【文章內(nèi)容簡介】 收獲機(jī) 11 臺(tái)，一機(jī)多用，提高機(jī)具利用率。利用現(xiàn)有的自走式小麥聯(lián)合收割機(jī)，將割臺(tái)換裝玉米收獲割臺(tái)，既可收獲小麥也可收獲玉米。本著互換容易、作業(yè)時(shí)互不影響的原則，將動(dòng)力系統(tǒng)、行走駕駛系統(tǒng)及部分動(dòng)力系統(tǒng)共用。這樣做可以提高收獲機(jī)的利用率，縮短投資回收期，市場前景極為廣闊。目前 淄博向農(nóng)機(jī)械有限公司（圖 1– 5）、 約翰 .迪爾佳聯(lián)收獲機(jī)廠、新疆聯(lián)合收獲機(jī)廠 等企業(yè) 正在開發(fā)試驗(yàn)此種 機(jī)型。從試驗(yàn)情況看，還需要進(jìn)一步減化結(jié)構(gòu)，提高使用可靠性。如果換裝割臺(tái)成功，必將加快我國收獲機(jī)械化的發(fā)展， 形成良性循環(huán)，互相促進(jìn)銷售與推廣。 。代表機(jī)型有： 紐荷蘭公司研制的新一代 FX 系列自走式青貯收獲機(jī)、約翰迪爾新世紀(jì) 7000 系列自走式青貯收獲機(jī)、山東巨明 4SL－10 自走式青貯收獲機(jī)、 牧神 S－ 900 型、牧神 S－ 1200 型 、牧神 S－ 3000 型（圖1– 6） ,牧神系列 機(jī) 型 采用先進(jìn)的不對行立式割臺(tái)技術(shù) ， 克服了對行作業(yè)機(jī)型作業(yè)時(shí)飼草浪費(fèi)及對高稈作物不適應(yīng)等缺陷。 該機(jī)型將果穗 和莖桿同時(shí)收獲， 一次性連續(xù)完成收割、切碎、揉搓、拋送裝車等多項(xiàng)作業(yè) ； 由新疆機(jī)械研究院研制的9QZ－ 3000 型自走式青貯機(jī)，各 項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到了國內(nèi)先進(jìn)水平，該機(jī)主要用于收獲高桿作物可一次完成青（黃）貯玉米、高粱的收割、切碎及拋送裝車等作業(yè)，目前已批量生產(chǎn)。 。代表機(jī)型有 KCK— 型 (圖 1– 7)玉米青貯型聯(lián)合收獲機(jī)、 KY－ 2M 型玉米聯(lián)合收獲機(jī) [、 4YQ－ 3 青貯型自走式玉米聯(lián)合收獲機(jī)及4YZ－ 4 型。 4YZ－ 4 型由烏克蘭赫爾松康拜因制造公司的 KCKY－ 6 型玉米收獲機(jī)圖 1– 6 牧神 S－ 3000 型青（黃）貯飼草料收獲機(jī) 圖 1– 5 研制中的玉米摘穗莖桿還田割臺(tái)配小麥聯(lián)合收獲機(jī) “ 配小麥聯(lián)合收獲機(jī) ” 12 仿制而成，由 6 行改為 4 行自走式，帶有玉米剝皮的功能，由于此中機(jī)型采用無支撐切割，割茬高度不齊，莖桿采用螺旋匯集喂入切碎滾筒，易造成莖桿長短不一。 KCK－ KY－ 2M型玉米聯(lián)合收獲機(jī)由于 摘穗輥的工作不夠完善，籽粒損失較為嚴(yán)重，并且 KY－ 2M 型玉米收獲機(jī)有兩層夾持輸送鏈，結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜。 4YQ－ 3 青貯型自走式玉米聯(lián)合收獲機(jī)的摘穗機(jī)構(gòu)采用摘穗板式，由于摘穗板式本身的缺點(diǎn)及莖桿夾持輸送裝置較為復(fù)雜，此種機(jī)型并不理想。 隨著近年來我國玉米收獲機(jī)械研究水平的不斷提高，機(jī)收技術(shù)的不斷完善，根據(jù)我國現(xiàn)有國情，還田型玉米收獲機(jī)已發(fā)展到了完善、成熟的階段 ，機(jī)具近期將得到大面積的推廣應(yīng)用。 穗莖兼收型玉米聯(lián)合收獲機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)莖稈資源的綜合利用，適合農(nóng)區(qū)畜牧業(yè)發(fā) 展初期的需求，將是玉米聯(lián)合收獲機(jī)械近期研究、開發(fā)的重點(diǎn)，在畜牧業(yè)發(fā)展較快的農(nóng)區(qū)這種機(jī)型有較好的發(fā)展前景。