【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 齒相互作用，使花生的莖蔓粉碎率比較大，有的還會(huì)出現(xiàn)花生秧蔓插在尺上的現(xiàn)象，很容易造成堵塞，進(jìn)而會(huì)出現(xiàn)漏摘，莖蔓和莢果分離不清，機(jī)器的功率消耗加大等缺點(diǎn)。 因此這個(gè)方案也不太適合我們所研究的新型分段式花生聯(lián)合收獲機(jī)，我們不采用這種方案。：花生莖蔓經(jīng)輸送裝置被輸送到摘果滾筒的喂入口（有的裝置設(shè)有喂入輪，為了保證喂入的可靠性，往往把喂入輪設(shè)在摘果滾筒的偏下方，而一般的高處喂入的裝置，部設(shè)有為喂入輪），進(jìn)而被喂入到高速旋轉(zhuǎn)的摘果滾筒內(nèi)部，在摘果攪龍上摘果齒的挑撥作用下，花生莖蔓隨摘果攪龍做高速旋轉(zhuǎn)，由于離心作用，并且花生莢果的質(zhì)量和密度相對(duì)比較大，所以花生莢果大部分都集中在摘果攪龍的外部，高速旋轉(zhuǎn)的花生莢果在螺旋攪龍上摘果齒和凹板篩的相互運(yùn)動(dòng)下（他們之間設(shè)有70mm的摘果間隙），花生莢果在甩捋作用下與花生莢果的果柄分離，完成摘果作業(yè)，被摘下的花生果經(jīng)凹板篩和逐稿器落入到振動(dòng)篩上，另外，為了是花生在摘果的過程中有一個(gè)軸向的運(yùn)動(dòng)不至于全都堵塞在摘果滾筒內(nèi)部，摘果齒的外形是向前有一個(gè)傾角，并且與摘果攪龍軸也有一定的夾角，這樣可以使花生在機(jī)構(gòu)內(nèi)部運(yùn)動(dòng)時(shí)受到一個(gè)軸向的推力，從而保證了花生莖蔓在摘果過程中的軸向運(yùn)動(dòng)，避免了花生秧蔓堵塞摘果滾筒而造成機(jī)構(gòu)的損壞，從而使整個(gè)機(jī)構(gòu)有效地工作。：（1）與其他形式的摘果裝置相比，采用甩捋式的摘果滾筒進(jìn)行花生摘果作業(yè)，具有摘凈率高、破碎率小等特點(diǎn)，特別適合摘鮮和干的花生莖蔓上的莢果，所以適合應(yīng)用于我們?cè)O(shè)計(jì)的新型分段式收獲和聯(lián)合收獲機(jī)。（2）此類型的摘果滾筒相對(duì)于釘齒式摘果滾筒和篦梳式摘果滾筒，消耗的動(dòng)力小，摘果后的花生莖蔓被打碎排除機(jī)外，可以進(jìn)行秸稈還田等現(xiàn)代農(nóng)業(yè)耕作；（3）此摘果機(jī)構(gòu)在摘干花生蔓莢果時(shí)的效果好，能夠很好的把花生莖蔓在機(jī)體內(nèi)破碎，而且不會(huì)影響莢果的生物學(xué)特性。（4）但是這種摘果滾筒對(duì)一些摘果參數(shù)要求比較高，例如摘果間隙、滾筒轉(zhuǎn)速等，如果調(diào)整不合理的話，還會(huì)影響到摘果效率、莢果破碎率等技術(shù)要求。另外該類型的摘果滾筒，加工比較麻煩，在堵塞的情況下很容易造成摘果攪龍的彎曲變形。 摘果裝置最終方案的確定 綜上所述，方案一和方案二的軸流滾筒雖然能夠基本滿足作業(yè)效率和損失率等要求，但無論哪一種都不能很好的滿足分段式花生聯(lián)合收獲機(jī)的作業(yè)要求，方案三的甩捋式摘果滾筒雖然結(jié)構(gòu)和所要求的技術(shù)參數(shù)會(huì)較為的復(fù)雜和嚴(yán)格，但其他各方面都能很好的符合課題的設(shè)計(jì)要求，并且這種摘果方式在國(guó)內(nèi)的一些機(jī)型上已有相當(dāng)好的應(yīng)用歷程，經(jīng)過試驗(yàn)對(duì)比證明，這種摘果滾筒的摘果效果較好，故本設(shè)計(jì)方案的摘果裝置采用甩捋式摘果滾筒。 本設(shè)計(jì)將在現(xiàn)有機(jī)型的基礎(chǔ)上，增加機(jī)器的部分結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，通過對(duì)摘果裝置內(nèi)部一些結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化，完善現(xiàn)有機(jī)型的摘果不凈，分離不清的缺點(diǎn)。