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畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)中文摘要
檸條聯(lián)合收割機(jī)切割及撥禾裝置的設(shè)計(jì)
摘要 檸條是豆科錦雞兒屬的一個(gè)種,多年生長(zhǎng)灌木植物，檸條抗旱、抗寒、耐瘠薄、耐風(fēng)沙、具有極強(qiáng)的生命力和抗逆性。鑒于檸條獨(dú)特的生物特性，多年來(lái)它一直是內(nèi)蒙古西部及山西西北部和陜西、甘肅等防風(fēng)固沙、防止水土流失的重要選用植物。全國(guó)檸條種植面積已達(dá)到666.66萬(wàn)hm2 ，僅山西大同市檸條種植面積達(dá)到2萬(wàn)hm2 。檸條含有豐富的蛋白質(zhì)，開(kāi)花期鮮檸條干物質(zhì)含粗蛋白14%，粗脂肪3.5%，粗纖維39.3%，無(wú)氮浸出物31.3%，粗灰分5.4%。由此可見(jiàn)，檸條還是優(yōu)良的經(jīng)濟(jì)飼料。然而由于種植檸條的地區(qū)都是生態(tài)狀況較差的地區(qū)，這類地區(qū)實(shí)行了嚴(yán)格的禁牧舍飼圈養(yǎng)后，使檸條的經(jīng)濟(jì)價(jià)值很難體現(xiàn)。為了使檸條的飼用價(jià)值得到體現(xiàn)，可以對(duì)符合標(biāo)準(zhǔn)的檸條進(jìn)行平茬作業(yè)，再進(jìn)行后續(xù)加工，生產(chǎn)出的產(chǎn)品可以添加到飼料中去。但是檸條難收割這個(gè)問(wèn)題在農(nóng)用機(jī)械制造領(lǐng)域已經(jīng)成為共識(shí)，現(xiàn)有的平茬機(jī)械切割效果差，檸條被切割后直接凌亂的散落在地里。這些機(jī)械的適應(yīng)性差，很多地方還是需要人工砍切收割。由于檸條莖稈木質(zhì)化較高，而且莖稈上多硬刺，人工砍割和收集都非常不容易，收割效率極低而且效果非常差。
為了解決這一難題，使檸條經(jīng)濟(jì)價(jià)值得到更好的體現(xiàn)，滿足廣大檸條種植地區(qū)的要求，本文設(shè)計(jì)了一種檸條的聯(lián)合收割機(jī)械。這款聯(lián)合收割機(jī)采用65馬力柴油機(jī)，首先采用鏈?zhǔn)綋芎萄b置把檸條撥入收割臺(tái)，采用了往復(fù)式切割器對(duì)檸條進(jìn)行切割，然后通過(guò)加持鏈條送入立式壓扁輸送輥系統(tǒng)進(jìn)行壓扁及輸送，隨后送入立式滾筒切碎系統(tǒng)對(duì)檸條進(jìn)行切碎，切碎的檸條最終掉入滾筒下的集料箱實(shí)現(xiàn)莖稈的收集，實(shí)現(xiàn)了檸條的聯(lián)合收割。其中壓扁輸送輥和滾筒切碎裝置采用立式安裝，使整體機(jī)構(gòu)變的緊湊，節(jié)省了空間，與前面的往復(fù)式切割系統(tǒng)能夠很好的配合。此檸條聯(lián)合收割機(jī)的設(shè)計(jì)為檸條的聯(lián)合收割提出了新的方式，為后續(xù)的設(shè)計(jì)和研究提供了一個(gè)較好的方向。
檸條聯(lián)合收割機(jī)的切割和撥禾裝置是非常重要的，而且還要處理好前進(jìn)速度和撥禾速度的關(guān)系，檸條是比較硬的一種作物，所以在切割和撥禾過(guò)程中是其中的難點(diǎn)，不能像小麥那樣的大的撥禾輪，而是采用了鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)，鏈條上按放著長(zhǎng)齒條，在工作時(shí)，不斷運(yùn)動(dòng)把檸條往割刀方向撥。
其主要特點(diǎn)：1.聯(lián)合化程度高。
2.對(duì)收割后的檸條進(jìn)行了粗加工，方便后續(xù)的加工處理。
關(guān)鍵詞 檸條 聯(lián)合收割機(jī) 往復(fù)式切割器 壓扁輥 滾筒切碎刀
目 錄
1 引言 1
1.1 課題的提出和意義 1
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1
1.3 本文的研究?jī)?nèi)容及方法 2
2 技術(shù)任務(wù)書(shū) 2
3 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū) 3
3.1 傳動(dòng)方案的確定 3
3.2 傳動(dòng)皮帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 4
3.2.1 減速箱主動(dòng)軸傳出的皮帶輪組 4
3.2.2 滾筒到減速軸的皮帶輪組 6
3.2.3 減速軸到壓扁輸送輥的皮帶輪組 6
3.2.4 減速器從動(dòng)軸到撥禾鏈齒輪箱的帶輪組 7
3.3 立式收割臺(tái)設(shè)計(jì) 7
3.3.1 切割器的選擇 8
3.3.2 往復(fù)式切割器的設(shè)計(jì) 9
3.3.3 往復(fù)式切割器的構(gòu)造 9
3.3.4 往復(fù)式切割器的類型 11
3.3.5 往復(fù)式切割器的結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化 13
3.3.6 割刀進(jìn)距 13
3.3.7 影響往復(fù)式切割器工作性能的因素 13
3.4 檸條聯(lián)合收割機(jī)割刀傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成 14
3.4.1 曲柄搖桿ABC的運(yùn)動(dòng)方程 14
3.4.2 曲柄搖桿ABC的旋轉(zhuǎn)慣性力問(wèn)題 15
3.4.3 割刀的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題 16
3.4.4 三角擺塊的動(dòng)力學(xué)方程 17
3.4.5 總 結(jié) 17
3.5 撥禾器的設(shè)計(jì) 17
3.5.1 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 18
3.6 立輥式檸條壓扁輸送裝置的設(shè)計(jì) 19
3.7 莖稈切碎裝置的設(shè)計(jì) 19
3.8 收集料斗的設(shè)計(jì) 20
4 使用說(shuō)明書(shū) 20
5 標(biāo)注化審核報(bào)告（BS） 21
5.1 產(chǎn)品圖樣的審查 21
5.2 產(chǎn)品技術(shù)文件的審查 21
5.3 標(biāo)注件的使用情況 21
5.4 審查結(jié)論 22
6 結(jié)論 22
參考文獻(xiàn) 23
致 謝 24
檸條聯(lián)合收割機(jī)切割及撥禾裝置的設(shè)計(jì)
1 引言
1.1 課題的提出和意義
檸條是豆科錦雞兒屬的一個(gè)種,多年生長(zhǎng)灌木植物，檸條抗旱、抗寒、耐瘠薄、耐風(fēng)沙、具有極強(qiáng)的生命力和抗逆性。由于對(duì)沙地干旱自然環(huán)境條件的適應(yīng)結(jié)果，葉退化為刺。株高1～3m，冠幅1m以上。軸根系，根長(zhǎng)4～5m。自然生長(zhǎng)狀態(tài)下，壽命10年左右，如果平茬，壽命20年以上。檸條莖稈灰白色，直徑多10～20mm，木質(zhì)堅(jiān)硬緊實(shí)[1]。
