【正文】 ，在刀軸上安裝不同形式的切刀，通過動(dòng)定刀配合、動(dòng)動(dòng)刀配合等方式實(shí)現(xiàn)玉米收獲、秸稈粉碎一體化技術(shù)兩種技術(shù)類型。從整體情況看，目前生產(chǎn)玉米聯(lián)合收獲機(jī)除懸掛式 (背負(fù)式 )外，大都處于樣機(jī)研制或試驗(yàn)階段。因此大力開發(fā)莖桿資源，發(fā)展以莖桿為主要飼料的農(nóng)區(qū)畜牧業(yè)，是我國畜牧業(yè)發(fā)展的重要途徑。這樣一來，大量的莖桿被付之一炬，不僅是巨大的浪費(fèi)，而且也造成了嚴(yán)重的空氣污染，還導(dǎo)致了諸如飛機(jī)不能起降、高速公路事故頻發(fā)等社會(huì)公害事件的發(fā)生。隨著人民生活水平的不斷提高城鄉(xiāng)人民的飲食結(jié)構(gòu)也在不斷變化，人均的食用口糧逐年下降，飼料糧的需求逐年增多，而飼料糧中首選的作物是玉米。因此，機(jī)械收獲是減輕農(nóng)民 “三秋 ”勞動(dòng)強(qiáng)度、為農(nóng)民增效、增收的有效途徑之一。由此農(nóng)民在生產(chǎn)中存在著機(jī)具有了怎么應(yīng)用的問題（即適應(yīng)玉米種植模式），以及如何種植玉米來適應(yīng)機(jī)械化收獲的問題，而不造成減產(chǎn)、減少收入等方面的問題。由于氣候差異和歷史傳統(tǒng)種植模式的影響，在我國玉米栽培模式千差萬別，如有春玉米一年一作、春玉米一年兩作和兩年三作、夏玉米一年兩作以及小麥、玉米套種、一家一戶小規(guī)模種植等多種模式玉米植株的產(chǎn)量、高度等生長特點(diǎn)也差異較大。在我國玉米是僅次于小麥的主要糧食作物。 割臺(tái)是玉米收獲機(jī)的核心部分，本次對割臺(tái)的主要部件進(jìn)行了系統(tǒng)的理論分析和設(shè)計(jì)，為玉米收獲機(jī)的制造 提供了依據(jù)。為了促進(jìn)農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化，必須實(shí)行糧食生產(chǎn)的機(jī)械化，尤其應(yīng)加快實(shí)現(xiàn)收獲環(huán)節(jié)的機(jī)械化。但我國目前玉米收獲程度還不到百分之十。割臺(tái)部分包括分禾器、拉莖棍、夾持輸送鏈。全國玉米種植面積 億公頃 (約 億畝 )，約占全國總面積的 %。這些模式都是基于傳統(tǒng)的手工作業(yè)基礎(chǔ)上發(fā)展和沿襲下來，較少地考慮到機(jī)械化作業(yè)方式的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。 為了適應(yīng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的要求，玉米收獲機(jī)械化水平需要進(jìn)一步提高。農(nóng)業(yè)部 2020 年最新統(tǒng)計(jì)我國小麥機(jī)收率達(dá) 82%比去年提高了 10 個(gè)百分點(diǎn)，而玉米的收獲機(jī)械化水平不到 2%玉米機(jī)械化收獲問題，已經(jīng)成為我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的瓶頸，引起了各級政府和有關(guān)專家的高度重視，玉米收獲機(jī)械化被農(nóng)業(yè)部定為 “十五 ”期間我國重點(diǎn)推廣的十大農(nóng)業(yè)機(jī)械化新技術(shù)之一，加大了科研和推廣的支持力度。