guān)系式，并指出利用傳統(tǒng)高等數(shù)學(xué)知識(shí)解決 面積的計(jì)算問題時(shí)，會(huì)因解不出原函數(shù)而無法實(shí)現(xiàn)。3.3.3 往復(fù)式切割器的構(gòu)造往復(fù)式切割器由往復(fù)運(yùn)動(dòng)的割刀和固定不動(dòng)的支承部分組成 [6]（圖 2）割刀由刀桿、動(dòng)少 J 片和刀桿頭等鉚合而成。刀桿頭與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連接，用以傳遞割刀的動(dòng)力。固定部分包括護(hù)刃器梁、護(hù)刃器、鉚合在護(hù)刃器上的定刀片、壓刃器和摩擦片等。工作時(shí)割刀作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其護(hù)刃器前尖將谷物分成小束并引向割刀，割刀在運(yùn)動(dòng)中將禾稈推向定刀片進(jìn)行剪切。 張晶：檸條聯(lián)合收割機(jī)切割及撥禾裝置的設(shè)計(jì)- 10 -圖 3 往復(fù)式切割器 圖 4 動(dòng)刀片（1）動(dòng)刀片:它是主要切割件，為對(duì)稱六邊形（圖 4）,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。齒紋刃刀片則不需磨刀，雖切割阻力較大，但使用較方便。在谷物收割機(jī)和聯(lián)合收獲機(jī)上多采用齒紋刃。而牧草收割機(jī)由于牧草密、濕，切割阻力較大，多采用光刃刀片。刀刃的刃角 i對(duì)切割阻力和使用壽命影響較大，當(dāng)刃角 i由 增至 時(shí)，?14?20切割阻力增加 15%。刃角太小時(shí)，刀刃磨損快，而且容易崩裂，工作不可靠。一般取刃角為 。齒紋刃刀片的刃角 i= 。光刃刀片為使其磨刀后刃部高度不變，刀片?19??253前端頂寬 b，一般 b=14-16mm，齒紋刃刀片其 b值較小些。刀片一般用工具鋼 (T8.T9)制成，刃部經(jīng)熱處理，熱處理寬度為 10-15mm,淬火帶硬度為 HRC50-60，非淬火區(qū)不得超過 HRC35。刀片厚度為 2-3mm。每厘米刀刃長度上有 6-7個(gè)齒，刀刃厚度不超過0.15mm。(2)定刀片:定刀片為支承件，一般為光刃，但當(dāng)動(dòng)刀片采用光刃時(shí)，為防止莖稈向前滑出也可采用齒刃。國外部分機(jī)器護(hù)刃器上沒有定刀片，由鍛鋼護(hù)刃器支持面起支承切割的作用。(3)護(hù)刃器:護(hù)刃器的作用是保持定刀片的正確位置、保護(hù)割刀、對(duì)禾稈進(jìn)行分束和利用護(hù)刃器上舌與定刀片構(gòu)成兩點(diǎn)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，后部有刀桿滑動(dòng)的導(dǎo)槽。護(hù)刃器一般為可鍛鑄鐵或鍛鋼、鑄鋼等制成，可鑄成單齒一體，或雙齒一體或三齒一體。單齒一體損壞后易于更換，但安裝和調(diào)節(jié)較麻煩，現(xiàn)多采雙齒護(hù)刃器。 (4)壓刃器:為了防止割刀在運(yùn)動(dòng)中向上抬起和保持動(dòng)刀片與定刀片正確的剪切間隙(前端不超過 0-0.5mm，后端不大于 1一 1.5mm)，在護(hù)刃器梁上每隔 30-50厘米裝有壓刃器(在割草機(jī)上每間隔 20-30厘米)。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。 (5)摩擦片:部分切割器在壓刃器下方裝有摩擦片，用以支承割刀的后部使之具有垂直和水平方向的兩個(gè)支承面，以代替護(hù)刃器導(dǎo)槽對(duì)刀桿的支承作用。當(dāng)摩擦片磨損時(shí)，可增加熱片使摩擦片抬高或?qū)⑵湎蚯耙苿?dòng)。裝有摩擦片的切割器，其割刀間隙調(diào)節(jié)較方便。山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書- 11 -（6）護(hù)刃器間距：護(hù)刃器起著保護(hù)刀片和引力莖稈的作用，往復(fù)式切割器切割莖稈分兩個(gè)過程，首先是被動(dòng)力刀片推至護(hù)刃器間隔中間產(chǎn)生橫向彎曲；其次是隨機(jī)器前進(jìn)產(chǎn)生縱向彎曲，這都會(huì)使切割力增加，而莖稈切割最大彎曲取決于護(hù)刃器間隔，間隔以大于 68.3mm為宜，故取 72mm。（7）動(dòng)刀片間隔 動(dòng)刀片間隔取決于刀片尺寸和切割速度。