鑒于檸條獨(dú)特的生物特性，多年來(lái)它一直是內(nèi)蒙古西部及山西西北部和陜西、甘肅等防風(fēng)固沙、防止水土流失的重要選用植物。全國(guó)檸條種植面積已達(dá)到666.66萬(wàn)hm2 ，僅山西大同市檸條種植面積達(dá)到2萬(wàn)hm2 [2]。檸條含有豐富的蛋白質(zhì)，開(kāi)花期鮮檸條干物質(zhì)含粗蛋白14%，粗脂肪3.5%，粗纖維39.3%，無(wú)氮浸出物31.3%，粗灰分5.4%。由此可見(jiàn)，檸條還是優(yōu)良的經(jīng)濟(jì)飼料。未實(shí)施禁牧前，種植檸條的經(jīng)濟(jì)效益主要以牲畜的自然采食來(lái)體現(xiàn)，采食率一般在20%～30%之間。然而由于種植檸條的地區(qū)都是生態(tài)狀況較差的地區(qū)，這類地區(qū)實(shí)行了嚴(yán)格的禁牧舍飼圈養(yǎng)后，使檸條的經(jīng)濟(jì)價(jià)值很難體現(xiàn)。其中最關(guān)鍵的問(wèn)題就是檸條的機(jī)械化平茬收獲技術(shù)沒(méi)有得到根本解決。一方面，因?yàn)榇蟛糠值貐^(qū)圈養(yǎng)牲畜的主要飼草青貯或壓縮后的玉米秸稈，牲畜采食種類單一，營(yíng)養(yǎng)成分不全，導(dǎo)致肉奶品質(zhì)部高，抗病能力下降，不少牲畜都處于亞健康狀態(tài)；另一方面，含有多種營(yíng)養(yǎng)成分的檸條得不到利用。另外，根據(jù)檸條生長(zhǎng)特性，最好3～4年平茬一次，否則它的生長(zhǎng)速度就會(huì)減慢甚至消失[3]。為解決這些問(wèn)題，給生態(tài)建設(shè)和舍飼圈養(yǎng)創(chuàng)造可持續(xù)發(fā)展的空間，當(dāng)務(wù)之急是研制一種可實(shí)現(xiàn)對(duì)檸條進(jìn)行聯(lián)合收割的機(jī)械。
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外暫時(shí)還沒(méi)有出現(xiàn)對(duì)檸條聯(lián)合收割機(jī)成型機(jī)械的報(bào)道，現(xiàn)有的對(duì)檸條進(jìn)行收割的裝置只有普通的割草機(jī)，還有適用于檸條的平茬機(jī)。普通的圓盤(pán)鋸齒式和甩刀式機(jī)具切割后，切口表面形成不光滑的所謂“毛口”，不利于次年發(fā)芽生長(zhǎng)[3]。這些機(jī)械只能把檸條切割，并沒(méi)有處理和收集裝置，切割完以后直接散落到地里，還需要人工進(jìn)行收集。這些機(jī)械的適應(yīng)性差，很多地方還是需要人工砍切收割。由于檸條莖稈木質(zhì)化較高，而且莖稈上多硬刺，人工砍割和收集都非常不容易，收割效率極低而且效果非常差。
1.3 本文的研究?jī)?nèi)容及方法
根據(jù)國(guó)內(nèi)外檸條聯(lián)合收割機(jī)研究的發(fā)展現(xiàn)狀，以及國(guó)內(nèi)對(duì)檸條聯(lián)合收割機(jī)的需求，本文對(duì)檸條聯(lián)合收割機(jī)的整體設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，首先設(shè)計(jì)有效的撥禾裝置把檸條撥入收割臺(tái)，采用了往復(fù)式切割器對(duì)檸條進(jìn)行切割，隨后送入立式壓扁輸送輥系統(tǒng)進(jìn)行壓扁及輸送，然后送入立式滾筒切割系統(tǒng)對(duì)檸條進(jìn)行切碎，最后切碎的檸條掉入集料箱實(shí)現(xiàn)莖稈的收集。本文著重對(duì)切割以后的工作部分進(jìn)行了研究。整機(jī)工作流程圖見(jiàn)圖1。立式割臺(tái)的立式壓扁輸送輥配置立式滾刀屬獨(dú)特設(shè)計(jì)，其特點(diǎn)是立式壓扁輥兼作滾刀的喂入輥，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，問(wèn)題是秸稈喂入方向與滾刀軸線的垂直性如何，需要進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證；優(yōu)點(diǎn)是秸稈在切碎后輸送相對(duì)容易[4] 。
撥禾鏈
往復(fù)式切割器
立式切割滾筒
收集料斗
夾持輸送鏈
立式壓扁輸送輥
圖1 工作流程圖
綜上所述，我國(guó)檸條收割機(jī)的研制勢(shì)在必行，尤其是既能對(duì)檸條進(jìn)行收獲，又能對(duì)檸條進(jìn)行切斷和收集的聯(lián)合收割機(jī)械的研制更有發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景。在分析了國(guó)內(nèi)外有關(guān)研究現(xiàn)狀之后，發(fā)現(xiàn)本文針對(duì)檸條所設(shè)計(jì)的立輥式壓扁切割系統(tǒng)還沒(méi)有相關(guān)研究，所以有必要進(jìn)行研究分析。設(shè)計(jì)中確定了立式滾刀切碎裝置，與立輥式壓扁方式相配套，結(jié)構(gòu)緊湊、切碎質(zhì)量好，大大減輕了整個(gè)割臺(tái)部分的前伸量和重量[5]，為檸條收割后的莖稈切碎問(wèn)題提供了解決方案。
2 技術(shù)任務(wù)書(shū)
檸條是一種很難回收的一種作物，現(xiàn)在的狀況是能及時(shí)平茬， 以往平茬完以后，工作人員在回收的時(shí)候經(jīng)常弄傷自己。本設(shè)計(jì)主要目的是既平茬又收獲，在切割完成以后經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的碾壓，導(dǎo)進(jìn)切碎裝置中，進(jìn)行切碎，最后掉入收料箱。
因?yàn)楝F(xiàn)如今對(duì)檸條的了解還很少，本設(shè)計(jì)中有部分參數(shù)和計(jì)算公式需要套用玉米聯(lián)合收獲中的一些。本設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題是切割與前進(jìn)的關(guān)系，檸條是豆科錦雞兒屬的一個(gè)種，很難被切割，若前進(jìn)過(guò)快，容易把檸條弄斷，前進(jìn)過(guò)慢，消耗太大。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值我得出了前進(jìn)速度必須小于切割速度。
3 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)
3.1 傳動(dòng)方案的確定
傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)是本次設(shè)計(jì)的難點(diǎn)和重點(diǎn)，只有傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)合理，才能保證整體機(jī)構(gòu)的運(yùn)作，各個(gè)環(huán)節(jié)才能有效配合，高效率、高質(zhì)量的實(shí)現(xiàn)檸條的聯(lián)合收割。
本次設(shè)計(jì)的檸條聯(lián)合收割機(jī)傳動(dòng)部分的難點(diǎn)在于各部分所需轉(zhuǎn)速不相同，壓扁輸送輥對(duì)的轉(zhuǎn)向相反，要實(shí)現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，撥禾鏈組也要實(shí)現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
本文所設(shè)計(jì)的傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖如圖2所示：
此檸條聯(lián)合收割選取65馬力柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，輸出轉(zhuǎn)速2400r/min,經(jīng)過(guò)一級(jí)減速器減速，傳入各個(gè)機(jī)構(gòu)。兩個(gè)壓扁輸送輥安裝在同一平面內(nèi)，形成一個(gè)壓扁輸送輥對(duì)，為了方便表示，把后面的壓扁輸送輥-2畫(huà)到了側(cè)面。柴油機(jī)輸入的轉(zhuǎn)速傳入一級(jí)減速器后，首先不經(jīng)過(guò)減速，轉(zhuǎn)速通過(guò)減速器主動(dòng)軸直接傳出，再通過(guò)一組皮帶輪和錐齒傳入滾筒切碎器；從滾筒切碎器傳出的轉(zhuǎn)速通過(guò)一組二級(jí)皮帶輪減速，傳入壓扁輸送輥-1；主動(dòng)軸傳出的轉(zhuǎn)速通過(guò)一組直齒輪改變方向，經(jīng)由一個(gè)錐齒輪組和一個(gè)二級(jí)皮帶輪減速傳入壓扁輸送輥-2，這樣就實(shí)現(xiàn)了壓扁輸送輥對(duì)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。同理，由減速器從動(dòng)軸傳出的轉(zhuǎn)速經(jīng)過(guò)一系列的齒輪和皮帶輪傳動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)撥禾鏈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，往復(fù)式切割器則再通過(guò)一組曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
1.往復(fù)式切割器 2.壓扁輸送輥-1 3.滾筒切碎器 4.壓扁輸送輥-2 5.撥禾鏈
圖2 檸條聯(lián)合收割機(jī)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖
3.2 傳動(dòng)皮帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算
3.2.1 減速箱主動(dòng)軸傳出的皮帶輪組
小帶輪轉(zhuǎn)速2400r/min，大帶輪轉(zhuǎn)速2100r/min,。
（1）V帶型號(hào)的選擇：V帶星號(hào)應(yīng)根據(jù)計(jì)算功率和小帶輪轉(zhuǎn)速來(lái)選取，。計(jì)算功率是根據(jù)傳遞的功率，并考慮載荷的性質(zhì)以及每天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的長(zhǎng)短等因素來(lái)確定的。
（1）
式中：——計(jì)算功率，；
——傳遞的額定功率，；
——工作情況系數(shù)。
其中：=，=1.3，則計(jì)算出=。
（2）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑、：初選主動(dòng)帶輪的基準(zhǔn)直徑。根據(jù)V帶型號(hào)，選取為B型140mm，則根據(jù)傳動(dòng)比算出=160mm。
（3）確定中心距和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度：根據(jù)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)需要初定中心距。
（2）
則最小=210mm。
確定后，由帶傳動(dòng)幾何關(guān)系，按下式計(jì)算所需帶的基準(zhǔn)帶長(zhǎng)：
（3）
得出=891.48。根據(jù)選取和最相近的V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度，則=900mm。再根據(jù)來(lái)計(jì)算實(shí)際中心距。由于V帶傳動(dòng)的中心距是可以調(diào)整的，故可采用下式做近似計(jì)算：
（4）
計(jì)算得最小中心距=214mm
（4）驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角：
（5）
計(jì)算得=，符合要求。
（5）確定帶的根數(shù)
（6）
式中：——包角系數(shù)，考慮包角不同時(shí)的影響系數(shù)；
——長(zhǎng)度系數(shù)，考慮帶的長(zhǎng)度不同時(shí)的影響系數(shù)；
——單根V帶所能傳遞的功率，；
——單根V帶時(shí)的功率增量，。
計(jì)算得=4.75根。
3.2.2 滾筒到減速軸的皮帶輪組
小帶輪轉(zhuǎn)速2100r/min，傳動(dòng)比3.76，則大帶輪轉(zhuǎn)速為558.5r/min。
（1）=2，根據(jù)公式（1）可得 =2.6。
（2）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑、：初選主動(dòng)帶輪的基準(zhǔn)直徑。根據(jù)V帶型號(hào)，選取為A型100mm，則根據(jù)傳動(dòng)比算出=376mm，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)帶輪直徑，選擇=375mm。
（3）確定中心距和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度：根據(jù)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)需要初定中心距。
根據(jù)式（2）計(jì)算可得=332.5mm。
確定后，由帶傳動(dòng)幾何關(guān)系，按下式計(jì)算所需帶的基準(zhǔn)帶長(zhǎng)：
根據(jù)式（3）得=1467.6mm，根據(jù)選取和最相近的V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度，則=1600mm。再根據(jù)來(lái)計(jì)算實(shí)際中心距。由于V帶傳動(dòng)的中心距是可以調(diào)整的，根據(jù)式（4）得最小中心距=399mm。
