【正文】 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué) (下）主講：劉俊峰概論一、研究的對(duì)象和目的研究對(duì)象（ 1）作業(yè)機(jī)具1）谷物收獲機(jī)械 cereal harvesting machinery如： 稻麥?zhǔn)斋@機(jī)、玉米收獲機(jī)等2）牧草收獲機(jī)械 haymaking machinery如 ： 收割機(jī)、集草機(jī)、打捆機(jī)、運(yùn)料機(jī)等 3）經(jīng)濟(jì)作物收獲機(jī)械 industrial crop harvesting machinery 如：根塊作物收獲機(jī)、花生收獲機(jī) 、 棉花收獲機(jī)等（ 2）作業(yè)對(duì)象包括：干、濕作物、籽粒、稿草等 主要涉及他們的物理機(jī)械特性，空氣動(dòng)力特性，彈性，韌性，尺寸和重量等。 研究目的 弄清收獲機(jī)械的結(jié)構(gòu)及工作機(jī)理，掌握其設(shè)計(jì)理論和方法、步驟及使用技術(shù)，以正確研究設(shè)計(jì)和指導(dǎo)生產(chǎn)。二、 谷物收獲的特點(diǎn)和對(duì)收獲機(jī)械的一般要求特點(diǎn)： 1)季節(jié)性強(qiáng)2)受氣候影響大 3)三夏大忙，農(nóng)活集中，勞力緊張 ,勞動(dòng)強(qiáng)度大（三夏：收、種、管）一般要求：1)保證收獲質(zhì)量2)適應(yīng)性好 3)適時(shí)完成收獲作業(yè)（高生產(chǎn)率，工作可靠） 三、谷物收獲機(jī)械發(fā)展概論到 1958年，開始有了自行設(shè)計(jì)、制造的收獲機(jī)。1960年代，我國自行設(shè)計(jì)和制造的谷物收割機(jī)開始大量出現(xiàn)，尤其是脫谷機(jī)和收割機(jī)。80年代初，我國引進(jìn)美國約翰迪爾聯(lián)合收獲機(jī)JL1000系列技術(shù)和生產(chǎn)線。近年來，除這些高效先進(jìn)的大聯(lián)合收獲機(jī)重要供應(yīng)農(nóng)場外，我國幾家大聯(lián)合收獲機(jī)廠都在大批量生產(chǎn) 大、中型聯(lián)合收獲機(jī)投入農(nóng)村市場。 四、谷物的生物學(xué)特性成熟期依據(jù)籽粒的飽滿程度，濕度（含水率）和粒與穗軸間的連結(jié)強(qiáng)度的不同，將谷物的成熟期分為如下幾個(gè)階段1)乳熟期：濕度較高，含水 50%~70%，乳漿狀態(tài)2)臘熟期：3)完熟期：濕度 16~20%4)過熟期： 谷物的后熟作用 谷物的濕度 作物的倒伏 作物的谷草比谷草比是指谷粒重與非谷粒重的比值 五、谷物收獲方法及機(jī)械種類 （一）收獲方法 分段收獲法 用不同種類的機(jī)械分別進(jìn)行割、運(yùn)、脫粒、清選等作業(yè)。 此法所用機(jī)具結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低，但工效低，總損失較大。 聯(lián)合收獲法 在田間一次完成割、脫粒、分離和清糧等全部作業(yè)。工效高，利用率低，損失少，大幅度減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。 機(jī)具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，利用率低，適于農(nóng)場和大塊田區(qū)。 兩階段聯(lián)合收獲法 首先，用割曬機(jī)將作物割下，并成條鋪放于割茬上，晾曬 3—5 天（完成后熟作用），而后，用裝有撿拾器的聯(lián)收機(jī)進(jìn)行撿拾、脫粒、分離和清糧等作業(yè)。 （二）谷物收獲機(jī)械的種類按用途主要分為三大類 收割機(jī)械 reaping machinery 包括：收割機(jī) reaper 割曬機(jī) swather， windrower 割捆機(jī) reaperbinders 脫粒機(jī)械 threshing machinery 聯(lián)合收獲機(jī) bine harvesting 第九章 收割機(jī)械第一節(jié) 收割機(jī)的類型及特點(diǎn)第二節(jié) 收割機(jī)的構(gòu)造與主要工作部件 (1)收 割 機(jī) 械 (2)回轉(zhuǎn)式切割器 (3)往復(fù) 式切割器(一 ) 類型 (按結(jié)構(gòu)尺寸與行程的關(guān)系分) 1. 