英雌優(yōu)化設(shè)計(jì)了刀片結(jié)構(gòu)尺寸。達(dá)到了增加切割速度以減少切割阻力的目的。（8）切割速度 往復(fù)式七個(gè)七的工作質(zhì)量跟切割速度與機(jī)組前進(jìn)速度的速比有密切關(guān)系。往復(fù)切割速度是指平均速度，平均速度越高，切割性能越好。但過高的切割速度是不可取的，因?yàn)闀?huì)使整個(gè)機(jī)組產(chǎn)生較大的振動(dòng)，不但增加了機(jī)組功率的消耗，而且會(huì)加速零件的磨損與破壞。經(jīng)過理論計(jì)算和試驗(yàn)，速比在 0.8到 2.2范圍內(nèi)時(shí)，工作質(zhì)量比較理想，因此確定切割速度為 2m/s。（9）切割器功率消耗 切割器切割莖稈所需功率由三部分組成，即切割莖稈所消耗率，割刀摩擦消耗功率，慣性消耗功率。經(jīng)過計(jì)算，切割器消耗功率為（7）??xgdmqg vffvN??752其中： ——玉米切割阻力； ——摩擦阻力； ——往復(fù)慣性力； ——切qf f dv割速度，取 2m/s; ——切割速度。 結(jié)果 =3Kwxvg3.3.4 往復(fù)式切割器的類型往復(fù)式切割器割刀作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)較簡單.，適應(yīng)性較廣。目前在谷物收割機(jī)、牧草收割機(jī)、谷物聯(lián)合收獲機(jī)和玉米收獲機(jī)上采用較多 [6]。a b c 圖 5 各種尺寸類型切割器 a. 普通 I 型 b.普通 II 型 c.低割型往復(fù)式切割器按結(jié)構(gòu)尺寸與行程關(guān)系分有以下三種:張晶：檸條聯(lián)合收割機(jī)切割及撥禾裝置的設(shè)計(jì)- 12 -(1) 普通 I 型 (見圖 5-a)其尺寸關(guān)系為（8）??inmtS32.760?式中:S- 割刀行程;t-動(dòng)刀片間距; -護(hù)刃齒間距0t普通 I型切割器的特點(diǎn)是：割刀的切割速度較高，切割性能較強(qiáng)，對(duì)粗、細(xì)莖稈的適應(yīng)性能較大，但切割時(shí)莖稈傾斜度較大、割茬較高。這種切割器在國際上應(yīng)用較為廣泛，多用于麥類作物和牧草收獲機(jī)械上。 在水稻收割機(jī)上有采用較標(biāo)準(zhǔn)尺寸小的切割器，其尺寸關(guān)系為 50，60 或 70mm （9）?0tS其特點(diǎn)是:動(dòng)刀片較窄長(切割角較小)，護(hù)刃器為鋼板制成，無護(hù)舌，對(duì)立式割臺(tái)的橫向輸送較為有利。其切割能力較強(qiáng)，割茬較低。在粗莖稈作物收割機(jī)上，有采用較標(biāo)準(zhǔn)尺寸為大的切割器，其尺寸關(guān)系為 90 或 100mm （10）?0tS其護(hù)刃齒的間距較大，專用于收割粗莖稈作物。青飼玉米收割機(jī)、高粱收割機(jī)和對(duì)行收割的玉米收獲機(jī)采用。 (2) 普通 II 型 (見圖 5-b)其尺寸關(guān)系為 （11）??intS64.1520?該切割器的動(dòng)刀片間距 t及護(hù)刃器間距 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(fù)運(yùn)動(dòng)的頻率較低，因而往復(fù)慣性力較小。此點(diǎn)對(duì)抗振性較差的小型機(jī)器具有特殊意義，適于在小型收割機(jī)和聯(lián)合收獲機(jī)上采用。(3)低割型 (見圖 5-c) 其尺寸關(guān)系為 、 （12）2.760?tS??inm4,3.1切割器的割刀行程 S和動(dòng)刀片間距 t均較大，但護(hù)刃齒的間距 較小。切割時(shí)，0t莖科傾斜量和搖動(dòng)較小，因而割茬較低，對(duì)收割大豆和牧草較為有利，但對(duì)粗莖稈作山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書- 13 -物的適應(yīng)性較差。 低割型切割器由于切割時(shí)割刀速度較低，在莖稈青濕和雜草較多時(shí)切割質(zhì)量較差，割茬不整齊并有堵刀現(xiàn)象。目前在稻麥?zhǔn)崭顧C(jī)上采用較少。3.3.5 往復(fù)式切割器的結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化為了便于組織專業(yè)化生產(chǎn)和零配件供應(yīng)，國家機(jī)械工業(yè)部 1975 年公布了切割器的國家標(biāo)準(zhǔn) (GB1209 一 1213-75)。