（4）驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角：根據(jù)式（5）得：，符合要求。
（5）確定帶的根數(shù)：根據(jù)式（6）計(jì)算得：=根。
3.2.3 減速軸到壓扁輸送輥的皮帶輪組
小帶輪轉(zhuǎn)速558.5r/min，傳動(dòng)比2.5，則大帶輪轉(zhuǎn)速為233r/min。
（1）=2，根據(jù)公式（1）可得 =2.6。
（2）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑、：初選主動(dòng)帶輪的基準(zhǔn)直徑。根據(jù)V帶型號(hào)，選取為A型112mm，則根據(jù)傳動(dòng)比算出=280mm。
（3）確定中心距和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度：根據(jù)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)需要初定中心距。
據(jù)式（2）計(jì)算可得=275mm。
確定后，由帶傳動(dòng)幾何關(guān)系，按下式計(jì)算所需帶的基準(zhǔn)帶長(zhǎng)：
根據(jù)式（3）得=1191mm，根據(jù)選取和最相近的V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度，則=1250mm。再根據(jù)來(lái)計(jì)算實(shí)際中心距。由于V帶傳動(dòng)的中心距是可以調(diào)整的，根據(jù)式（4）得最小中心距=305mm。
（4）驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角：根據(jù)式（5）得：，符合要求。
（5）確定帶的根數(shù)：根據(jù)式（6）計(jì)算得：=根。
3.2.4 減速器從動(dòng)軸到撥禾鏈齒輪箱的帶輪組
小帶輪轉(zhuǎn)速533r/min，則大帶輪轉(zhuǎn)速為192r/min，則傳動(dòng)比為2.5。
（1）=1.6，根據(jù)公式（1）可得 =2.08。
（2）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑、：初選主動(dòng)帶輪的基準(zhǔn)直徑。根據(jù)V帶型號(hào)，選取為A型100mm，則根據(jù)傳動(dòng)比算出=278mm，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)帶輪直徑，選擇=280mm。
（3）確定中心距和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度：根據(jù)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)需要初定中心距。
根據(jù)式（2）計(jì)算可得=266mm。
確定后，由帶傳動(dòng)幾何關(guān)系，按下式計(jì)算所需帶的基準(zhǔn)帶長(zhǎng)：
根據(jù)式（3）得=1159mm，根據(jù)選取和最相近的V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度，則=1250mm。再根據(jù)來(lái)計(jì)算實(shí)際中心距。由于V帶傳動(dòng)的中心距是可以調(diào)整的，根據(jù)式（4）得最小中心距=312mm。
（4）驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角：根據(jù)式（5）得：，符合要求。
（5）確定帶的根數(shù)：根據(jù)式（6）計(jì)算得：=根。
3.3 立式收割臺(tái)設(shè)計(jì)
割臺(tái)是檸條聯(lián)合收割機(jī)的重要組成部分，是機(jī)器的核心部件之一。本割臺(tái)采用立式，具有以下功能：將檸條植株切斷、夾持輸送，并將植株向切碎機(jī)構(gòu)強(qiáng)制喂送；給輸送裝置輸入動(dòng)力，給輸送裝置、切碎裝置和拋送裝置提供安裝平臺(tái)。
立式割臺(tái)主要部件包括切割器、分禾撥禾器、夾持輸送裝置和滾筒切碎裝置。
3.3.1 切割器的選擇
切割器是收獲機(jī)械的重要部件之一，它的功用是將田間的作物切斷。目前，
已廣泛使用和報(bào)道的切割器有:往復(fù)式、回轉(zhuǎn)式、甩刀式、帶式等?；厩闆r是:
1往復(fù)式切割器。往復(fù)式切割器由動(dòng)刀片和定刀片組成，動(dòng)刀片多數(shù)在刀刃上面刻有齒紋，少數(shù)在下面刻有齒紋，防止禾株在從剪切口滑出，并有自磨刃作用。在機(jī)器前進(jìn)的同時(shí)，動(dòng)刀片與定刀片組成割幅，定刀片與護(hù)刃器成為切割時(shí)的兩個(gè)固定支撐點(diǎn)，動(dòng)刀片以一定的速度在兩支撐點(diǎn)之間做往復(fù)切割。往復(fù)式切割是目前國(guó)內(nèi)外稻麥?zhǔn)崭顧C(jī)上應(yīng)用最廣的一種切割器，現(xiàn)基本標(biāo)準(zhǔn)化。其切割速度一般為1.5 -2 m/s，作業(yè)速度低，一般不超過(guò)9k m / h（2.5m/s）。它由往復(fù)運(yùn)動(dòng)的割刀和固定不動(dòng)的支承部分組成。割刀由刀桿、動(dòng)刀片和刀桿頭等鉚合而成。刀桿頭與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連接，用以傳遞割刀的動(dòng)力。工作時(shí)，割刀作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其護(hù)刃器前尖將谷物分成小束引向割刀，割刀在運(yùn)動(dòng)中將禾桿推向定刀進(jìn)行切割。這種切割器平均切割速度較低，切割性能好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠， 廣泛用于谷物收割機(jī)上。它的缺點(diǎn)是往復(fù)憤性力大，割臺(tái)振動(dòng)和噪聲大，存在重割和漏割，割茬不整齊。
為解決往復(fù)式切割器往復(fù)慣性力較大的問(wèn)題，日本久保田稻麥?zhǔn)崭顧C(jī)將刀桿分成兩段，采用兩個(gè)曲柄連桿機(jī)構(gòu)雙邊驅(qū)動(dòng)，兩段刀桿的運(yùn)動(dòng)方向相反，可抵消部分慣性力。為防止泥土卡刀，久保田收割機(jī)將刀桿加寬，在其底部挖了排土孔，割刀在運(yùn)動(dòng)時(shí)可將進(jìn)入切割間隙的泥土及時(shí)排出。 此外，這種機(jī)型還加裝了割刀自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)，可將潤(rùn)滑油自動(dòng)滴到刀桿上，隨動(dòng)刀的運(yùn)動(dòng)而進(jìn)入摩擦間隙，以免手工加油發(fā)生危險(xiǎn)。