穗、莖一起切碎用作青貯飼料的 青飼料收獲機(jī)研究開發(fā)也已經(jīng)起步，畜牧業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)青飼料收獲機(jī)應(yīng)用量會(huì)更大。預(yù)計(jì)近 3 到 5 年將會(huì)出現(xiàn)幾種較為實(shí)用的暢銷機(jī)型。但 近期玉米收獲機(jī)械 可能 以價(jià)格較低的背負(fù)式機(jī)型為主，技術(shù)成熟、可不對行收獲的玉米收獲機(jī)具將會(huì)迅速占領(lǐng)市場。 隨著 農(nóng)業(yè)適度規(guī)模經(jīng)營的實(shí)現(xiàn)，和小麥 聯(lián)合收獲機(jī)的發(fā)展一樣，背負(fù)式機(jī)型將會(huì)逐漸退出市場，自走式機(jī)型將會(huì)一統(tǒng)天下。 研究開發(fā)的必要性及意義 玉米是我國三大糧食作 物之一，小麥?zhǔn)斋@已基本實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，水稻收獲的機(jī)圖 17 KCK－ 型玉米青貯型聯(lián)合收獲機(jī) 1－莖稈 2－翻壓輪 3－分莖器 4－喂入裝置 5－摘穗棍 6－切莖滾筒 7－青貯料輸送器 8－果穗升運(yùn)器 9－果穗收集拖車 13 械化迅速發(fā)展， 收獲機(jī)械化水平接近 20%，而玉米機(jī)械化收獲水平僅為 2%多一點(diǎn)，由于總體機(jī)械化技術(shù)的相互影響，盡管播種機(jī)械技術(shù)和質(zhì)量比較高，播種機(jī)械化水平也處于一個(gè)較低的水平，玉米收獲環(huán)節(jié)的機(jī)械化已成為影響我國農(nóng)業(yè)機(jī)械化的瓶頸和關(guān)鍵問題。玉米生產(chǎn)機(jī)械化水平低的一個(gè)重要因素是收獲機(jī)械的關(guān)鍵技術(shù)的不可靠性引起的。另一原因是機(jī)具的適應(yīng)性差，各地的產(chǎn)量、秸稈高度都有很大的差別，且用戶對秸稈的處理方式也不相同（青貯、破茬還田、粉碎還田），玉米生產(chǎn)機(jī)械化技術(shù)必須系列化、標(biāo)準(zhǔn)化因 地制宜地滿足不同用戶的需求。因此，在本項(xiàng)目對玉米聯(lián)合收獲機(jī)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行重點(diǎn)研究、突破其技術(shù)難點(diǎn)、增強(qiáng)其可靠性的基礎(chǔ)上，通過對適宜各地區(qū)、各種種植模式的收獲機(jī)械的試驗(yàn)與示范研究，制訂玉米收獲機(jī)械化技術(shù)規(guī)范，來指導(dǎo)玉米生產(chǎn)，成為農(nóng)業(yè)和農(nóng)民生產(chǎn)中的實(shí)際需要，是本項(xiàng)目研究的主要內(nèi)容之一，也是促進(jìn)機(jī)械化收獲技術(shù)推廣的重要措施。試驗(yàn)示范是該項(xiàng)目必不可少的內(nèi)容，通過示范對新機(jī)械適應(yīng)性和可靠性進(jìn)行考核，以此為依據(jù)，對機(jī)械進(jìn)行改進(jìn)。研究和探索機(jī)械化生產(chǎn)工藝，改進(jìn)玉米生產(chǎn)技術(shù)，完善和總結(jié)玉米收獲機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范。另外到目前為 止國內(nèi)還沒有系統(tǒng)介紹玉米聯(lián)合收獲機(jī)械的設(shè)計(jì)、實(shí)用和維修方面的著作，在此基礎(chǔ)上編寫一部培訓(xùn)教材，用于指導(dǎo)面上的玉米生產(chǎn)，形成玉米生產(chǎn)的農(nóng)藝技術(shù)與機(jī)械化收獲技術(shù)統(tǒng)籌運(yùn)作與發(fā)展的良性促進(jìn)機(jī)制。