切割器分為三種型式 : (1)Ⅰ型切割器 :其 ，動(dòng)刀片為光刃，刀片水平傾角為 ，護(hù)刃器mt2.760? '306?為單齒，設(shè)有摩擦片。用于割草機(jī)。 (2)Ⅱ型切割器 :其 ，動(dòng)刀片為紋齒刃，護(hù)刃器為雙齒，設(shè)有摩擦片。t.0用于谷物收割機(jī)和聯(lián)合收獲機(jī)。(3)Ⅲ型切割器 :其 ，動(dòng)刀片為齒紋刃，護(hù)刃器為雙齒，無摩擦片。mt2.760?用在谷物收割機(jī)和谷物聯(lián)合收獲機(jī)上。3.3.6 割刀進(jìn)距 割刀進(jìn)距對(duì)切割圖有重要的影響，割刀進(jìn)距指割刀走過一個(gè)行程(S)時(shí)，機(jī)器前進(jìn)的距離。割刀進(jìn)距用下式計(jì)算：（13）nvHm3026?或 （14）??式中 ——機(jī)器前進(jìn)速度;n——割刀曲柄轉(zhuǎn)速; ——割刀曲柄角速度。 mv3.3.7 影響往復(fù)式切割器工作性能的因素 影響往復(fù)式切割器工作性能的主要因素是割刀進(jìn)距及動(dòng)刀片刃部高度。割刀進(jìn)距會(huì)影響切割圖中重割區(qū)及漏割區(qū)的面積，當(dāng)進(jìn)距增大時(shí)，切割圖變長，漏割區(qū)增加，而重割區(qū)減少;反之，則相反。此外，動(dòng)刀片的刃部高度也影響到切割圖的形狀。刃部高度增大時(shí)，漏割區(qū)減小，而重割區(qū)增加;反之，則相反。由于現(xiàn)在使用于聯(lián)合收割機(jī)上的切割器都己標(biāo)準(zhǔn)化，所以本文主要討論割刀進(jìn)距 (即機(jī)器前進(jìn)速度和割刀曲柄轉(zhuǎn)速)對(duì)往復(fù)式切割器的工作性能影響。張晶：檸條聯(lián)合收割機(jī)切割及撥禾裝置的設(shè)計(jì)- 14 -3.4 檸條聯(lián)合收割機(jī)割刀傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成檸條聯(lián)合收割機(jī)割刀傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖 6所示，該機(jī)構(gòu)屬于曲柄搖桿一搖桿滑塊機(jī)構(gòu)，ABC 是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，DEF 為搖桿滑塊機(jī)構(gòu)。當(dāng)曲柄均勻回轉(zhuǎn)時(shí)，割刀動(dòng)刀片作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，完成切割任務(wù)。在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中已獲應(yīng)用 [7～11] 擺塊軸承座連接為球頭鉸鏈或球面軸承。曲柄應(yīng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，正常工作轉(zhuǎn)速是 500 。該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在搖桿擺動(dòng)的兩極??minr限位置的連線應(yīng)通過曲柄的回轉(zhuǎn)中心，這樣的傳動(dòng)布置能使割刀在往返行程的平均速度相等，對(duì)割刀傳動(dòng)有利。搖桿擺動(dòng)角度的大小，對(duì)割刀的加速度顯然有較大的影響，當(dāng)其他的參數(shù)一定時(shí)，搖桿擺角越大，割刀加速度越大，會(huì)引起割臺(tái)較大的振動(dòng)，應(yīng)控制在一定范圍內(nèi) [12]。圖 6 割刀傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3.4.1 曲柄搖桿 ABC 的運(yùn)動(dòng)方程曲柄搖桿 ABC的結(jié)構(gòu)簡化圖形如圖 7所示。建立空間三維直角坐標(biāo)系 XAYZ，ACC 在軸上，z 軸為檸條割臺(tái)主傳動(dòng)軸的軸線的方向。山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書- 15 -圖7 曲柄搖桿結(jié)構(gòu)簡化圖設(shè)曲柄以勻角速度 從第二象限開始順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，所以 ，B 點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程為：?t???