2 回轉(zhuǎn)式切割器。 回轉(zhuǎn)式切割器主要用于收獲牧草、 青飼料等粗莖稈作物，少數(shù)谷物收獲機(jī)上也使用這種切割器?；剞D(zhuǎn)式切割器切割速度高，一般為 25-50 m / s，可適應(yīng)10-25km/h的高速作業(yè)，慣性力易平衡，震動(dòng)較小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但回轉(zhuǎn)半徑小，不宜寬幅切割，割刀的壽命較短，維修費(fèi)用高。
3 甩刀式切割器。甩刀式切割器多用于玉米青貯飼料收割機(jī)上， 目前國(guó)內(nèi)外收割機(jī)上多采用甩刀式切割器。它由 水平橫軸、刀盤(pán)體、刀片和護(hù)罩等組成。刀片鉸接在水平橫軸的刀盤(pán)上，在垂直平面 (與前進(jìn)方向平行)內(nèi)回轉(zhuǎn)。
4 回轉(zhuǎn)帶式切割器。這種切割器將薄鋼帶加工成角鋼狀，一邊為帶體，連接兩端構(gòu)成傳動(dòng)帶，一邊為刀體，刀體間有一定距離，刀體端開(kāi)有刀齒，刀齒為梯形。工炸時(shí)，在驅(qū)動(dòng)帶輪的帶動(dòng)下，帶體在水平面內(nèi)繞兩帶輪作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)刀齒切割作物。
5齒形鏈?zhǔn)角懈钇?。?dòng)刀右上部為切割段， 呈梯形，根部為傳動(dòng)齒，同齒形鏈節(jié)板，將其與標(biāo)準(zhǔn)齒形鏈節(jié)板鉸接成一封閉的刀鏈，刀鏈在主動(dòng)鏈輪的驅(qū)動(dòng)下，在上下水平導(dǎo)軌的引導(dǎo)下，在水平面內(nèi)作高速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其緊邊與護(hù)刃器構(gòu)成切割幅，對(duì)作物莖稈切割。
本設(shè)計(jì)選擇：往復(fù)式切割器。
3.3.2 往復(fù)式切割器的設(shè)計(jì)
往復(fù)式切割器是聯(lián)合收割機(jī)使用最廣泛的切割部件，其切割圖是評(píng)價(jià)切割器工作性 能的重要工具，本章就往復(fù)式切割器的構(gòu)造、類型及其結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化以及傳統(tǒng)繪制切割 圖的方法— 描點(diǎn)法作以簡(jiǎn)單介紹，并分析影響往復(fù)式切割器工作性能的主要因素。另 外，推導(dǎo)切割器的縱向位移與橫向位移間的關(guān)系式，并指出利用傳統(tǒng)高等數(shù)學(xué)知識(shí)解決 面積的計(jì)算問(wèn)題時(shí)，會(huì)因解不出原函數(shù)而無(wú)法實(shí)現(xiàn)。
3.3.3 往復(fù)式切割器的構(gòu)造
往復(fù)式切割器由往復(fù)運(yùn)動(dòng)的割刀和固定不動(dòng)的支承部分組成[6]（圖2）割刀由刀桿、動(dòng)少J片和刀桿頭等鉚合而成。刀桿頭與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連接，用以傳遞割刀的動(dòng)力。固定部分包括護(hù)刃器梁、護(hù)刃器、鉚合在護(hù)刃器上的定刀片、壓刃器和摩擦片等。工作時(shí)割刀作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其護(hù)刃器前尖將谷物分成小束并引向割刀，割刀在運(yùn)動(dòng)中將禾稈推向定刀片進(jìn)行剪切。
圖3 往復(fù)式切割器 圖 4 動(dòng)刀片
（1）動(dòng)刀片:它是主要切割件，為對(duì)稱六邊形（圖4）,兩側(cè)為刀刃。刀刃的形狀有光刃和齒紋刃兩種。光刃切割較省力，割茬較整齊，但使用壽命較短，工作中需經(jīng)常磨刀。齒紋刃刀片則不需磨刀，雖切割阻力較大，但使用較方便。在谷物收割機(jī)和聯(lián)合收獲機(jī)上多采用齒紋刃。而牧草收割機(jī)由于牧草密、濕，切割阻力較大，多采用光刃刀片。刀刃的刃角i對(duì)切割阻力和使用壽命影響較大，當(dāng)刃角i由增至?xí)r，切割阻力增加15%。刃角太小時(shí)，刀刃磨損快，而且容易崩裂，工作不可靠。一般取刃角為。齒紋刃刀片的刃角i=。光刃刀片為使其磨刀后刃部高度不變，刀片前端頂寬b，一般b=14-16mm，齒紋刃刀片其b值較小些。刀片一般用工具鋼 (T8.T9)制成，刃部經(jīng)熱處理，熱處理寬度為10-15mm,淬火帶硬度為HRC50-60，非淬火區(qū)不得超過(guò)HRC35。刀片厚度為2-3mm。每厘米刀刃長(zhǎng)度上有6-7個(gè)齒，刀刃厚度不超過(guò)0.15mm。
(2)定刀片:定刀片為支承件，一般為光刃，但當(dāng)動(dòng)刀片采用光刃時(shí)，為防止莖稈向前滑出也可采用齒刃。國(guó)外部分機(jī)器護(hù)刃器上沒(méi)有定刀片，由鍛鋼護(hù)刃器支持面起支承切割的作用。
(3)護(hù)刃器:護(hù)刃器的作用是保持定刀片的正確位置、保護(hù)割刀、對(duì)禾稈進(jìn)行分束和利用護(hù)刃器上舌與定刀片構(gòu)成兩點(diǎn)支承的切割條件等。其前端呈流線形并少許向上或向下彎曲，后部有刀桿滑動(dòng)的導(dǎo)槽。護(hù)刃器一般為可鍛鑄鐵或鍛鋼、鑄鋼等制成，可鑄成單齒一體，或雙齒一體或三齒一體。單齒一體損壞后易于更換，但安裝和調(diào)節(jié)較麻煩，現(xiàn)多采雙齒護(hù)刃器。
(4)壓刃器:為了防止割刀在運(yùn)動(dòng)中向上抬起和保持動(dòng)刀片與定刀片正確的剪切間隙(前端不超過(guò)0-0.5mm，后端不大于1一1.5mm)，在護(hù)刃器梁上每隔30-50厘米裝有壓刃器(在割草機(jī)上每間隔20-30厘米)。它為一沖壓鋼板或韌鐵件，能彎曲變形以調(diào)節(jié)它與割刀的間隙。
(5)摩擦片:部分切割器在壓刃器下方裝有摩擦片，用以支承割刀的后部使之具有垂直和水平方向的兩個(gè)支承面，以代替護(hù)刃器導(dǎo)槽對(duì)刀桿的支承作用。當(dāng)摩擦片磨損時(shí)，可增加熱片使摩擦片抬高或?qū)⑵湎蚯耙苿?dòng)。裝有摩擦片的切割器，其割刀間隙調(diào)節(jié)較方便。
（6）護(hù)刃器間距：護(hù)刃器起著保護(hù)刀片和引力莖稈的作用，往復(fù)式切割器切割莖稈分兩個(gè)過(guò)程，首先是被動(dòng)力刀片推至護(hù)刃器間隔中間產(chǎn)生橫向彎曲；其次是隨機(jī)器前進(jìn)產(chǎn)生縱向彎曲，這都會(huì)使切割力增加，而莖稈切割最大彎曲取決于護(hù)刃器間隔，間隔以大于68.3mm為宜，故取72mm。
（7）動(dòng)刀片間隔 動(dòng)刀片間隔取決于刀片尺寸和切割速度。英雌優(yōu)化設(shè)計(jì)了刀片結(jié)構(gòu)尺寸。達(dá)到了增加切割速度以減少切割阻力的目的。