示范也是新機(jī)械推廣應(yīng)用必不可少的重要環(huán)節(jié)，達(dá)到宣傳群眾、提高認(rèn)識、激發(fā)積極性的目的。這對促進(jìn)玉米生產(chǎn)技術(shù)升級，滿足農(nóng)民日益迫切的需要，增加農(nóng)民收入和推進(jìn)我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程具有重要的現(xiàn)實(shí)和歷史性意義 。 第二章 課題的目標(biāo)和主要研究內(nèi)容 研究目標(biāo) 解決玉米聯(lián)合收獲機(jī)中 摘穗機(jī)構(gòu) 的關(guān)鍵技術(shù)和模塊化設(shè)計(jì)，提高玉米聯(lián)合收獲機(jī)械的可 靠性和適應(yīng)性。 繪制出摘穗機(jī)構(gòu)的零件圖并完成裝配 。 14 主要研究內(nèi)容 （ 1） 研制適用性強(qiáng)、可靠性高、成本低的摘穗單元體結(jié)構(gòu) 。 （ 2） 對 臥 式玉米聯(lián)合收獲機(jī)進(jìn)一步優(yōu)化 。 （ 3） 熟悉 pro/e 各種操作 ,研究 pro/e 各種應(yīng)用 第三章 指導(dǎo)思想與技術(shù)路線 指導(dǎo)思想 依照先進(jìn)性、實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性為原則，解決玉米收獲過程中的瓶頸問題和關(guān)鍵部件的可靠性問題，以及農(nóng)業(yè)和農(nóng)民迫切需要的關(guān)鍵技術(shù)問題和設(shè)備。 設(shè)計(jì) 技術(shù)路線 確定收獲機(jī)的工藝流程→設(shè)計(jì)技術(shù)方案→設(shè)計(jì)樣機(jī)效果圖（工業(yè)設(shè)計(jì)）→割臺(tái)設(shè)計(jì)→各主要工作部件優(yōu)化設(shè)計(jì)。 1）在分析現(xiàn)有 臥式 玉米收獲機(jī)基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)。 2） 研制適用性強(qiáng)、可靠性高、成本低的摘穗單元體結(jié)構(gòu)； 3）基于三維實(shí)體造型設(shè)計(jì)技術(shù)對摘穗裝置及傳動(dòng)裝置 進(jìn)行結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，減輕結(jié)構(gòu)重量。 第四章 割臺(tái)的總體設(shè)計(jì) 課題主要研究目標(biāo) 在發(fā)達(dá)國家，玉米收獲已基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化。多數(shù)國家玉米一年種植一季，采用一次作業(yè)可完成摘穗、脫粒收獲作業(yè)，我國在小麥、玉米一年兩季種植區(qū)，玉米收獲時(shí)籽粒含水率高達(dá) 35％ 以上，采用直接收獲方式收獲，籽粒破碎率高達(dá) 30％，不利于玉米后熟。玉米適時(shí)收獲還影響下茬小麥的播種，因此直接脫粒收獲 玉米方式不適合我國國情。為防止玉米莖桿焚燒造成污染，大力發(fā)展莖桿 15 綜合利用，發(fā)展畜牧業(yè)需要大量青貯飼料，因此急需適合我國國情的穗莖兼收型玉米聯(lián)合收獲機(jī)。 課題要求的主要技術(shù)指標(biāo) 在籽粒含水率為 25％～ 30％ 、植株倒伏率低于 5％ 、果穗下垂率低于 5％、最低結(jié)穗高度大于 35cm 的條件下，采用配套動(dòng)力 50kW，中檔作業(yè)速度 ,收獲 兩 行玉米，理論生產(chǎn)率 。 籽粒破碎率 ＜ 1% 籽粒損失率 ＜ 2% 果穗損失率 ＜ 3% 摘穗輥?zhàn)罴艳D(zhuǎn)速的確定 由 下 圖可以看出在夾持固定喂入試驗(yàn)和人工喂入試驗(yàn)中，扭矩隨著摘輥轉(zhuǎn)速的變化有著相同的變化趨勢。