； ； ； （15）trrXB?coss??trXBsin?trXcos2； ； ； （16）YiniY?coYBin?； ； （17）rVB2raBC 點(diǎn)在 X 軸方向上的運(yùn)動(dòng)方程為：； （18）??cosrlXC??因?yàn)?r 遠(yuǎn)小于 l，因此可以認(rèn)為 角接近于 ，則?0； ； ； （19）trlrXc ??csos??trc?sin?trXcos??3.4.2 曲柄搖桿 ABC 的旋轉(zhuǎn)慣性力問題應(yīng)用節(jié)點(diǎn)等效質(zhì)量代換法，推桿 BC的 質(zhì)量代換到 B點(diǎn)，另外 質(zhì)量代換到2121C點(diǎn)．平衡配重鐵質(zhì)量為 ，安置在割臺(tái)主傳動(dòng)軸的右側(cè)，如圖 7所示．其旋轉(zhuǎn)慣性力主要由以下幾個(gè)質(zhì)量元件產(chǎn)生：曲柄銷(質(zhì)量為 )，曲柄不平衡部分(質(zhì)量為 )，推1m2m桿在 B點(diǎn)的等效質(zhì)量( )，曲柄銷對(duì)面所加的平衡配重鐵(質(zhì)量為 )；因此，旋321m1M轉(zhuǎn)慣性力的靜平衡方程式可以表示為：（20）2322121 1??rrrM??式中： , 分別為平衡配重鐵和曲柄不平衡部分質(zhì)心距主傳動(dòng)軸心的半徑。1r2在確定平衡參數(shù)時(shí)，應(yīng)首先由實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定 的大小，即配重 的安置位置，然1r1M后根據(jù)上述公式確定配重質(zhì)量 的大小。1張晶：檸條聯(lián)合收割機(jī)切割及撥禾裝置的設(shè)計(jì)- 16 -3.4.3 割刀的動(dòng)力學(xué)問題割刀切割陰力 主要包括下列 3個(gè)力：禾桿的平均切割阻力 ；割刀的慣性力 ；1F 1F2F由于割刀及其附件重量所產(chǎn)生的磨擦力；設(shè)割刀動(dòng)刀片及其附件每米質(zhì)量為 ，??mkgq割刀動(dòng)刀片長度為 L，則割刀運(yùn)動(dòng)部件的總質(zhì)量為 qL[13]。檸條聯(lián)合收割機(jī)的三角擺塊的 3個(gè)頂點(diǎn)分別與割刀梁、軸承座、推桿相鉸接，三角擺塊繞軸承座擺動(dòng)，CDE3 點(diǎn)可以近似看做平面運(yùn)動(dòng)，其受力圖如圖 8所示。E 點(diǎn) y方向的平動(dòng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以近似看做為割刀動(dòng)刀片與 C點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，由前面的推導(dǎo)可知：； ； （21）trYE?cos??trYEsin?（22）EXa?2時(shí)，表示曲柄銷在左止點(diǎn)位置，割刀切割速度為零，加速度為 達(dá)最大值；??0? 2?r隨著時(shí)間的增加，角逐漸增大，割刀相對(duì)位移也越來越大，割刀速度按其位移的二次方增加，而割刀加速度按其位移的直線規(guī)律減??；當(dāng) 時(shí)，割刀相對(duì)速度??90?達(dá)最大，而此時(shí)加速度為零。當(dāng) 角繼續(xù)增大時(shí)，加速度繼續(xù)按其位移的直線?rVx?規(guī)律增大，而速度按其位移逐漸減小為零 [14]。由達(dá)朗伯原理知： ； （23）EqLaF?于是可得到割刀往復(fù)慣性力 F隨著割刀相對(duì)位移的變化規(guī)律，如圖 8所示．該力F是引起割臺(tái)振動(dòng)的主要原因之一．在三角擺塊軸承座上，割刀梁對(duì)面加一平衡配重(質(zhì)量為 m )，來平衡這個(gè)力。山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書- 17 -圖8 割刀位移變化規(guī)律 圖9 三角擺塊平面受力分析3.4.4 三角擺塊的動(dòng)力學(xué)方程三角擺塊在 XAZ平面的受力分析如圖 8所示。三角擺塊繞擺動(dòng)中心以角加速度 運(yùn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 J，由圖 8可以看出，割刀?