設(shè)計(jì)出適合我國(guó)農(nóng)村需求的經(jīng)濟(jì)實(shí)用的分段式花生聯(lián)合收獲機(jī)的摘果裝置，為我國(guó)農(nóng)業(yè)、農(nóng)村、農(nóng)民的發(fā)展做出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)。 清選裝置設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì) 方案擬定作原理： 風(fēng)扇式清選裝置工作原理如下：利用花生莢果和混合物空氣動(dòng)力特性、漂浮特性的差異進(jìn)行清選的。當(dāng)花生莢果和莖蔓的混合物落進(jìn)清選裝置的氣流場(chǎng)中時(shí)，由于受到相同的氣流作用力而被分開，花生莖蔓由于其漂浮速度小而被吹出機(jī)體的外部，花生落入到輸送裝置 [9]。： 花生莖蔓經(jīng)過摘果滾筒的作用以后，花生莢果和部分花生秧蔓形成的混合物，由于分段式花生聯(lián)合收獲機(jī)的工作對(duì)象主要是半干或者干的花生，考慮到摘果后的雜余的成分較為的復(fù)雜，難于確定合理的漂浮速度，因此，很難做出符合尺寸的接料斗，另外這種開放式的清選系統(tǒng)，很容易受到外界系統(tǒng)的干擾，造成分理不清或者是分離損失過大的現(xiàn)象，故這種單純的風(fēng)扇式氣流清選機(jī)構(gòu)很難滿足我們?cè)O(shè)計(jì)的要求，所以不會(huì)采用這種設(shè)計(jì)方案。：氣流清選筒式清選裝置是利用風(fēng)機(jī)的吸氣氣流的作用，使經(jīng)過摘果裝置作用后的花生莖蔓與花生莢果混合物通過清選筒時(shí)產(chǎn)生相對(duì)速度變化，由于花生莖蔓的空氣動(dòng)力學(xué)特性較小，漂浮速度小，所以很容易被從混合物中分離出來，從而將花生莢果從混合物分開，經(jīng)分離的花生莢果落入到莢果輸送裝置，繼而達(dá)到分離的效果 [9]。：氣流清選筒式清選裝置清選效果好，工作時(shí)塵土少，振動(dòng)小，機(jī)器重量輕，但是整個(gè)裝置的空間占有量比較大，生產(chǎn)效率較低，適用于固定作業(yè)的清選，而我們所設(shè)計(jì)的新型分段式花生聯(lián)合收獲，要求結(jié)果比較緊湊，各部件的結(jié)構(gòu)盡量合理而且配合密切，因此這種淸選裝置不能被選為本設(shè)計(jì)要求的新型分段式花生聯(lián)合收獲機(jī)的清選機(jī)構(gòu)。：風(fēng)扇篩子式清選裝置主要是利用逐稿器運(yùn)動(dòng)而帶動(dòng)其上的混合物作拋揚(yáng)的原理來進(jìn)行工作的，并且以風(fēng)機(jī)氣流的吹浮作用和篩子的抖動(dòng)作用作為輔助，將混合物中的雜質(zhì)清除排走。他的整個(gè)工作過程為：花生莖蔓經(jīng)摘果裝置摘果后，花生莖蔓與花生莢果分離后，從凹板孔中落入到逐稿器，在逐稿器的抖動(dòng)下，混合物在逐稿器上作拋揚(yáng)運(yùn)動(dòng)，因?yàn)樗麄兊目諝鈩?dòng)力學(xué)特性不同，花生莢果從逐稿器上落下，而大部分花生蔓被排除機(jī)體外部，少部分細(xì)碎的花生莖蔓和全部的花生莢果向下落，在振動(dòng)篩和逐稿器之間，由于他們之間的空氣動(dòng)力學(xué)特性不同，風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的氣流把混合物吹散，花生莢果落入到振動(dòng)篩，并隨振動(dòng)篩進(jìn)入到輸送攪龍，在移動(dòng)的過程中沙土從篩孔落下地面，花生莢果最后到達(dá)集果裝置，而花生蔓隨氣流吹到機(jī)體外部。：風(fēng)扇篩子式清選裝置主要是由逐稿器、振動(dòng)篩、風(fēng)機(jī)以及他們之間的反響傳動(dòng)裝置組成。此種清選裝置是目前大型聯(lián)合收獲機(jī)上最常用的一種清選方式，清選效果比較的好，而且機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路較為的成熟。 