單刀距行程型 (標(biāo)準(zhǔn)型 ) s=t=to 2. 雙刀距行程型 s=2t=2to 3. 割型 s=t=2to 4. 中間型 s=t=kto 5. 雙動(dòng)割刀器 (二 ) 構(gòu)造 (標(biāo)準(zhǔn)型 ) 由割刀 (動(dòng)刀片 刀桿 刀桿頭 )、 定刀片、 護(hù)刃器、 壓刃器、 摩擦片和護(hù)刃器梁等組成 . 作用： ① 保證定刀位置 ② 保護(hù)割刀 ③ 護(hù)舌和定刀構(gòu)成兩點(diǎn)支承 ④ 分術(shù)引導(dǎo)作物 刀桿 摩擦片(三 )工作特點(diǎn)及應(yīng)用優(yōu)點(diǎn) : 可切割多種作物 割幅大小均可B=或更大 為有支承切割 刀片損壞少 簡單缺點(diǎn) : ,限制了機(jī)組速度的提高 ,一般為 Vm=610Km/h ,易撞刀 ,崩刃應(yīng)用 :(四 )裝配技術(shù)要求和調(diào)整：護(hù)齒間距應(yīng)相等，齒尖應(yīng)在同一水平線上，定刀應(yīng)在同一平面內(nèi)。 ：動(dòng)刀在極點(diǎn)位置時(shí)，動(dòng)、定刀應(yīng)重合。：動(dòng)、定刀之間的間隙。(五） 往復(fù)式切割器的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)1特點(diǎn) :回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)為往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)2種類 :1)曲柄連桿 (滑塊 )機(jī)構(gòu)2)擺環(huán)機(jī)構(gòu) 3)行星齒輪機(jī)構(gòu)第三節(jié) 切割裝置 cutting mechanism 切割器是收獲機(jī)械和聯(lián)收機(jī)上必不可少的工作部件1)作用：切割作物莖桿。2)類型：回轉(zhuǎn)式和往復(fù)式切割器，也包括鐮刀、 快速切割器 收獲機(jī)械上采用的切割器應(yīng)具有如下的技術(shù)要求： 1)切割質(zhì)量好（茬齊、不撕裂、不連根拔） 2)省力、可靠、（功耗小，不堵刀，振動(dòng)小等） 3)適應(yīng)倒伏作物的切割（漏割損失小等）一．影響切割性能的因素 1)切刀的特性 2)莖桿的物理機(jī)械性質(zhì) 3)切刀與莖桿的相對(duì)位置 4)切割方向與速度 正切：刀刃的運(yùn)動(dòng)方向沿刀刃的法線方向切入莖桿的切 割方式?；?:刀刃的運(yùn)動(dòng)方向沿刀刃的法線偏移 223。角的方向切入 莖桿1 莖桿剛度的影響包括自身剛度和外加支撐增加的抗彎反力 割刀必須克服莖桿的切割阻力才能切斷莖桿，但一般作物（稻、麥）莖桿本身的剛度較小，很小的外力就會(huì)使之彎斜。所以，要保證正常切割，割刀應(yīng)具有足夠的切割速度（以獲得莖桿較大的慣性力）或是給莖桿以適當(dāng)?shù)闹?，以增大抗彎反力?注意，往復(fù)切割速度不應(yīng)太高，回轉(zhuǎn)刀具又不適應(yīng)大型農(nóng)機(jī)具。 切割莖桿時(shí)的支撐方式：(1)無支撐： 只用動(dòng)刀切莖桿(2)有支撐：單支撐：由定刀構(gòu)成單點(diǎn)支撐雙支撐：由定刀和護(hù)刃舌構(gòu)成兩點(diǎn)支撐（ 1）無支撐切割：靠莖桿的慣力和剛性，配合動(dòng)刀切割其割斷條件關(guān)系式：P割 與 P彎 作用與反作用力 :要求動(dòng)刀有高的速度（以獲得較大的慣性力 ）（ 2）單支撐切割： 較 P彎 增大（因有定刀支撐）相應(yīng)可減小，即割刀速度可減低。 t一定； a減小 則 v減小。如往復(fù)式割刀的平均速度： Vp=1~2m/s，但動(dòng)定刀間隙 δ要求嚴(yán)格，以保證切割質(zhì)量和正常工作。