平衡配重 三角擺塊的平衡配重 、推桿等效節(jié)點(diǎn)質(zhì)量、三角擺塊質(zhì)量對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)中心的5m4m離心力是平面匯交力系，可以部分相互削減，而上述質(zhì)量單元繞 D點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的切向慣性力矩與割刀的阻力矩、三角擺塊的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性力矩方向均相同，他們由驅(qū)動(dòng)力 對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)2F中心 D的矩來平衡。由達(dá)朗伯原理，可以列出圖 8的靜平衡方程。對(duì)圖 8應(yīng)用質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量矩定理可得：； （24）112225423 coscos1 ??LFLmLJ ??????????首先根據(jù)結(jié)構(gòu)要求估算各配重的位置，上式結(jié)合靜平衡方程來確定各個(gè)配重質(zhì)量。也可以利用計(jì)算機(jī)3.4.5 總 結(jié)上述分析方法可以部分求解，也可以聯(lián)立方程求解，如果利用計(jì)算機(jī)輔助分析，動(dòng)態(tài)仿真效果會(huì)更好。為確保結(jié)論的實(shí)用性，應(yīng)利用測量技術(shù)對(duì)各種方案進(jìn)行評(píng)述、比較，從而得出最優(yōu)組合方案。3.5 撥禾器的設(shè)計(jì)衡量作物收獲質(zhì)量好壞的一個(gè)最主要指標(biāo)是損失率。由于收獲流程的前后順序所張晶：檸條聯(lián)合收割機(jī)切割及撥禾裝置的設(shè)計(jì)- 18 -致，割臺(tái)損失率首當(dāng)其沖。撥禾裝置位于收割機(jī)的最前端，收獲作物時(shí)，它扶起并歸攏作物，撥向切割器；在切割器切割作物時(shí)，前方扶持莖稈以防止向前傾倒；最后把切斷的作物及時(shí)推向壓扁輥。分禾是重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，分禾器如果太長、太寬，就會(huì)推倒檸條植株，同時(shí)，其結(jié)構(gòu)尺寸與整機(jī)匹配若不合理，將嚴(yán)重影響整機(jī)作業(yè)性能 [15～16] 。撥禾輪的結(jié)構(gòu)簡單、可靠，多用于大中型收割機(jī)上的聯(lián)合收獲機(jī)上。但是由于檸條莖稈硬度高切有比較高的柔性，采用撥禾輪的效果不好，且撥禾輪一般應(yīng)用于臥式收割臺(tái)的結(jié)構(gòu)中，不適用于本設(shè)計(jì)的立式收割臺(tái)。本設(shè)計(jì)最終采用鏈?zhǔn)綋芎唐?，可有效的把檸條撥入切割裝置。這種撥禾器的好處是，在切割過程中不會(huì)讓檸條亂動(dòng)，強(qiáng)行切割。3.5.1 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）選擇鏈輪齒數(shù) 、1z2傳動(dòng)比 1??i假設(shè)鏈速 ，smv3~6.0?（3）確定鏈節(jié)數(shù) pLKWP4（25）?????73.1480251258021　 ＝　 ＝ ?pppazzap ???取 節(jié)15?pL（4）傳動(dòng)功率查表得工作情況系數(shù) 、小鏈輪齒數(shù)系數(shù) 、由表查得多排鏈排數(shù)0.1?AK87.0?zK系數(shù) 1?pK（26）??????kWPzAc 6.1.859.0 ???（5）確定鏈節(jié)距根據(jù) ，選用鏈號(hào)為 16A 的單排滾子鏈。查表得鏈節(jié)距min39968.10rkWP?、山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書- 19 -mp05.19?（6）實(shí)際中心距 a（27）??mzzLzLpp89.53 2175821752174.2 22122121　 ＝　 ＝ ???????? ?????????????????????????????????? ???????????????????????????取 a?（7）驗(yàn)算鏈速（28）??smpznv281.01645739106???與原假設(shè)相符。（8）計(jì)算有效圓周力（29）NvPFe 94.3056281.01??（9）計(jì)算軸上載荷（30）KeAP .8..2.?