【文章內容簡介】 不穩(wěn)定，切割不可靠。③刀片鉗住莖桿的條件 如圖14，莖稈在動刀片及定刀片的夾持中，在兩刀刃的接觸點 A、B 處對莖 稈有正壓力 NN2 和摩擦力 FF2（F1＝N1tgφ1，F(xiàn)2 ＝N2tgφ 2）。如用 R1 表示 N1 與 F1 的合 力，用 R2 表示 N2 與 F2 的合力，則莖稈被夾住的條件為：兩刃口作用于莖稈的合力 R1 與 R2必在同一直線上[16]。從圖14 中的三角形 OAB 可看出θ +φ1＋φ2＝π式中φ 1——動刀片對莖稈的摩擦角φ 2——定刀片對莖稈的摩擦角 四邊形 OACB 中看出∠OAC＝∠OBC=π／2α＋β≤φ 1+φ 2式中 α ——動刀片的切割角β ——定刀片的切割角 經測定，帶齒的動刀片與光刃的定刀片配合對小麥莖稈的摩擦角之和為φ 1+φ 2＝45－52176?，F(xiàn)有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型切割器的動刀片的α角為 29176。，定刀片β角為 6176。15ˊ，其α ＋β ＝35176。15ˊ，均符合夾持切割的條件。從幾何關系可看出動刀片的刃部高度與α 角等參數(shù)的關系h=(a—b)/tgα圖14 刀片鉗住莖桿的受力分析Fig14 Blade grips live stem force analysis2）割刀運動分析 曲柄連桿機構的割刀運動（如圖15）圖15 割刀運動分析Fig15 Cutte0r movement analysis擺環(huán)機構的割刀運動 擺環(huán)機構的割刀位移、速度和加速度的方程式（推導從略）為X=－σ rcosω tVx=μ rω sinω t ax=γ rω2cosωt (3)則割刀位移、速度、加速度與曲柄轉角關系（如表2）[17]表2 割刀位移、速度、加速度與曲柄轉角的關系Table 2 Air displacement，Velocity，Acceleration and Crank corner relationship X 3）切割速度分析試驗指出：在割刀鋒利、割刀間隙正常（動、定刀片間的間隙為 0－）的條件下， 切割速度在 －；若低于此限，則割茬不整齊并有堵刀 現(xiàn)象。①普通Ⅰ型切割器的切割速度（如圖16）：圓弧 。 從（圖16a）看出，普通Ⅰ型切割器的割刀速度利 用較好，因而切割性能較強。圖16 普通Ⅰ型Fig16 Ordinary type Ⅰ②普通Ⅱ型切割器的切割速度（如圖17）普通Ⅱ型切割器的切割速度圖的特點是：割刀在一個行程中與兩個定刀片相遇，因而 有兩個切割速度范圍，分別為 va1－vb1 及 va2－vb2。從兩個范圍的速度看，雖沒有包括最大 割刀速度，但仍屬于較高速度區(qū)段，因而切割性能尚好。③低割型切割器的切割速度（如圖18） 割刀在一個行程中與三個定刀片相遇，因而有三個切割 速度范圍：va1－vbva2－vb2 及 va3－vb3，其中 va1=0，vb3＝0，因而切割性能較差，工作中常 有部分莖稈被撕裂和撕斷，并有時出現(xiàn)塞刀。圖17 普通Ⅱ型Fig17 Ordinary type 圖18 切割器Fig18 Low cut type④切割平均速度 (4)式中：n——割刀曲柄速度 r——割刀曲柄半徑 S——割刀行程割刀平均速度 ，也是用來確定割刀曲柄轉速的重要參數(shù)之一，其選取應根據(jù)機器作 業(yè)性質而定。