（8）切割速度 往復(fù)式七個(gè)七的工作質(zhì)量跟切割速度與機(jī)組前進(jìn)速度的速比有密切關(guān)系。往復(fù)切割速度是指平均速度，平均速度越高，切割性能越好。但過(guò)高的切割速度是不可取的，因?yàn)闀?huì)使整個(gè)機(jī)組產(chǎn)生較大的振動(dòng)，不但增加了機(jī)組功率的消耗，而且會(huì)加速零件的磨損與破壞。經(jīng)過(guò)理論計(jì)算和試驗(yàn)，速比在0.8到2.2范圍內(nèi)時(shí)，工作質(zhì)量比較理想，因此確定切割速度為2m/s。
（9）切割器功率消耗 切割器切割莖稈所需功率由三部分組成，即切割莖稈所消耗率，割刀摩擦消耗功率，慣性消耗功率。經(jīng)過(guò)計(jì)算，切割器消耗功率為
（7）
其中：——玉米切割阻力；——摩擦阻力；——往復(fù)慣性力；——切割速度，取2m/s;——切割速度。 結(jié)果=3Kw
3.3.4 往復(fù)式切割器的類型
往復(fù)式切割器割刀作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單.，適應(yīng)性較廣。目前在谷物收割機(jī)、牧草收割機(jī)、谷物聯(lián)合收獲機(jī)和玉米收獲機(jī)上采用較多[6]。
a b c
圖5 各種尺寸類型切割器a. 普通I型 b.普通II型 c.低割型
往復(fù)式切割器按結(jié)構(gòu)尺寸與行程關(guān)系分有以下三種:
(1) 普通I型 (見(jiàn)圖5-a)
其尺寸關(guān)系為
（8）
式中:S-割刀行程;t-動(dòng)刀片間距;-護(hù)刃齒間距
普通I型切割器的特點(diǎn)是：割刀的切割速度較高，切割性能較強(qiáng)，對(duì)粗、細(xì)莖稈的適應(yīng)性能較大，但切割時(shí)莖稈傾斜度較大、割茬較高。這種切割器在國(guó)際上應(yīng)用較為廣泛，多用于麥類作物和牧草收獲機(jī)械上。
在水稻收割機(jī)上有采用較標(biāo)準(zhǔn)尺寸小的切割器，其尺寸關(guān)系為
50，60或70mm （9）
其特點(diǎn)是:動(dòng)刀片較窄長(zhǎng)(切割角較小)，護(hù)刃器為鋼板制成，無(wú)護(hù)舌，對(duì)立式割臺(tái)的橫向輸送較為有利。其切割能力較強(qiáng)，割茬較低。
在粗莖稈作物收割機(jī)上，有采用較標(biāo)準(zhǔn)尺寸為大的切割器，其尺寸關(guān)系為
90或100mm （10）
其護(hù)刃齒的間距較大，專用于收割粗莖稈作物。青飼玉米收割機(jī)、高粱收割機(jī)和對(duì)行收割的玉米收獲機(jī)采用。
(2) 普通II型 (見(jiàn)圖5-b)
其尺寸關(guān)系為
（11）
該切割器的動(dòng)刀片間距t及護(hù)刃器間距與普通I型相同，但其割刀行程為普通I型的2倍。其割刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)的頻率較低，因而往復(fù)慣性力較小。此點(diǎn)對(duì)抗振性較差的小型機(jī)器具有特殊意義，適于在小型收割機(jī)和聯(lián)合收獲機(jī)上采用。
(3)低割型 (見(jiàn)圖5-c)
其尺寸關(guān)系為
、 （12）
切割器的割刀行程S和動(dòng)刀片間距t均較大，但護(hù)刃齒的間距較小。切割時(shí)，莖科傾斜量和搖動(dòng)較小，因而割茬較低，對(duì)收割大豆和牧草較為有利，但對(duì)粗莖稈作物的適應(yīng)性較差。
低割型切割器由于切割時(shí)割刀速度較低，在莖稈青濕和雜草較多時(shí)切割質(zhì)量較差，割茬不整齊并有堵刀現(xiàn)象。目前在稻麥?zhǔn)崭顧C(jī)上采用較少。
3.3.5 往復(fù)式切割器的結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化
為了便于組織專業(yè)化生產(chǎn)和零配件供應(yīng)，國(guó)家機(jī)械工業(yè)部1975年公布了切割器的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) (GB1209一1213-75)。切割器分為三種型式:
(1)Ⅰ型切割器:其，動(dòng)刀片為光刃，刀片水平傾角為，護(hù)刃器為單齒，設(shè)有摩擦片。用于割草機(jī)。
(2)Ⅱ型切割器:其，動(dòng)刀片為紋齒刃，護(hù)刃器為雙齒，設(shè)有摩擦片。用于谷物收割機(jī)和聯(lián)合收獲機(jī)。
(3)Ⅲ型切割器:其，動(dòng)刀片為齒紋刃，護(hù)刃器為雙齒，無(wú)摩擦片。用在谷物收割機(jī)和谷物聯(lián)合收獲機(jī)上。
3.3.6 割刀進(jìn)距
割刀進(jìn)距對(duì)切割圖有重要的影響，割刀進(jìn)距指割刀走過(guò)一個(gè)行程(S)時(shí)，機(jī)器前進(jìn)的距離。割刀進(jìn)距用下式計(jì)算：
（13）
或 （14）
式中——機(jī)器前進(jìn)速度;n——割刀曲柄轉(zhuǎn)速;——割刀曲柄角速度。
3.3.7 影響往復(fù)式切割器工作性能的因素
影響往復(fù)式切割器工作性能的主要因素是割刀進(jìn)距及動(dòng)刀片刃部高度。
割刀進(jìn)距會(huì)影響切割圖中重割區(qū)及漏割區(qū)的面積，當(dāng)進(jìn)距增大時(shí)，切割圖變長(zhǎng)，漏割區(qū)增加，而重割區(qū)減少;反之，則相反。此外，動(dòng)刀片的刃部高度也影響到切割圖的形狀。刃部高度增大時(shí)，漏割區(qū)減小，而重割區(qū)增加;反之，則相反。由于現(xiàn)在使用于聯(lián)合收割機(jī)上的切割器都己標(biāo)準(zhǔn)化，所以本文主要討論割刀進(jìn)距 (即機(jī)器前進(jìn)速度和割刀曲柄轉(zhuǎn)速)對(duì)往復(fù)式切割器的工作性能影響。
3.4 檸條聯(lián)合收割機(jī)割刀傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成
檸條聯(lián)合收割機(jī)割刀傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖6所示，該機(jī)構(gòu)屬于曲柄搖桿一搖桿滑塊機(jī)構(gòu)，ABC是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，DEF為搖桿滑塊機(jī)構(gòu)。當(dāng)曲柄均勻回轉(zhuǎn)時(shí)，割刀動(dòng)刀片作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，完成切割任務(wù)。在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中已獲應(yīng)用[7～11]擺塊軸承座連接為球頭鉸鏈或球面軸承。
