【文章內(nèi)容簡介】 大體可以分為四種：方案一：立式割臺、臥式滾刀方案，設(shè)計思路是，往復(fù)刀切斷植株→夾持鏈夾持輸送→立式摘輥摘穗→喂入輥組輸送→臥式滾刀切碎并拋送莖稈。是成熟的立式摘輥技術(shù)和青貯收獲機(jī)的滾刀秸稈切碎技術(shù)的組合，立式摘穗輥及夾持鏈成擴(kuò)張形式，利于不同行距的配置。缺點是從拉莖輥到滾刀，由三行變一束喂入滾刀，需加多對喂入導(dǎo)向輥，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。工作可靠性難以保證。方案二：輥刀切斷植株→臥式摘輥摘穗→螺旋輸送器匯集秸稈→喂入組輥喂入→臥式滾刀將莖稈切碎拋送的設(shè)計方案，本方案是借鑒烏克蘭生產(chǎn)的KCKY7AC玉米收獲機(jī)技術(shù)。調(diào)查資料表明，技術(shù)成熟，玉米植株切斷采用滾刀，轉(zhuǎn)速高制造困難；各行秸稈需經(jīng)螺旋輸送匯集至切碎滾刀喂入輥，秸稈易錯亂影響切碎長度合格率。方案三：往復(fù)刀切斷植株→夾持鏈夾持輸送→立式摘輥摘穗→立式滾刀切碎莖稈并拋送→拋送器將切碎莖稈拋送的設(shè)計方案，設(shè)計思路，立式割臺的立式摘輥配置立式滾刀的機(jī)構(gòu)屬創(chuàng)新性設(shè)計，經(jīng)查新和查詢有關(guān)資料未見國內(nèi)外報導(dǎo)，其特點立式摘穗輥拉莖棍兼作滾刀的喂入輥結(jié)構(gòu)簡單緊湊，問題是秸稈喂入與滾刀軸線的垂直性如何，需進(jìn)行試驗驗證；優(yōu)點是秸稈在切碎后輸送相對容易。 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)由三個工作層面聯(lián)動完成三個作業(yè)動作，一方面撥禾鏈撥齒繼續(xù)向后撥送玉米植株，與此同時導(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)制向下拉動植株，在向下拉動的同時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。1 臥式摘穗輥式：主要由一對相對回轉(zhuǎn)的摘輥組成，摘輥配置前低后高，縱向傾斜，軸線與水平線成35度～40度夾角，兩輥的軸線基本平行，兩輥具有約35mm的高度差。摘輥分前、中、后三段，前段為帶螺紋的錐體，主要起引導(dǎo)莖稈和有利于莖稈進(jìn)入摘輥間隙的作用；中段帶有螺旋凸棱的圓柱體，起摘穗作用，兩對摘穗輥的螺旋旋向相反，并相互交錯配置，在螺紋上相隔90度設(shè)有摘穗鉤：后段稱為強(qiáng)拉段，表面具有較高大的凸棱和溝槽，將摘完穗或已拉斷的莖稈快速輸送，以防堵塞。結(jié)構(gòu)原理如圖所示22。臥式摘穗輥的特點是割臺結(jié)構(gòu)簡單，實用可靠，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。2 臥式摘穗板式：由一對縱向斜置式拉莖輥和兩個摘穗板組成。拉莖輥分為前后兩段，前段為帶螺紋的錐體，主要起引導(dǎo)和輔助喂入作用；后段為拉莖段，表面設(shè)有提高抓取能力的凸棱或葉片，其水平傾角與臥式摘輥相近。摘穗板位于拉莖輥上方，工作寬度與拉莖輥工作長度相同，為減少對果穗的擠傷，邊緣制成圓弧形。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)臥式摘穗板的特點是工作可靠，果穗咬傷率小，籽粒破碎率低。此種摘穗裝置已經(jīng)實現(xiàn)了穗莖兼收，但是莖稈夾持輸送結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且果穗上帶有的的苞葉較多，容易拉斷莖稈，功率消耗較大。3．立式摘穗輥式。由一對傾斜(與垂直線成25。夾角)配置的摘輥和擋禾板組成。每個摘輥分上、下兩段，上段為主要部分，起摘穗作用，為了增加摘輥對莖稈的抓取能力和對果穗的擠落能力，該段的斷面為花瓣形；下段為輔助部分，起拉莖作用，該段的斷面或與上段相同或采用4～6個棱形。立式摘穗輥的特點是其配置沿前進(jìn)方向稍微向前傾斜，摘下的果穗迅速離開摘輥，果穗與摘輥接觸的時間較短，減少了果穗籽粒的損傷和落粒，減少了整機(jī)的籽粒損失。另外莖稈通過摘輥后，莖稈已有較大的傾斜，并且莖稈與地面較高，易于布置莖稈切碎裝置和回收裝置。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差難以掌握，立式玉米收獲機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，割臺部分質(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。