【正文】 農(nóng)業(yè)機械學(xué) (下）主講：劉俊峰概論一、研究的對象和目的研究對象（ 1）作業(yè)機具1）谷物收獲機械 cereal harvesting machinery如： 稻麥?zhǔn)斋@機、玉米收獲機等2）牧草收獲機械 haymaking machinery如 ： 收割機、集草機、打捆機、運料機等 3）經(jīng)濟作物收獲機械 industrial crop harvesting machinery 如：根塊作物收獲機、花生收獲機 、 棉花收獲機等（ 2）作業(yè)對象包括：干、濕作物、籽粒、稿草等 主要涉及他們的物理機械特性，空氣動力特性，彈性，韌性，尺寸和重量等。 研究目的 弄清收獲機械的結(jié)構(gòu)及工作機理，掌握其設(shè)計理論和方法、步驟及使用技術(shù)，以正確研究設(shè)計和指導(dǎo)生產(chǎn)。二、 谷物收獲的特點和對收獲機械的一般要求特點： 1)季節(jié)性強2)受氣候影響大 3)三夏大忙，農(nóng)活集中，勞力緊張 ,勞動強度大（三夏：收、種、管）一般要求：1)保證收獲質(zhì)量2)適應(yīng)性好 3)適時完成收獲作業(yè)（高生產(chǎn)率，工作可靠） 三、谷物收獲機械發(fā)展概論到 1958年，開始有了自行設(shè)計、制造的收獲機。1960年代，我國自行設(shè)計和制造的谷物收割機開始大量出現(xiàn)，尤其是脫谷機和收割機。80年代初，我國引進美國約翰迪爾聯(lián)合收獲機JL1000系列技術(shù)和生產(chǎn)線。近年來，除這些高效先進的大聯(lián)合收獲機重要供應(yīng)農(nóng)場外，我國幾家大聯(lián)合收獲機廠都在大批量生產(chǎn) 大、中型聯(lián)合收獲機投入農(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)強度的不同，將谷物的成熟期分為如下幾個階段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、谷物收獲方法及機械種類 （一）收獲方法 分段收獲法 用不同種類的機械分別進行割、運、脫粒、清選等作業(yè)。 此法所用機具結(jié)構(gòu)簡單，造價低，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，大幅度減輕勞動強度。 機具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價高，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)收機進行撿拾、脫粒、分離和清糧等作業(yè)。 （二）谷物收獲機械的種類按用途主要分為三大類 收割機械 reaping machinery 包括：收割機 reaper 割曬機 swather， windrower 割捆機 reaperbinders 脫粒機械 threshing machinery 聯(lián)合收獲機 bine harvesting 第九章 收割機械第一節(jié) 收割機的類型及特點第二節(jié) 收割機的構(gòu)造與主要工作部件 (1)收 割 機 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. 雙動割刀器 (二 ) 構(gòu)造 (標(biāo)準(zhǔn)型 ) 由割刀 (動刀片 刀桿 刀桿頭 )、 定刀片、 護刃器、 壓刃器、 摩擦片和護刃器梁等組成 . 作用： ① 保證定刀位置 ② 保護割刀 ③ 護舌和定刀構(gòu)成兩點支承 ④ 分術(shù)引導(dǎo)作物 刀桿 摩擦片(三 )工作特點及應(yīng)用優(yōu)點 : 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 : ,限制了機組速度的提高 ,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)。 ：動刀在極點位置時，動、定刀應(yīng)重合。：動、定刀之間的間隙。(五） 往復(fù)式切割器的傳動機構(gòu)1特點 :回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)為往復(fù)直線運動2種類 :1)曲柄連桿 (滑塊 )機構(gòu)2)擺環(huán)機構(gòu) 3)行星齒輪機構(gòu)第三節(jié) 切割裝置 cutting mechanism 切割器是收獲機械和聯(lián)收機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)莖桿的物理機械性質(zhì) 3)切刀與莖桿的相對位置 4)切割方向與速度 正切：刀刃的運動方向沿刀刃的法線方向切入莖桿的切 割方式。滑切 :刀刃的運動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危栽龃罂箯澐戳Α?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)機具。 切割莖桿時的支撐方式：(1)無支撐： 只用動刀切莖桿(2)有支撐：單支撐：由定刀構(gòu)成單點支撐雙支撐：由定刀和護刃舌構(gòu)成兩點支撐（ 1）無支撐切割：靠莖桿的慣力和剛性，配合動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，即動刀速度可小，同時，對動定刀間隙 δ 的要求可放寬，動、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 較小（斜 45度時較橫斷切降低 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 方向的強度不同。3 刃 厚及刃角的影響正切時切刀 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，刃角小； 滑切有鋸切作用 同樣刃口長切割、滑切時，真正參加切割的刃口長度變短，則省力。 5 切割 速度對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，切割總功有所下降，但空轉(zhuǎn)功率有所增加，并振動增大，所以，稻，麥?zhǔn)崭顧C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） 傳動機構(gòu) 曲柄連桿機構(gòu)（ 1）一線式（平面型偏置曲柄連桿機構(gòu)）用于割臺側(cè)置式的收割機和割草機。 （ 2） 立式一線式：用于立式割臺收割機 （ 3） 轉(zhuǎn)向式：多用于割副大，割臺前置的聯(lián)收機上 （ 4）空間型偏置曲柄連桿機構(gòu)，割刀可在一定范圍內(nèi)改變位置，用于割草機。 曲柄滑槽機構(gòu) 特點：結(jié)構(gòu)較為緊湊 擺環(huán)機構(gòu) 結(jié)構(gòu)緊湊，但造價較 高，谷物聯(lián)收機上已 廣泛應(yīng)用 星齒輪機構(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：割刀的運動特性 （ 1）運動方程假設(shè)： ① 沒偏距② 連桿長 L遠遠大于 r（曲柄半徑）割刀運動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點的速度可表示為 ：加速度與 X的關(guān)系： 1)無偏距時 : 2)有偏距時： 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，實用中常以平均速度來說明其速度的大小。 當(dāng) 時 有支撐切割，需 Vp一般范圍為 1—2m/s實驗證明 :切割速度在 —（ 4） 擺環(huán)機構(gòu) 驅(qū)動時割刀的運動分析運動方程 :擺環(huán)的傾角 α =15— 18度時較好，割刀的運動特性相近于曲柄連桿機構(gòu)傳動的特性 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。曲線上任意一點到 X軸的距離 A’ A即