收割機械(編輯修改稿)
2025-03-23 14:52 本頁面
【文章內容簡介】 與構造 從目前收割機和聯(lián)合收獲機應用情況看，切割器主要有圓盤式切割器 ,往復式切割器和甩刀回轉式切割器三種基本類型。 圓盤式切割器一般為一高速旋轉的水平刀盤 ， 工作幅寬小 、功率消耗大 ， 大多用于園藝管理 、 茶樹修剪等作業(yè) ， 很少在谷物收獲系統(tǒng)中使用 。 圓盤式切割器 按有無支承部件分為 : ? 1．無支承圓盤式切割器 ? 2．有支承圓盤式切割器 往復式切割器 ， 一般由動刀片 、 定刀片 、 護刃器 、 壓刃器 、 摩擦片 、刀桿等組成 。 往復式切割器結構簡圖 護刃器 動刀片 壓刃器 摩擦片 刀桿 定刀片 動刀片與定刀片相對做直線往復運動 ， 平均切割速度為 1~2m/s， 特點是：結構簡單 、 工作可靠 、 適應能力強 、 作業(yè)幅寬大 ，縱向尺寸小 ， 目前絕大多數(shù)的收割機和聯(lián)合收獲機上采用這種形式的切割器 。本節(jié)的重點也將針對往復式切割器的類型 、 結構 、工作原理 、 參數(shù)分析等進行介紹 。 機構組成的功用 往復式切割器的類型 根據(jù)動刀片直線運動行程 S、相鄰動刀片和相鄰定刀片之間的安裝間距 t 和 t0 三者的組合關系 ，往復式切割器可分為三種基本類型 。 普通 Ⅰ 型 t0 S=t 動刀片 定刀片 結構尺寸關系為 S = t = t0 = mm 工作特點是：割刀的切割速度較高，切割性能好，對粗細莖稈有較強的適應性，廣泛用于稻麥作物的收割機械上。 普通 Ⅱ 型 t0 t S=2t=2to 結構尺寸關系為 S =2 t =2 t0 = mm， 動刀片間距 t和定刀片間距 t0與標準型相同 ， 但割刀行程 S為標準型的 2倍 。 工作特點特點：割刀往復運動頻率低 ， 慣性力小 、 適合于抗振性較差的小型收割機 。 低割型 to S=t 結構尺寸關系為 S = t =2 t0 = mm 在標準型切割器的基礎上 ， 在兩定刀片之間又增加了一個定刀片 ， 使得定刀片之間的間距縮小 1倍 ， 切割谷物時 ， 莖稈的橫向歪斜量小 ， 割茬較低 ， 對收割低夾大豆和牧草較為有利 。 但有堵刀現(xiàn)象 。 甩刀回轉式切割器 圖 817 甩刀回轉式切割器 四、往復式切割器的構造和傳動機構 往復式切割器的工作特點是動刀片做直線往復運動，要實現(xiàn)將動力輸出的旋轉運動變?yōu)楦畹兜闹本€運動方法很多，目前在收割機械上應用較多的有三種類型：曲柄連桿機構、擺環(huán)機構、行星齒輪機構，其中行星齒輪機構應用最廣。 曲柄連桿機構 o A B ωt ω x x y 特點：機構簡單、成本低廉、占據(jù)空間大。 擺環(huán)機構 特點： 結構緊湊、鉸鏈較少、工作可靠、制造成本高。 行星齒輪機構 x y o o1 A 行星齒輪的節(jié)圓直徑是齒圈節(jié)圓直徑的一半，銷軸置于割刀的運動直線上，曲柄回轉時，銷軸在割刀運動方向線上作往復運動，其行程等于齒圈節(jié)圓直徑。特點：結構緊湊、振動小，便于機構配置，但成本高，機構復雜 。 五、往復式切割器的工作原理 及運動分析 (一 ) 刀片的幾何形狀 無論使用什么樣的切割器 ， 都必須滿足滑切的要求 ， 而能否保證割刀直線運動下的滑切 ，割刀的幾何形狀非常關鍵 。 目前 ， 比較理想的幾何形狀是梯形和三角形 ， 而梯形更具合理性 ，因為三角形一旦出現(xiàn)磨損 ， 將影響割刀刃口的長度 ， 近而最終影響割刀的切割質量 。 三角形動刀片 梯形動刀片 h h1 結論：梯形動刀片比三角形動刀片使用壽命長，工作質量高，是目前最常用的結構形式。（還有另外一個原因，后面介紹）。 梯形刀片的結構參數(shù) b α h a d β Vn V A b— 前橋寬， a— 底部寬h— 刃部高 α— 滑切角 一般情況下 ， α 越大 ， 滑切能力越強 ， 切割也就越省力 ， 當 α 由 150增至 450時 ， 切割阻力將減少一半 。 滑切角 α 與切割阻力 P之間的關系曲線如下： o P α a=76 b=17 h=55 d=24 但要特別注意的是， α 的變化范圍一定要首先滿足莖稈被動定刀片鉗住的條件： α β o A N1 B N2 F1 F2 R1 R2 α+β≤φ1+φ2 φ 1 、 φ 2 — 分別表示動定刀片與谷物莖稈的摩擦角，φ 1+φ 2≤ 45~520，試驗結果表明，α =290，β =6015/時切割效果最好。 (二 ) 割刀的運動分析 割刀的運動特性對切割器性能有直接的影響，由于往復式切割器的動刀片工作時在曲柄連桿機構的驅動下做橫向的往復直線運動，其運動是間歇的。我們通過對該機構的運動分析找出割刀位移與速度之間的關系，為合理的確定割刀速度與機組前進速度配合關系提供理論依據(jù)。 o A B ωt ω x x y L r 建立動刀片的運動方程 x=－ rcosωt Vx= rωsinωt = r ω√sin2 ωt = r ω√1－ cos2 ωt = ω√r2－ r2cos ωt = ω√r2－ x2 122222???rVrx x 六． 往復式切割器的切割性能參數(shù)分析 ? （一）切割速度分析 可以看出 ， 割刀速度與割刀位移之間的關系為一橢圓方程式 ， 長半軸為 rω ， 短半軸為 r， 他反映了割刀在其運動過程中 ， 任意一點的速度是不相同的 ， 有時 ， 為了研究的方便 ， 將圖中的長半軸 rω 縮小 ω 倍 ， 這樣割刀速度與位移之間的關系圖就可用一標準圓來表達 ， 后面我們將會用到這個結果 。 o r r o x Vx r rω A B 由于割刀的橫向直線運動速度是變化的，應用起來很不方便，因此我們引進割刀的平均速度 Vp 的概念 。 設：割刀運動一個行程 S內所用時間為 t， n— 曲柄轉速（ r/min） Vp= S / t 60秒 n t 1/2 t=30/n， S=2r Vp= S / t = n S / 30 = n r / 15 在這里有一個問題需要說明 ，往復式切割器割刀的運動是水平橫向運動和直線前進運動的合成 ， 割刀橫向運動的平均速度 Vp與機器前進運動的速度 Vm的 配合關系 ， 決定了割刀絕對運動軌跡 ， 這一配合關系我們習慣上用割刀進距 （ 切割進距 ） H來表示 。
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