第3章 關(guān)鍵部件設(shè)計 分禾器分析與設(shè)計分禾器雖然結(jié)構(gòu)簡單，但是對整機(jī)性能影響較大。一方面，玉米收獲機(jī)大都是對行作業(yè)。但往往由于氣候條件、病蟲害、風(fēng)災(zāi)以及植株過高過密等原因，導(dǎo)致部分莖稈倒伏或折斷。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。另一方面，分禾器可以將2b范圍內(nèi)的玉米植株跟2b范圍外的分開，并將范圍內(nèi)的玉米植株全部攏到夾持輸送裝置，從而莖稈被割斷和輸送。 圖31分禾器示意圖分禾器前傾角、分開角及其尖端與地面的垂直高度，都直接影響到植株的空間位置。由于分禾器的作用，植株接觸夾持輸送鏈時植株的傾斜度不同，夾持植株的部位不同，夾持的植株不均勻，容易導(dǎo)致夾持輸送鏈堵塞，影響機(jī)器的正常工作。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。在外力的作用下，玉米植株發(fā)生彎曲變形，在即將折斷的瞬間，植株與地面法線的夾角稱為玉米植株折斷臨界角，其大小影響分禾器的寬度和與地面的垂直距離。在玉米折斷這個臨界狀態(tài)下，為了保證將植株全部導(dǎo)入夾持輸送鏈而不會被遺漏，對植株的折斷臨界角進(jìn)行試驗研究是非常有必要的。通過對植株高度、果穗高度、植株重心位置與莖稈含水量對臨界角影響 Y=+ （植株直徑）Y=+ （自然高度）Y=+ （接穗高度）Y=+ （植株重心）Y=+ （莖稈含水量）因此植株直徑對臨界角影響程度最大其次是莖稈含水率、結(jié)穗高度、植株自然高度，影響程度最小的是植株重心位置。由試驗結(jié)果可知，植株的折斷臨界角一般分布在20度～30度之間。玉米植株折斷臨界角與分禾器張開寬度l及高度h之間的關(guān)系 （31）h—分禾器尖端距地面的垂直距離；l—分禾器張開寬度；a—玉米植株折斷臨界角。植株折斷臨界角一般在20度～30度之間。當(dāng)結(jié)穗高度小于60cm時，從理論上推出分禾器張開寬度小于22cm就會避免由于植株被折斷而漏摘。實際上，為了適應(yīng)不對行收獲，應(yīng)加大分禾器的分開角度，同時加大撥禾鏈的運(yùn)行角度，而且減小分禾器尖角，試驗表明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。由理論分析知分禾器前傾角存在一臨界角(45度～50度)，當(dāng)前傾角小于臨界角時，相對于分禾器莖桿均勻速向后滑，前傾角大于臨界角時，莖桿均滑向分禾器尖端。當(dāng)前傾角小于臨界角時，機(jī)器前進(jìn)速度一定時，前傾角小，莖桿后移的速度越大，通常在10度～15度。 摘穗裝置的計算 撥禾鏈線速度與拉莖棍線速度分析當(dāng)收獲機(jī)以速度向前行駛時，玉米植株相對于機(jī)器向相反方向以速度移動，此時植株是穩(wěn)定的沒有傾倒的作用力，也就是說撥禾齒在平行于機(jī)器行進(jìn)方向的線速度等于機(jī)器行進(jìn)速度時能夠最好地保持作物的穩(wěn)定性。對此要保持作業(yè)時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。由此得出撥禾鏈的最佳線速度 （32）為機(jī)器行進(jìn)方向與導(dǎo)入部分撥禾鏈運(yùn)動方向的夾角，該夾角一般為20度到25度，也就是說如果機(jī)器在vj速度下作業(yè)，那么撥禾鏈的線速度應(yīng)為。 一般情況下玉米收獲時的常用作業(yè)速度為快二檔中油門，，最終得出撥禾鏈的撥禾線速度為； （33）式中：——拔禾鏈的最佳線速度 ——收割機(jī)前進(jìn)速度那么拉莖線速度與拉莖輥有效長度、撥禾鏈速度以及玉米植株通過拉莖輥的長度有關(guān)，它們之間的關(guān)系為； （34） 式中:Hvb——玉米植株通過拉莖輥的長度（— m、 m） L——拉莖輥有效長度（根據(jù)綜合性能測試一般取650800 mm）。拉莖輥直徑:根據(jù)抓取莖稈而不抓取果穗兩條件來確定。根據(jù)拉莖輥對莖稈抓取的條件， 如圖32 （35）所以， 即 式中，α—拉莖輥對莖稈的抓取角， —拉莖輥與莖桿的摩擦系數(shù)。摘穗時拉莖輥不抓取果穗的條件： （36）式中，α—摘輥對莖稈的抓取角，—摘輥對莖稈的抓取系數(shù)，圖32 拉莖輥對莖稈抓取示意圖 摘輥主要參數(shù) （37） 要抓取莖稈 則帶入上式得 摘輥不抓取果穗的條件為 所以拉莖輥直徑滿足條件 式中，dg果穗直徑