玉米不僅是優(yōu)質(zhì)的飼料，而且是制藥、化工、食品等行業(yè)不可缺少的原料。怎樣有效地處理這些莖桿已經(jīng)成為政府關(guān)注的問題。畜牧業(yè)的發(fā)展將加大玉米生產(chǎn)的發(fā)展，玉米生產(chǎn)的發(fā)展又將增大對玉米生產(chǎn)機(jī)械化的需求，針對我國玉米收獲的現(xiàn)狀，研制適宜中國國情的穗莖兼收型玉米聯(lián)合收獲機(jī)具具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。各種機(jī)型仍需不斷改進(jìn)和完善，到大規(guī)模投入生產(chǎn)應(yīng)用尚需一段時(shí)間。但總體說來國內(nèi)的果穗收獲、莖稈切碎一體化的技術(shù)尚未成熟。 我國目前從事玉米聯(lián)合收獲機(jī)研究和制造的單位有 30 多家，約 20 個(gè)產(chǎn)品，分為自走式、懸掛式、牽引式和谷物聯(lián)合收獲機(jī)配玉米割臺(tái)等四種形式，又分單行和多行。目前，在已研制的機(jī)型中還有可靠性差、效率低、對作物的不同行距適應(yīng)能力不強(qiáng)等問題，個(gè)別機(jī)型的損失率和破碎率還有待進(jìn)一步降低。國外多 采用一年一作的種植方式，玉米收獲時(shí)含水率低，主要采用玉米摘穗直接脫粒的收獲工藝。 2．向擴(kuò)大機(jī)器的通用性和提高適應(yīng)性發(fā)展。 4．新材料和先進(jìn)制造技術(shù)的廣泛應(yīng)用使產(chǎn)品性能更好，可靠性更高將玉米聯(lián)合收割機(jī)機(jī)架、割臺(tái)體 加大壁厚或加強(qiáng)骨架、用大直徑薄壁鋼管作軸，紋桿進(jìn)行表面硬化處理、 各種聯(lián)合收割機(jī)在易堵塞的部件上設(shè)置各種快 速切離的安全裝置、傳動(dòng)膠帶采用新的結(jié)構(gòu)和材料、 切割裝置都進(jìn)行 8 小時(shí)以上磨合試驗(yàn)和升 溫運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)、 重要工作部件裝機(jī)前的磨合試驗(yàn)或試運(yùn)轉(zhuǎn)，嚴(yán)格保證體系。 5 課題研究的 主要 內(nèi)容 主要內(nèi)容 在課題中主要研究的是 Y215 玉米收割機(jī)割臺(tái)的整體結(jié)構(gòu)研究， Y215 玉米收割機(jī)主要應(yīng)用于南方及高原地區(qū)， 其作業(yè)強(qiáng)度較北方地區(qū)更為強(qiáng)而工作環(huán)境更為惡劣， 這就對收割機(jī)的要求更高，而割臺(tái)作為整個(gè)收割機(jī)最為關(guān)鍵機(jī)構(gòu)之一，應(yīng)具有較強(qiáng)的強(qiáng)度和可靠性， 因此本課題主要設(shè)計(jì)內(nèi)容為 :結(jié)構(gòu)簡單，安全性高的與 玉米 收割機(jī)割臺(tái)。 3． 架體的強(qiáng)度問題，割臺(tái)的主架體的耐用性是直接影響割臺(tái)使用壽命的最關(guān)鍵問題，因工作環(huán)境和工作強(qiáng)度的影響，割臺(tái)的架體就要求相對的高，而割臺(tái)的架體和側(cè)板等零件大部分是通過焊接連接的，所以選擇了 Q275 碳素結(jié)構(gòu)鋼材作為主架體和側(cè)板等 零件。 2． 玉米秸桿輸送： 玉米莖桿較粗而且?guī)霠顟B(tài)時(shí)重量較重，夾持機(jī)構(gòu)采用鏈條輸送，并帶浮動(dòng)漲緊，以適應(yīng)不同直徑粗 細(xì)的秸桿，不漏夾滑掉和不夾斷，且動(dòng)力消耗少。