（ 3）雙支撐切割 抗彎阻力更大，相應(yīng)所需可更小，即動(dòng)刀速度可小，同時(shí)，對(duì)動(dòng)定刀間隙 δ 的要求可放寬，動(dòng)、定刀磨損小，空轉(zhuǎn)功率小 .2莖桿纖維方向性的影響常見的三種切割方式 ：橫斷切；斜切；削切橫斷切：切割面和切割方向 都與被切物的軸線垂直斜切：切割面與被切物軸線 偏斜，但切割方向與軸 線垂直 削切：切割面與切割方向都 與被切物軸線偏斜 A橫斷切 b斜切 c削切切割方向與阻力和功率消耗之間的關(guān)系橫斷切 最大斜切 較?。ㄐ?45度時(shí)較橫斷切降低 30~40%）削切 最?。ㄓ绕淝懈钭枇娠@著下降）原因：因莖桿（主要被切物）是由纖維組成，各 方向的強(qiáng)度不同。3 刃 厚及刃角的影響正切時(shí)切刀 4 滑切與切割阻力得關(guān)系滑切省力的原因： 同一刃口在滑切時(shí)，刃角小； 滑切有鋸切作用 同樣刃口長切割、滑切時(shí)，真正參加切割的刃口長度變短，則省力。 5 切割 速度對(duì)切割阻力的影響一般情況下，切割速度上升，則切割阻力下降。當(dāng)割刀速度增大時(shí)，切割總功有所下降，但空轉(zhuǎn)功率有所增加，并振動(dòng)增大，所以，稻，麥?zhǔn)崭顧C(jī)的往復(fù)式割刀平均速度一般不大于 2m/s，一般Vp=1~2二、切割的類型與特點(diǎn)三、往復(fù)式切割器構(gòu)造及參數(shù)分析 （一） 往復(fù)式切割器構(gòu)造與標(biāo)準(zhǔn)化（二） 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 曲柄連桿機(jī)構(gòu)（ 1）一線式（平面型偏置曲柄連桿機(jī)構(gòu)）用于割臺(tái)側(cè)置式的收割機(jī)和割草機(jī)。 （ 2） 立式一線式：用于立式割臺(tái)收割機(jī) （ 3） 轉(zhuǎn)向式：多用于割副大，割臺(tái)前置的聯(lián)收機(jī)上 （ 4）空間型偏置曲柄連桿機(jī)構(gòu)，割刀可在一定范圍內(nèi)改變位置，用于割草機(jī)。 曲柄滑槽機(jī)構(gòu) 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較為緊湊 擺環(huán)機(jī)構(gòu) 結(jié)構(gòu)緊湊，但造價(jià)較 高，谷物聯(lián)收機(jī)上已 廣泛應(yīng)用 星齒輪機(jī)構(gòu) a刀桿 b刀頭銷 c行星齒輪d固定內(nèi)齒圈 e曲柄 f轉(zhuǎn)臂（三） 往復(fù)式切割器的工作原理和參數(shù)分析 刀片幾何形狀的分析 （刀片鉗往莖桿的條件）保證鉗住莖桿的極限條件是：割刀的運(yùn)動(dòng)特性 （ 1）運(yùn)動(dòng)方程假設(shè)： ① 沒偏距② 連桿長 L遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 r（曲柄半徑）割刀運(yùn)動(dòng)分析位移速度加速度（ 2） 割刀速度 V和加速度 a與位移 X的關(guān)系 （為橢圓方程） A點(diǎn)的速度可表示為 ：加速度與 X的關(guān)系： 1)無偏距時(shí) : 2)有偏距時(shí)： 行程 （ 3） 割刀的行程和平均速度故有偏距的與無偏距的相比，行程 S略有增加，但影響不大，可是，往復(fù)行程的速度不一致。 平均速度 :割刀的速度是變化的，實(shí)用中常以平均速度來說明其速度的大小。 當(dāng) 時(shí) 有支撐切割，需 Vp一般范圍為 1—2m/s實(shí)驗(yàn)證明 :切割速度在 —（ 4） 擺環(huán)機(jī)構(gòu) 驅(qū)動(dòng)時(shí)割刀的運(yùn)動(dòng)分析運(yùn)動(dòng)方程 :擺環(huán)的傾角 α =15— 18度時(shí)較好，割刀的運(yùn)動(dòng)特性相近于曲柄連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)的特性 割刀行程： 3 切割速度分析割刀的速度 V與位移 X的關(guān)系為一橢圓關(guān)系，即長半軸為，短半軸為的橢圓就為割刀的速度曲線。曲線上任意一點(diǎn)到 X軸的距離 A’ A即