清選裝置最終方案的確定綜上所述，淸選裝置的選擇最終確定為風(fēng)扇篩子式淸選裝置，清選篩的往復(fù)振動(dòng)通過偏心機(jī)構(gòu)帶動(dòng)，偏心距的實(shí)際大小根據(jù)清選的效率要求來確定。具體的篩孔尺寸等亦通過聯(lián)合收獲機(jī)的作業(yè)效率要求來設(shè)計(jì)確定。而其他兩種方案，很難在工作過程當(dāng)中很好的達(dá)到我們所設(shè)計(jì)的分段式花生聯(lián)合收獲機(jī)地作業(yè)要求。風(fēng)扇是清選裝置，首先是它的作業(yè)的穩(wěn)定新，在復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境下，很難保證花生的清選效率、清選的清潔度、還有請(qǐng)選的損失率，另外在零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，需要很大程度上的反復(fù)試驗(yàn)，來最終確?；ㄉ恼?qǐng)選效果。而對(duì)于氣流清選筒式的清選裝置，在很大方面需要大的工作空間，這樣使整個(gè)機(jī)器的所占空間大大加大，增加花生收獲機(jī)的功率消耗，這種清選裝置適合于清選糧食和雜余的空氣動(dòng)力學(xué)特性相差比較大的糧食的清選，以為相差較大的的空氣動(dòng)力學(xué)特性，可以在很大程度促使在大的風(fēng)機(jī)氣流作用下完成作物的清選。而花生莢果，尤其是我們所設(shè)計(jì)的新型分段式花生聯(lián)合收獲機(jī)，一般用于收獲那些已干或者半干的花生，這時(shí)花生莢果與莖蔓的空氣動(dòng)力學(xué)特性相差更小，這樣跟容易造成收獲損失，所以我們最終放棄這種方案，而選擇第三種方案—風(fēng)扇篩子式清選裝置。這種方案應(yīng)用廣泛，結(jié)構(gòu)已經(jīng)相對(duì)比較成熟，我又在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改造，是整個(gè)結(jié)構(gòu)更趨于合理 [11]。 3 摘果裝置的設(shè)計(jì) 摘果裝置的性能分析 摘果裝置是花生聯(lián)合收獲機(jī)尤其是分段式花生聯(lián)合收獲機(jī)的核心部分，其性能的好壞直接影響到我所設(shè)計(jì)的新型分段式花生聯(lián)合收獲機(jī)的摘果率、破碎率等重要指標(biāo)。根據(jù)《花生機(jī)械化作業(yè)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定的聯(lián)合收獲作業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)摘果率≥99%、破碎率≤3% 的規(guī)定。并參閱一些現(xiàn)有的機(jī)型、參考文獻(xiàn)、以及他們的一些田間試驗(yàn)數(shù)據(jù)和從用戶那里獲得的一寫具體信息，我們可以很有把握的說，甩捋式摘果滾筒可以很好的達(dá)到應(yīng)用的要求，并且受到用戶的一直好評(píng)。甩捋式摘果滾筒主要工作零部件為：摘果滾筒、摘果滾筒下殼，滾筒帶輪、花生秧喂入口、摘果攪龍、摘果滾筒頂蓋，凹板篩、排秧板、排秧口、支架和固定螺栓，摘果裝置的核心部件為摘果螺旋攪龍、凹板篩 [10]。因此在設(shè)計(jì)摘果裝置的過程時(shí)，我們把工作的核心放在摘果螺旋攪龍（以下簡(jiǎn)稱摘果蛟龍）和凹板篩的具體結(jié)構(gòu)和尺寸的設(shè)計(jì)上。 影響甩捋式摘果滾筒摘果效率的主要因素有摘果間隙（摘果釘齒與凹板篩的間隙）、摘果滾筒的轉(zhuǎn)速、花生的喂入速度 [12] 。本設(shè)計(jì)把以上三個(gè)方面為主要考慮因素，主要把摘果攪龍和凹板篩的設(shè)計(jì)作為摘果裝置設(shè)計(jì)的核心，在原有機(jī)型的基礎(chǔ)上進(jìn)行參數(shù)改良，結(jié)構(gòu)優(yōu)化，以期達(dá)到最好的摘果水平，最低的破碎率。