玉米被摘穗后，其莖桿經(jīng)拉莖輥 的作用進(jìn)入切碎器，將莖稈打碎還田。工作可靠性難以保證。 方案四： 臥式摘穗板摘穗 → 撥禾鏈完成撥送植株穗 → 攪龍輸送 摘穗?yún)^(qū)內(nèi)工作機(jī)構(gòu)由 三個(gè)工作層面聯(lián)動(dòng)完成三個(gè)作業(yè)動(dòng)作，一方面撥禾鏈撥齒繼續(xù)向后撥送玉米植株，與此同時(shí)導(dǎo)入錐將植株引入一對拉莖輥之間，植株在一對拉莖輥的作用下強(qiáng)制向下拉動(dòng)植株，在向下拉動(dòng)的同時(shí)玉米果穗被一對摘穗板擋住，玉米果穗與莖桿之間產(chǎn)生了分離應(yīng)力，果穗從莖桿上摘下，并被向后運(yùn)動(dòng)的撥齒帶入攪龍輸送器，摘穗后的植株被拉莖輥拉回地面 本課題選擇方案四，摘穗部分工作 圖 21 摘穗機(jī)構(gòu)工作原理圖 摘穗裝置設(shè)計(jì)與分析 玉米收獲機(jī)的研究起始于 20世紀(jì)初，玉米的摘穗裝 置先后經(jīng)歷了多種形式的演變，最后定型為臥式摘穗輥式、臥式摘穗板式和立式摘穗輥式三種形式。 臥式摘穗輥的特點(diǎn)是割臺(tái)結(jié)構(gòu)簡單， 實(shí) 用可靠，堵塞情況比立輥式玉米收獲機(jī)明顯減少，但是摘下的果穗與摘輥接觸的時(shí)間較長，摘輥對果穗反復(fù)沖擊、擠壓和揉搓，造成了果穗籽粒損傷和落粒，加大了整機(jī)籽粒的損失率，從另一角度來說摘輥可以將許多果穗苞葉剝下，在一定程度上起到剝苞葉的作用，雖然如此，由于 臥輥下面 及后面的空間較少，較難配置莖稈切碎裝置，目前使用臥輥配置莖稈切碎裝置的機(jī)型很少。結(jié)構(gòu)原理如圖 23 圖 22 臥式摘穗輥 摘穗機(jī)構(gòu) 圖 23 摘穗板式摘穗機(jī)構(gòu) 臥式摘穗板的特點(diǎn)是工作可靠，果穗咬傷率小，籽粒破碎率低。夾角 )配置的摘輥和擋禾板組成。較低的割茬易于滅茬，但是立式玉米收獲機(jī)夾持輸 送可靠性差，鏈條易損，割刀開始切割莖稈和夾持鏈開始夾持莖稈的的最佳時(shí)差難以掌握，立式玉米收獲機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，割臺(tái)部分質(zhì)量較大，對整機(jī)質(zhì)量和重心位置有一定影響，根據(jù)綜合考慮本課題決定選用臥式摘穗板式摘穗裝置。分禾器能夠起到將倒伏的莖稈挑起，導(dǎo)入夾持輸送裝置，以減少落粒損失的作用。還由于植株含水率、植株直徑及重心位置等特性的不同，在分禾器的作用下有時(shí)致使植株在 切斷之前就折斷，不能被導(dǎo)入夾持輸送鏈，從而果穗被漏摘，增加了果穗損失率。 由試驗(yàn)結(jié)果可知，植株的折斷臨界角一般分布在 20度～ 30度之間。實(shí)際上，為了適應(yīng)不對行收獲，應(yīng)加大分禾器的分開角度，同時(shí)加大撥禾鏈的運(yùn)行角度，而且減小分禾器尖角，試驗(yàn)表明 40～ 83cm寬的行距照樣可 以進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)，適應(yīng)不同行距的需求。 對此要保持作業(yè)時(shí)植株受到的沖擊力最小，就必需達(dá)到撥禾鏈在平行于機(jī)器行進(jìn)方向的速度等于機(jī)器的行進(jìn)速度。 根據(jù)拉莖輥對莖稈抓取的條件， 如圖 32 13 xx N2T2 ? （ 35） 所以， 02 c os 2 s inf N N??? 