（10）確定潤滑方式根據(jù)鏈速 、節(jié)距 由表查得采用油浴或飛濺潤滑。vp3.6 立輥式檸條壓扁輸送裝置的設(shè)計(jì)壓扁輸送裝置是檸條前割臺(tái)的核心，直接影響到整機(jī)的各項(xiàng)指標(biāo)，如損失率、切割達(dá)標(biāo)率等。該裝置能在壓扁檸條莖稈的同時(shí)將莖稈強(qiáng)制喂入滾刀切碎，使壓扁輥與滾刀間莖稈輸送通暢，不堵塞。其次，莖稈及莖節(jié)被碾壓后對(duì)切碎和提高飼料的品質(zhì)起很好的作用 [5]。立輥式壓扁輸送裝置的壓扁輥兩軸線所在平面與垂直面成前傾 25°～35°夾角，檸條植株由往復(fù)式割刀割斷后經(jīng)夾持鏈輸送至壓扁輥，通過立式壓扁輥壓扁。植株在弧形擋禾板和加持的作用下與壓扁輥軸線成 50°～70°角。由于螺旋線的提升作用，壓扁后的植株基本與壓扁輥成垂直角度向后輸送進(jìn)切碎滾筒切碎。張晶：檸條聯(lián)合收割機(jī)切割及撥禾裝置的設(shè)計(jì)- 20 -3.7 莖稈切碎裝置的設(shè)計(jì)立式莖稈切碎裝置是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，立式莖稈切碎裝置與立輥式壓扁輸送裝置配套實(shí)現(xiàn)檸條的收割和粗加，結(jié)構(gòu)簡單，莖稈切碎效果好、功耗低，能和割臺(tái)配置緊湊。現(xiàn)有的設(shè)備技術(shù)是立式輥配套盤刀或臥式滾刀切碎裝置，它不但結(jié)構(gòu)龐大，甩刀則為無支撐切割，動(dòng)力消耗也大。立式莖稈切碎裝置安裝在檸條壓扁輸送輥的后方，并與機(jī)架相連，其驅(qū)動(dòng)部件與收獲動(dòng)力系統(tǒng)相連，且與壓扁輸送輥有速比約束。滾筒式切碎刀最初設(shè)計(jì)為螺旋刃刀片，螺旋刃刀片功率消耗小、切碎平穩(wěn)，但制造工藝復(fù)雜，成本高。到 20世紀(jì) 70年代末，直刃斜裝滾刀在我國得到迅速推廣 [17]。3.8 收集料斗的設(shè)計(jì)集料箱安裝在滾筒切碎刀下方，可活動(dòng)拆卸，能從機(jī)器后部人工取出，方便物料的卸出。由于本設(shè)計(jì)滾筒切碎裝置為傾斜豎直面 安裝，所以首先需要在滾筒外延安裝適?30當(dāng)?shù)膿醢?，使物料下落方向改變，便于收集。設(shè)計(jì)集料箱時(shí)，可根據(jù)整機(jī)內(nèi)部空間確定各項(xiàng)數(shù)據(jù)。集料箱材料為普通鐵皮，形狀設(shè)計(jì)上選擇性大，在作業(yè)過程中，盡可能的提高集料箱的容積，可提高作業(yè)效率。4 使用說明書（1）使用前應(yīng)檢查減速器中冷卻系統(tǒng)是否能正常工作。（2）注意每個(gè)齒輪箱中軸承的潤滑，沒潤滑油時(shí)及時(shí)添加。（3）檢查每個(gè)傳動(dòng)皮帶輪的松緊，太松容易脫離，太緊容易斷裂。（4）檢查往復(fù)式割刀是否在軌道，如果不在，立馬停止運(yùn)行。（5）在使用中經(jīng)常檢查傳動(dòng)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，注意各緊固機(jī)件是否松動(dòng)，如果松動(dòng)立刻停止運(yùn)行。（6）當(dāng)工作一定時(shí)間后，應(yīng)當(dāng)檢查撥禾鏈上是否有割下來的雜物，及時(shí)清理，否則影響切割。山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書- 21 -（7）收料箱滿后及時(shí)處理，以免影響正常工作。（8）在收割作業(yè)時(shí)，機(jī)器應(yīng)盡量走直線，保持勻速作業(yè)，根據(jù)負(fù)荷的狀況調(diào)節(jié)好油門，避免因負(fù)荷大小變化突然增、減速，更不能突然拐彎，以免影響作業(yè)質(zhì)量。（9）聯(lián)合收割機(jī)在日常工作中，要定期進(jìn)行潤滑保養(yǎng)，檢查各部件的技術(shù)狀態(tài)。對(duì)工作負(fù)荷大、轉(zhuǎn)速高、振動(dòng)大的部件要重點(diǎn)檢查保養(yǎng)。當(dāng)某一部件出現(xiàn)損壞時(shí)應(yīng)及時(shí)更換，切不可將就使用，這樣做不僅可延長機(jī)器的使用壽命，還可減少事故發(fā)生，降低作業(yè)成本和提高工作效率。（10）聯(lián)合收割機(jī)在投入正常作業(yè)之前，應(yīng)根據(jù)作物的狀況，對(duì)機(jī)器割茬高度、作業(yè)速度等作業(yè)性能進(jìn)行調(diào)整。