扭矩最大值起初呈上升趨勢，到摘輥轉(zhuǎn)速 500rpm左右時(shí)，曲線呈下降趨勢，到 870rpm 左右時(shí)又呈上升趨勢。由此看出摘穗最省力時(shí)，摘輥轉(zhuǎn)速 n＜ 400rpm 或者 700 rpm＜ n＜ 900rpm。但當(dāng)摘輥轉(zhuǎn)速 n＜ 700rpm或者 n＞ 900rpm 時(shí)，摘穗質(zhì)量較差，果穗肯傷嚴(yán)重，籽粒損失較大，而摘輥轉(zhuǎn)速 700 rpm＜ n＜ 900rpm，摘穗質(zhì)量最佳，分別見圖 31 和圖 32。 綜上所述，摘輥轉(zhuǎn)速在 700 rpm～ 900rpm 之間時(shí)，摘穗即省力摘穗質(zhì)量又好，因圖 32 人工喂入試驗(yàn)摘輥轉(zhuǎn)速－摘穗最大扭矩曲線圖 圖 31 固定夾持喂入試驗(yàn)摘輥轉(zhuǎn)速－摘穗最大扭矩曲線圖 5101520200 400 600 800 1000摘輥轉(zhuǎn)速（r p m ）摘穗最大扭矩（Nm）5101520200 400 600 800 1000摘輥轉(zhuǎn)速（r p m ）摘穗最大扭矩（Nm） 16 此此范圍為最佳摘穗范圍。 方案的確定及主要參數(shù)的計(jì)算 對提出的方案進(jìn)行對比分析得出： ⑴ 摘穗機(jī)構(gòu)采用縱臥式摘輥與摘穗板配合使用。由于該機(jī)構(gòu)對莖稈壓縮程度較小，因而功率消耗小，且對莖稈不同狀態(tài)的適應(yīng)性較強(qiáng)，工作可靠。增加了摘穗板可減少摘輥對果穗的啃傷，因而籽粒破碎率低。 ⑵ 果穗升運(yùn)器采用刮板式、套筒滾子鏈傳動(dòng)，不僅工作可靠，而且運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，節(jié)省動(dòng)力。 基于此，最終確定方案 一 為實(shí)施方案。 配套動(dòng)力 50kW，作業(yè)速度 ，收獲 2 行，生產(chǎn)率 ， 玉米產(chǎn)量 qs按 7500kg /hm2。 摘穗生產(chǎn)率為： ?BqQ ss ? 其中： B—— 工作副寬 （ m） ， 兩 行，按 計(jì)算， qs—— 玉米產(chǎn)量（ kg/hm2）；按 15000kg/hm2計(jì)算， υ —— 機(jī)器前進(jìn)速度（ km/h） ,取 。理論計(jì)算摘穗生產(chǎn)率： QS=6380kg/h。滿足摘穗生產(chǎn)率 4785～ 9570kg/h 的要求。 臥式摘穗輥式 原理 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 35176。 ～ 40176。 夾角，兩輥的軸線基本平行，兩摘輥具有約 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；中段為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(cuò)配置，在螺紋上相隔 90176。 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 33 所示。 17 臥式摘穗輥的 特點(diǎn)是割臺(tái)結(jié)構(gòu)簡單，使用可靠，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，由于臥輥下面以及后面的空間較少，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。 第五章 三維設(shè)計(jì) 虛擬設(shè)計(jì)特點(diǎn) 在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，由于設(shè)計(jì)手段和方法的限制，使得傳統(tǒng)設(shè)計(jì)存在諸多問題，表現(xiàn)在以下幾個(gè)重要方面 : (1)產(chǎn)品仿制多，創(chuàng)新少，市場競爭能力不強(qiáng)，獲利不高。