曲柄應(yīng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，正常工作轉(zhuǎn)速是500。該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在搖桿擺動(dòng)的兩極限位置的連線應(yīng)通過(guò)曲柄的回轉(zhuǎn)中心，這樣的傳動(dòng)布置能使割刀在往返行程的平均速度相等，對(duì)割刀傳動(dòng)有利。搖桿擺動(dòng)角度的大小，對(duì)割刀的加速度顯然有較大的影響，當(dāng)其他的參數(shù)一定時(shí)，搖桿擺角越大，割刀加速度越大，會(huì)引起割臺(tái)較大的振動(dòng)，應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)[12]。
圖6 割刀傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
3.4.1 曲柄搖桿ABC的運(yùn)動(dòng)方程
曲柄搖桿ABC的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化圖形如圖7所示。建立空間三維直角坐標(biāo)系XAYZ，ACC 在軸上，z軸為檸條割臺(tái)主傳動(dòng)軸的軸線的方向。
圖7 曲柄搖桿結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化圖
設(shè)曲柄以勻角速度從第二象限開(kāi)始順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，所以，B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程為：
；；； （15）
；；； （16）
；； （17）
C點(diǎn)在X軸方向上的運(yùn)動(dòng)方程為：
； （18）
因?yàn)閞遠(yuǎn)小于l，因此可以認(rèn)為角接近于，則
；；； （19）
3.4.2 曲柄搖桿ABC的旋轉(zhuǎn)慣性力問(wèn)題
應(yīng)用節(jié)點(diǎn)等效質(zhì)量代換法，推桿BC的質(zhì)量代換到B點(diǎn)，另外質(zhì)量代換到C點(diǎn)．平衡配重鐵質(zhì)量為 ，安置在割臺(tái)主傳動(dòng)軸的右側(cè)，如圖7所示．其旋轉(zhuǎn)慣性力主要由以下幾個(gè)質(zhì)量元件產(chǎn)生：曲柄銷(質(zhì)量為)，曲柄不平衡部分(質(zhì)量為)，推桿在B點(diǎn)的等效質(zhì)量()，曲柄銷對(duì)面所加的平衡配重鐵(質(zhì)量為)；因此，旋轉(zhuǎn)慣性力的靜平衡方程式可以表示為：
（20）
式中：,分別為平衡配重鐵和曲柄不平衡部分質(zhì)心距主傳動(dòng)軸心的半徑。
在確定平衡參數(shù)時(shí)，應(yīng)首先由實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定的大小，即配重的安置位置，然后根據(jù)上述公式確定配重質(zhì)量的大小。
3.4.3 割刀的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題
割刀切割陰力主要包括下列3個(gè)力：禾桿的平均切割阻力；割刀的慣性力；由于割刀及其附件重量所產(chǎn)生的磨擦力；設(shè)割刀動(dòng)刀片及其附件每米質(zhì)量為，割刀動(dòng)刀片長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則割刀運(yùn)動(dòng)部件的總質(zhì)量為qL[13]。
檸條聯(lián)合收割機(jī)的三角擺塊的3個(gè)頂點(diǎn)分別與割刀梁、軸承座、推桿相鉸接，三角擺塊繞軸承座擺動(dòng)，CDE3點(diǎn)可以近似看做平面運(yùn)動(dòng)，其受力圖如圖8所示。E點(diǎn)y方向的平動(dòng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以近似看做為割刀動(dòng)刀片與C點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，由前面的推導(dǎo)可知：
；； （21）
（22）
時(shí)，表示曲柄銷在左止點(diǎn)位置，割刀切割速度為零，加速度為達(dá)最大值；隨著時(shí)間的增加，角逐漸增大，割刀相對(duì)位移也越來(lái)越大，割刀速度按其位移的二次方增加，而割刀加速度按其位移的直線規(guī)律減??；當(dāng)時(shí)，割刀相對(duì)速度達(dá)最大，而此時(shí)加速度為零。當(dāng)角繼續(xù)增大時(shí)，加速度繼續(xù)按其位移的直線規(guī)律增大，而速度按其位移逐漸減小為零[14]。
由達(dá)朗伯原理知： ； （23）
于是可得到割刀往復(fù)慣性力F隨著割刀相對(duì)位移的變化規(guī)律，如圖8所示．該力F是引起割臺(tái)振動(dòng)的主要原因之一．在三角擺塊軸承座上，割刀梁對(duì)面加一平衡配重(質(zhì)量為m )，來(lái)平衡這個(gè)力。
圖8 割刀位移變化規(guī)律 圖9 三角擺塊平面受力分析
3.4.4 三角擺塊的動(dòng)力學(xué)方程
三角擺塊在XAZ平面的受力分析如圖8所示。
三角擺塊繞擺動(dòng)中心以角加速度運(yùn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J，由圖8可以看出，割刀平衡配重三角擺塊的平衡配重、推桿等效節(jié)點(diǎn)質(zhì)量、三角擺塊質(zhì)量對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)中心的離心力是平面匯交力系，可以部分相互削減，而上述質(zhì)量單元繞D點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的切向慣性力矩與割刀的阻力矩、三角擺塊的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性力矩方向均相同，他們由驅(qū)動(dòng)力對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)中心D的矩來(lái)平衡。由達(dá)朗伯原理，可以列出圖8的靜平衡方程。對(duì)圖8應(yīng)用質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量矩定理可得：
； （24）
首先根據(jù)結(jié)構(gòu)要求估算各配重的位置，上式結(jié)合靜平衡方程來(lái)確定各個(gè)配重質(zhì)量。也可以利用計(jì)算機(jī)
3.4.5 總 結(jié)
上述分析方法可以部分求解，也可以聯(lián)立方程求解，如果利用計(jì)算機(jī)輔助分析，動(dòng)態(tài)仿真效果會(huì)更好。為確保結(jié)論的實(shí)用性，應(yīng)利用測(cè)量技術(shù)對(duì)各種方案進(jìn)行評(píng)述、比較，從而得出最優(yōu)組合方案。