如割草機及收割機，因切割對象較青、濕，而且負荷較重，應取較大值；谷物聯(lián)合收獲機，因切割對象較干、脆，負荷較輕，可取較小值。其一般范圍為12m/s[18]。4）割刀進距對切割器性能的影響進距：割刀運動一個行程（是）時，機器前進的距離。 (5) (6) 式中：Vm——機器前進度 n——割刀曲柄轉速 ω——割刀曲柄角速度割刀進距的大小，直接影響到動刀(刃部)對地面的掃描面積——切割圖，因而對切割器性能影響較大。它也是確定切割器曲柄轉速的另一重要參數(shù)。切割圖的繪制步驟：①先在圖上畫出兩個相鄰定刀片的中心線和刃線的軌跡（即縱向平行線）。②按給定的參數(shù)（Vm及 n）計算割刀進距 H，并畫出動刀片原始和走過兩個行程后的位置。③以動刀片原始位置的刃部 A 點為基準，用作圖法畫出該點的軌跡線。④按 A 點的軌跡圖型，在 AB 及 CD 兩刃線的端點畫出其軌跡線，即得動刀片刃部在兩 個行程中對地面的掃描圖形——切割圖（圖19）。由（圖19）可見，在定刀片軌跡線內的作物被護刃器及定刀片推向兩側，在相鄰兩定 刀片之間的面積為切割區(qū)。在切割區(qū)中有三種面積： ⑤一次切割區(qū)（Ⅰ）：在此區(qū)內的作物被動刀片推至定刀片刃線上，并在定刀片支持 下切割。其中大多數(shù)莖稈沿割刀運動方向傾斜，但傾斜量較小，割茬較低。 ⑥重切區(qū)（Ⅱ）：割刀的刃線在此區(qū)通過兩次，有可能將割過的殘茬重割一次。因而 浪費功率。 ⑦空白區(qū)（Ⅲ）：割刀刃線沒有在此區(qū)通過。該區(qū)的谷物被割刀推向前方的下一次的 一次切割區(qū)內，在下一次切割中被切斷。因而莖稈的縱向傾斜量較大，割茬較高，且由于 切割較集中，切割阻力較大。如 空白區(qū)太長，有的莖稈被推倒造 成漏割。割刀平均速度 Vp和割刀進距 H 都是確定割刀曲柄轉速 n 的重要參數(shù)。因此 在設計中，要兼顧兩者要求確定曲柄轉速。5）切割器功率計算 (7)式中 —機速（m/s） B —割幅（m） —切割每平方米面積莖需功率（小麥=100200) —空轉功率（） —切割功率 圖19 切割圖Fig19 Cutting figure 立式割臺的帶式輸送器立式割臺輸送器布置在切割器后方的垂直面內，立式割臺收割機工作時，靠機器前進的推力使作物壓縮積聚、互相支持來進行切割，割下的作物由于其慣性力而緊貼在輸送帶上。輸送帶一般有上下兩條，帶上間隔地裝有木制或鐵皮制成的撥齒，將谷物橫向撥出鋪放。一般配手扶拖拉機的小型立式割臺收割機，步行操作機器的前進速度一般在1m/s，本設計取=1m/s。立式割臺動刀片頂部與下輸送帶撥齒頂部之間的距離叫做割刀前伸量，記為。它是一個重要的參數(shù)，選擇不當就會造成“先送后割”，這種情況就會造成禾桿折斷或傾倒而堵塞[19]。要使作物先被切割器割下，再由輸送帶撥送，割刀前伸量應大于割刀往復一次前進的距離，即： (8)式中：—機器前進的速度（m/s） n—切割器的曲柄軸轉速（rad/min）要使立式割臺的輸送器均勻、連續(xù)的輸送，必須能及時地將割下的谷物全部帶走，根據(jù)這個要求可確定輸送器的運動參數(shù)和主要結構參數(shù)之間的關系： 設：—作物在田間的生長密度 —輸送帶上谷物的壓縮密度 B—割幅 h—撥齒高 —機器前進速度 —輸送帶速度令為速度比，為莖桿壓縮系數(shù)，則上述不等式為： (9)