（11）聯(lián)合收割機(jī)的使用具有季節(jié)性，一般存放時(shí)間較長，所以出車前應(yīng)注意檢查機(jī)器的各部件是否完好；離合器、制動(dòng)踏板自由行程是否適當(dāng)；螺栓、螺母是否松動(dòng)等，以確保機(jī)器的技術(shù)狀態(tài)良好。還要檢查隨車備件，如刀片、皮帶等易損配件是否配備；常用工具及相關(guān)證件是否齊全等。5 標(biāo)注化審核報(bào)告（BS）5.1 產(chǎn)品圖樣的審查檸條聯(lián)合收割機(jī)的傳動(dòng)裝置和刀具設(shè)計(jì)已經(jīng)基本完成，現(xiàn)以具備全套圖紙和一線基本數(shù)據(jù)，根據(jù)有關(guān)規(guī)定，對(duì)其進(jìn)行標(biāo)注化審查，結(jié)果如下：（1） 產(chǎn)品的圖樣完整、統(tǒng)一、表達(dá)準(zhǔn)確清楚、圖樣清楚。符合 GB4440-84、GB-83《機(jī)械制圖》的規(guī)定。（2） 產(chǎn)品圖樣公差與配合的選擇與標(biāo)準(zhǔn)符合 GB/T1800、3-1998 的規(guī)定。（3） 產(chǎn)品圖樣的編號(hào)符合 JB/T5054.5-2000《中華人民共和國機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》產(chǎn)品圖樣及設(shè)計(jì)的完整性。（4） 圖紙的標(biāo)題欄與明細(xì)欄符合 GB/T10609. 1-1989GB/T10690. 2-1989的規(guī)定。（5） 產(chǎn)品圖樣粗糙度的標(biāo)注符合 GB131-83《表面特征代號(hào)及注法》的規(guī)定。（6） 產(chǎn)品圖樣焊縫的代號(hào)符合 GB324-80《焊縫代號(hào)》的規(guī)定。張晶：檸條聯(lián)合收割機(jī)切割及撥禾裝置的設(shè)計(jì)- 22 -5.2 產(chǎn)品技術(shù)文件的審查（1） 產(chǎn)品的技術(shù)文件名稱、術(shù)語符合 ZB/TJ01和 0351-90《產(chǎn)品圖樣及設(shè)計(jì)文件術(shù)語》及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。（2） 量和單位符合 GB3100—GB3102-93的規(guī)定。（3）技術(shù)文件所用的編碼符合 JB/T8823-1998《機(jī)械工業(yè)企業(yè)計(jì)算機(jī)輔助管理信息分類編碼導(dǎo)則》的規(guī)定。（4）技術(shù)文件的完整性符合 JB/T5054.5-2000《產(chǎn)品圖樣及技術(shù)文件完整性》的規(guī)定及農(nóng)機(jī)部門的有關(guān)具體要求。5.3 標(biāo)注件的使用情況本設(shè)計(jì)所用的緊固件均采用標(biāo)準(zhǔn)的螺栓，材料及材料代號(hào)也符合國家標(biāo)準(zhǔn)和部頒標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定。5.4 審查結(jié)論經(jīng)過對(duì)剪草機(jī)裝置和傳動(dòng)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化審查，認(rèn)為該設(shè)計(jì)基本貫徹了國家最新頒發(fā)的各種標(biāo)準(zhǔn)，圖紙和設(shè)計(jì)文件完整齊全，符合標(biāo)準(zhǔn)化得要求。6 結(jié)論設(shè)計(jì)這款檸條聯(lián)合收割機(jī)，可以對(duì)檸條進(jìn)行收割，并且完成檸條莖稈的粗加工和收集，可以滿足廣大檸條種植地區(qū)對(duì)檸條收割的要求，便于后續(xù)的加工處理。但是設(shè)計(jì)中的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用類似機(jī)械的數(shù)值，對(duì)于檸條這種特殊的固沙植物來說，必然有不適合之處，比如輸送壓扁輥與滾筒切碎裝置間的距離、植株的喂入角度、滾筒切碎筒轉(zhuǎn)速與喂入速度的關(guān)系等，這些數(shù)據(jù)的確定都需要大量的針對(duì)檸條的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，才能進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，從而使得本設(shè)計(jì)成為進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)和方向。