(1) 摘果滾筒的轉(zhuǎn)速 摘果滾筒轉(zhuǎn)速（即摘果攪龍的轉(zhuǎn)速）由摘果滾筒皮帶輪半徑的大小和與它的配合的帶輪的大小及轉(zhuǎn)速?zèng)Q定，摘果滾筒轉(zhuǎn)速的高低直接影響摘果的質(zhì)量，摘果攪龍的轉(zhuǎn)速越高，摘果的效率也會(huì)越高，在相反的一方面，它的破碎率也會(huì)越高；相反，摘果攪龍的轉(zhuǎn)速越低，摘果效率也會(huì)越低，破損率也會(huì)越低，所以要我們要找摘果率和破損率都合適的最佳轉(zhuǎn)速。而我們現(xiàn)在沒有條件進(jìn)行試驗(yàn)，所以只能參考現(xiàn)有機(jī)型和發(fā)表的一些論文及其它文獻(xiàn)資料，在他們實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。(2) 喂入速度 喂入速度反映了分段式花生聯(lián)合收獲機(jī)的行進(jìn)速度或者說是我們所采用的上海紐荷蘭 SNH500 型拖拉機(jī)的 II 檔行進(jìn)速度（因?yàn)槲覀冊(cè)O(shè)計(jì)的新型分段式花生聯(lián)合收獲機(jī)要與上海紐荷蘭 SNH500 型拖拉機(jī)配套使用）影響花生摘果的摘凈率和生產(chǎn)率。其速度可以通過拖拉機(jī)駕駛室的動(dòng)力控制裝置來改變和駕駛員的操作來控制。我們的動(dòng)力裝備已經(jīng)確定，所以我們要在結(jié)構(gòu)上調(diào)整，以滿足上海紐荷蘭 SNH500 型拖拉機(jī)的 II 檔行進(jìn)速度，并且達(dá)到好的摘果效率和水平。(3) 摘果間隙摘果間隙即：摘果攪龍上焊接的摘果齒與凹板篩的間隙。摘果釘齒與凹板篩的間隙也是影響摘果質(zhì)量的主要因素之一，所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候，要參閱以往花生收獲機(jī)設(shè)計(jì)前輩的工作經(jīng)驗(yàn)和他們的足夠多的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，我們要在采用足夠的參考依據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)，以保證該摘果間隙能夠很好的滿足我們?cè)O(shè)計(jì)的分段式花生聯(lián)合收獲機(jī)摘果裝置的摘果要求，并且，能夠很好的應(yīng)用到我們?cè)O(shè)計(jì)的新型分段式花生聯(lián)合收獲機(jī)上，以期達(dá)到最好的設(shè)計(jì)要求 [12] 。 摘果滾筒長(zhǎng)度的確定通過查閱相關(guān)的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)書籍，可知滾筒的長(zhǎng)度滿足以下公式 [11]： L=vt 公式（3—1） 式中 v—花生收獲機(jī)的作業(yè)速度（m/s）； t—花生摘果時(shí)間（s）可見，摘果滾筒的長(zhǎng)度與作業(yè)的速度和摘果的時(shí)間有關(guān)，摘果時(shí)間越長(zhǎng)，滾筒長(zhǎng)度越長(zhǎng)，花生果的漏摘率就會(huì)越少，但是摘果時(shí)間也不可以過長(zhǎng)，因?yàn)檫@樣會(huì)造成整個(gè)裝置的功率的浪費(fèi)，影響整個(gè)機(jī)器的工作效率。根據(jù)我們?cè)O(shè)計(jì)的新型分段式花生聯(lián)合收獲機(jī)前半部分的輸送裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算，花生收獲機(jī)（上海紐荷蘭 SNH500 型拖拉機(jī)的 II 檔行進(jìn)速度 ）的作業(yè)速度為 ，在參閱相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，我們?cè)诔浞挚紤]工作效率和摘凈率兩者矛盾的基礎(chǔ)上，確定摘果時(shí)間為：t=2s所以，摘果滾筒的長(zhǎng)度為：L=vt=2==1440mm 摘果滾筒轉(zhuǎn)速的確定摘果裝置摘凈率和破碎率是一對(duì)相互矛盾的統(tǒng)一體：轉(zhuǎn)速越高，摘果率越高，但破碎率也會(huì)上升；相反，轉(zhuǎn)速較低時(shí)，摘果不凈，而它的破碎率會(huì)大大下降。