即 0f tg?? 式中， α—拉莖輥對莖稈的抓取角 ， 0f —拉莖輥與莖桿的摩擦系數(shù)。 鏈輪和鏈條選擇 實(shí)際傳動(dòng)比 i=1 根據(jù) n1=530 r/min 查表 ?? 取 p= mm， 15 設(shè)計(jì)功率 Pd Ad ZKPP K? （ 38） 根據(jù)工作環(huán)境及結(jié)構(gòu)，載荷為中等沖擊，查表 ??1826 工作情況系數(shù) KA= 根據(jù) Z1=8，查表 ??18223 ，取 KZ= 1 . 4 1 1 1 1 . 4 61 . 3 4AdZKPP k wK ?? ? ? 取 P0= kw 鏈寬 01 1 .4 6 2 1 .60 .5 3dPb m mP? ? ? 查表 ??2103? ，選取 C6 型長節(jié)距滾子鏈條 :節(jié)距： ；滾子直徑： 16。 （ 312） 其中： Pz—夾持力； f—摩擦系數(shù)； Q—生產(chǎn)率； H—莖桿垂直升高； q0—鏈條每米重量 ； lo—鏈全長； q—每米長鏈條上玉米重量； K —阻力系數(shù)；? ?? ?nnzj VqllqKQHVfPN ???? 00251 16 l —夾持鏈上莖桿長度。 3. 整機(jī)體積小、轉(zhuǎn)速高、確?？焖倬鶆蜉斔?。對輸送磨損性大和粘性大的物料，螺旋面用扁鋼軋成或用鑄鐵鑄成。 22()L D h??? （ m） （ 315） 22()l d h??? （ m） （ 316） 由于螺旋線 L 和 l 在平面上是圓心角相同的兩條同心圓弧，若此兩圓弧的直徑為 DL 和 dl,則 LlD Ldl? (317) 由于 DL=2b+dl,代人式 (317)則有： (2 )22 ( )2lllllll b d d Lbl l d d Lbl d L lbldLl? ? ?? ? ? ????? 18 根據(jù) DL 和 dl 的大小，可以對鋼板圓周進(jìn)行下料，然后再根據(jù)圓心角 α切開，沖壓單個(gè)的葉片， α的大小為： 360LLDLD?? ? ?? ? ? (318) 輸送機(jī)的螺旋可以是右旋 (普通的形式 )或左旋的，單線、雙線或三線的。 根據(jù)連續(xù)輸送機(jī)生產(chǎn)率的公式； 3600QF??? ? ? t/h (319) 式中： F——被輸送物料層的橫斷面積 [m2]； ρ——被輸送物料的堆積密度 [kg/m3]； ν——被輸送物材的軸向輸送速度 [m/s]。物料顆粒沿軸向的運(yùn)動(dòng)要較圓周方向顯著得多。因而，對于水平螺旋輸送機(jī)來說，物料的充填 系數(shù)并非越大越好，相反取小值有利，一般取 ψ＜ 50%。 ≤5176。 c 20 （ a） （ b） （ c） 圖 36 不同充填系數(shù)時(shí)物料層堆積情況及其滑移面 將上式結(jié)合起來，則有： 31s47 ck nQD??? t/h (323) 即： 3147 sQ ck D n?? ? (324) 1． 螺旋直徑 設(shè)計(jì)的玉米 螺旋輸送機(jī)的 Q?=100m3/h, 取 ψ=, 取k1=,c=1,ns=110r/min. 代入式 (324)得： 100=471D3110 求得： D=368 mm 因?yàn)槁菪斔蜋C(jī)的螺旋直徑應(yīng)根據(jù)下列的標(biāo)注系列進(jìn)行圓整： D=150； 200； 250； 300； 400； 500； 600 mm 取 D=400 mm 所以螺旋直徑為 400 mm。則： Nl= 馬力 = KW 22 第 4 章