相信此款檸條聯(lián)合收割機(jī)經(jīng)過完善后，會(huì)成為檸條聯(lián)合收割的優(yōu)秀機(jī)械。山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書- 23 -參考文獻(xiàn)[1]劉晶,魏紹成,李世鋼.檸條飼料生產(chǎn)的開發(fā)[J].草業(yè)科學(xué),2003,20(6):32 [2]孫毅斌.檸條生物特性分析與產(chǎn)業(yè)化途徑研究[M].[3]楊志宏.檸條機(jī)械化平茬收獲的特點(diǎn)和難點(diǎn)[J].農(nóng)村牧區(qū)機(jī)械化,2005,第一期,總第 62期:27[4]胡麗娟,張道林.自走式穂莖兼收型玉米聯(lián)合收獲機(jī)總體設(shè)計(jì)[C].2002,6[5]趙洪光.立輥式玉米摘穗—莖稈切碎裝置的研制[C].2005,6[6]北京農(nóng)業(yè)_L 程大學(xué)編.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué) (下)[M].中國農(nóng)業(yè)出版社，1999.[7]胡珊珊,李尚平,孫秀花.小型甘蔗聯(lián)合收割機(jī)虛擬設(shè)計(jì)及仿真分析技術(shù)[J].農(nóng)機(jī)化研究,2006 (3)：76-8O ．[8]李杰,閻楚良,楊方飛.聯(lián)合收獲機(jī)數(shù)字化建模與關(guān)鍵部件仿真[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2006,37(4):83-86 ．[9]王志華,陳翠英.基于 A DA MS的聯(lián)合收獲機(jī)振動(dòng)篩虛擬設(shè)計(jì)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2003,34(4)：53-56.[10]賈晶霞,張東興,郝新明,等.馬鈴薯收獲機(jī)參數(shù)化造型與虛擬樣機(jī)關(guān)鍵部件仿真[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)張晶：檸條聯(lián)合收割機(jī)切割及撥禾裝置的設(shè)計(jì)- 24 -報(bào)，2005,36(11):65-67.[11]孫裕晶.虛擬樣機(jī)技術(shù)及其在精密排種部件設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[D].長春：吉林大學(xué),2006． [12]賈啟芬，劉學(xué)軍．工程動(dòng)力學(xué)[M]．天津：天津大學(xué)出版社，1999．8：151—272.[13]中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院編．農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]．北京：機(jī)械 IA,kt~版社，1990 [14]華南農(nóng)學(xué)院編．水稻聯(lián)合收割機(jī)原理與設(shè)計(jì)[M]．北京：農(nóng)業(yè)出版社，1981．3：8—59．[15]谷軍．淀粉酶的生產(chǎn)與應(yīng)用[J].生物技術(shù),1994,4(3):1-5．[16]沈同，王鏡巖.生物化學(xué)[M]. 北京：高等教育出版社，1998：232-233．[17] 袁守善等. 組合式玉米收獲機(jī)的研究[C].第五屆全國谷物聯(lián)合收割機(jī)技術(shù)發(fā)展及市場動(dòng)態(tài)研討會(huì)論文,1998.致 謝首先，我要感謝我的指導(dǎo)老師郭玉明老師，在設(shè)計(jì)和論文的撰寫過程中，他給了我很多幫助，并提出寶貴意見，在此我向他以崇高的敬意和衷心的感謝。另外，我還要感謝和我一起做畢業(yè)設(shè)計(jì)的同學(xué)張曉舟，沒有他我完成不了畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)過程。最后感謝那些幫助過我的老師和同學(xué)，還有家人的支持。山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書- 25 -