而這種矛盾似很難完全去除不理的一方面，所以我們現(xiàn)有的花生摘果裝置大都存在摘凈率與破碎率的矛盾問題，為此我們?cè)诔浞盅芯苛宋覀兡感Ｑ兄频?4HQL—2 花生聯(lián)合收獲機(jī)，最終采用了最新研制的甩捋式摘果方式，通過查閱相關(guān)論文（孫同珍. 花生聯(lián)合收獲機(jī)摘果及清選部件的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究：[碩士學(xué)位論文] .青島：青島農(nóng)業(yè)大學(xué)，2022）其滾筒的轉(zhuǎn)速確定如下。摘取花生果所需的力為： F= 公式（3—2）AmvW2? 公式（3—3）nr??30 所以有： 公式（3—4）mF??230式中W —摘果齒所做的功，也就是摘取花生果所需的功(kw)； v—摘果齒甩捋時(shí)的線速度（m/s）； m—摘果齒的質(zhì)量（kg）； F—摘取花生所需的力（N）； A—花生果針的截面積（m 2）；n—摘果滾筒轉(zhuǎn)速（r/min）。 由于我們?cè)O(shè)計(jì)的分段式花生聯(lián)合收獲機(jī)，采用分段式收獲，花生經(jīng)機(jī)械或者人工挖掘后經(jīng)鋪條晾曬后，花生果柄不會(huì)發(fā)生腐爛，并且此時(shí)的花生莖蔓上大部分葉子已經(jīng)落掉，花生莢果與果柄以及果柄與花生秧的根部拉伸的力幾乎一致，而且所需的拉斷力或者是極限應(yīng)力較為穩(wěn)定，參照表3—1，花生莖蔓、根蔓抗拉與果結(jié)合處抗剪一般在1015N 左右。此時(shí)摘果所需要的力較為穩(wěn)定，可以減少全喂 入花生摘果機(jī)的功率損耗，同時(shí)有利于逐稿器和振動(dòng)篩的清選工作，經(jīng)查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料和理論計(jì)算，最終確定摘果滾筒的轉(zhuǎn)速為450~550r/min ，最后參閱( 孫同珍. 花生聯(lián)合收獲機(jī)摘果及清選部件的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究：[碩士學(xué)位論文] .青島：青島農(nóng)業(yè)大學(xué)，2022，) [4]。他經(jīng)過田間正交試驗(yàn)，和最后采用較為合理科學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析方法對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了細(xì)致分析，最終把轉(zhuǎn)速定為500r/min。所以，雖然我們現(xiàn)在沒有條件進(jìn)行細(xì)致深刻的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，不能親自動(dòng)手獲得第一手實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，但我們可以借鑒孫同珍學(xué)長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，我們最終也把我們?cè)O(shè)計(jì)的新型分段式花生聯(lián)合收獲機(jī)的摘果裝置的摘果滾筒多大的轉(zhuǎn)速定為： V=500r/min 公式（3—5） 摘果滾筒直徑的確定摘果滾筒直徑的大小關(guān)系到摘果攪龍上摘果齒與凹板篩之間的間隙即摘果間隙或重疊程度的大小，進(jìn)而影響到摘果裝置的摘凈率和破碎率。根據(jù)中國(guó)花生生長(zhǎng)狀況的調(diào)查數(shù)據(jù)可知，一般花生的植株生長(zhǎng)情況調(diào)查結(jié)果如下 [4]：以花生品種為花育22為例。 單株花生莖蔓