3.5 撥禾器的設(shè)計(jì)
衡量作物收獲質(zhì)量好壞的一個(gè)最主要指標(biāo)是損失率。由于收獲流程的前后順序所致，割臺(tái)損失率首當(dāng)其沖。撥禾裝置位于收割機(jī)的最前端，收獲作物時(shí)，它扶起并歸攏作物，撥向切割器；在切割器切割作物時(shí)，前方扶持莖稈以防止向前傾倒；最后把切斷的作物及時(shí)推向壓扁輥。
分禾是重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，分禾器如果太長(zhǎng)、太寬，就會(huì)推倒檸條植株，同時(shí)，其結(jié)構(gòu)尺寸與整機(jī)匹配若不合理，將嚴(yán)重影響整機(jī)作業(yè)性能[15～16]。
撥禾輪的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，多用于大中型收割機(jī)上的聯(lián)合收獲機(jī)上。但是由于檸條莖稈硬度高切有比較高的柔性，采用撥禾輪的效果不好，且撥禾輪一般應(yīng)用于臥式收割臺(tái)的結(jié)構(gòu)中，不適用于本設(shè)計(jì)的立式收割臺(tái)。本設(shè)計(jì)最終采用鏈?zhǔn)綋芎唐?，可有效的把檸條撥入切割裝置。這種撥禾器的好處是，在切割過(guò)程中不會(huì)讓檸條亂動(dòng)，強(qiáng)行切割。
3.5.1 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算
（1）選擇鏈輪齒數(shù)、
傳動(dòng)比
假設(shè)鏈速
（3）確定鏈節(jié)數(shù)
（25）
取
（4）傳動(dòng)功率
查表得工作情況系數(shù)、小鏈輪齒數(shù)系數(shù)、由表查得多排鏈排數(shù)系數(shù)
（26）
（5）確定鏈節(jié)距
根據(jù)，選用鏈號(hào)為16A的單排滾子鏈。查表得鏈節(jié)距
（6）實(shí)際中心距
（27）
取
（7）驗(yàn)算鏈速
（28）
與原假設(shè)相符。
（8）計(jì)算有效圓周力
（29）
（9）計(jì)算軸上載荷
（30）
（10）確定潤(rùn)滑方式
根據(jù)鏈速、節(jié)距由表查得采用油浴或飛濺潤(rùn)滑。
3.6 立輥式檸條壓扁輸送裝置的設(shè)計(jì)
壓扁輸送裝置是檸條前割臺(tái)的核心，直接影響到整機(jī)的各項(xiàng)指標(biāo)，如損失率、切割達(dá)標(biāo)率等。該裝置能在壓扁檸條莖稈的同時(shí)將莖稈強(qiáng)制喂入滾刀切碎，使壓扁輥與滾刀間莖稈輸送通暢，不堵塞。其次，莖稈及莖節(jié)被碾壓后對(duì)切碎和提高飼料的品質(zhì)起很好的作用[5]。
立輥式壓扁輸送裝置的壓扁輥兩軸線所在平面與垂直面成前傾25°～35°夾角，檸條植株由往復(fù)式割刀割斷后經(jīng)夾持鏈輸送至壓扁輥，通過(guò)立式壓扁輥壓扁。植株在弧形擋禾板和加持的作用下與壓扁輥軸線成50°～70°角。由于螺旋線的提升作用，壓扁后的植株基本與壓扁輥成垂直角度向后輸送進(jìn)切碎滾筒切碎。
3.7 莖稈切碎裝置的設(shè)計(jì)
立式莖稈切碎裝置是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，立式莖稈切碎裝置與立輥式壓扁輸送裝置配套實(shí)現(xiàn)檸條的收割和粗加，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，莖稈切碎效果好、功耗低，能和割臺(tái)配置緊湊。
現(xiàn)有的設(shè)備技術(shù)是立式輥配套盤(pán)刀或臥式滾刀切碎裝置，它不但結(jié)構(gòu)龐大，甩刀則為無(wú)支撐切割，動(dòng)力消耗也大。立式莖稈切碎裝置安裝在檸條壓扁輸送輥的后方，并與機(jī)架相連，其驅(qū)動(dòng)部件與收獲動(dòng)力系統(tǒng)相連，且與壓扁輸送輥有速比約束。滾筒式切碎刀最初設(shè)計(jì)為螺旋刃刀片，螺旋刃刀片功率消耗小、切碎平穩(wěn)，但制造工藝復(fù)雜，成本高。到20世紀(jì)70年代末，直刃斜裝滾刀在我國(guó)得到迅速推廣[17]。
3.8 收集料斗的設(shè)計(jì)
集料箱安裝在滾筒切碎刀下方，可活動(dòng)拆卸，能從機(jī)器后部人工取出，方便物料的卸出。
由于本設(shè)計(jì)滾筒切碎裝置為傾斜豎直面安裝，所以首先需要在滾筒外延安裝適當(dāng)?shù)膿醢?，使物料下落方向改變，便于收集。設(shè)計(jì)集料箱時(shí)，可根據(jù)整機(jī)內(nèi)部空間確定各項(xiàng)數(shù)據(jù)。集料箱材料為普通鐵皮，形狀設(shè)計(jì)上選擇性大，在作業(yè)過(guò)程中，盡可能的提高集料箱的容積，可提高作業(yè)效率。
4 使用說(shuō)明書(shū)
（1）使用前應(yīng)檢查減速器中冷卻系統(tǒng)是否能正常工作。
（2）注意每個(gè)齒輪箱中軸承的潤(rùn)滑，沒(méi)潤(rùn)滑油時(shí)及時(shí)添加。
（3）檢查每個(gè)傳動(dòng)皮帶輪的松緊，太松容易脫離，太緊容易斷裂。
（4）檢查往復(fù)式割刀是否在軌道，如果不在，立馬停止運(yùn)行。
（5）在使用中經(jīng)常檢查傳動(dòng)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，注意各緊固機(jī)件是否松動(dòng)，如果松動(dòng)立刻停止運(yùn)行。
（6）當(dāng)工作一定時(shí)間后，應(yīng)當(dāng)檢查撥禾鏈上是否有割下來(lái)的雜物，及時(shí)清理，否則影響切割。
（7）收料箱滿后及時(shí)處理，以免影響正常工作。
（8）在收割作業(yè)時(shí)，機(jī)器應(yīng)盡量走直線，保持勻速作業(yè)，根據(jù)負(fù)荷的狀況調(diào)節(jié)好油門(mén)，避免因負(fù)荷大小變化突然增、減速，更不能突然拐彎，以免影響作業(yè)質(zhì)量。
（9）聯(lián)合收割機(jī)在日常工作中，要定期進(jìn)行潤(rùn)滑保養(yǎng)，檢查各部件的技術(shù)狀態(tài)。對(duì)工作負(fù)荷大、轉(zhuǎn)速高、振動(dòng)大的部件要重點(diǎn)檢查保養(yǎng)。當(dāng)某一部件出現(xiàn)損壞時(shí)應(yīng)及時(shí)更換，切不可將就使用，這樣做不僅可延長(zhǎng)機(jī)器的使用壽命，還可減少事故發(fā)生，降低作業(yè)成本和提高工作效率。
（10）聯(lián)合收割機(jī)在投入正常作業(yè)之前，應(yīng)根據(jù)作物的狀況，對(duì)機(jī)器割茬高度、作業(yè)速度等作業(yè)性能進(jìn)行調(diào)整。
（11）聯(lián)合收割機(jī)的使用具有季節(jié)性，一般存放時(shí)間較長(zhǎng)，所以出車前應(yīng)注意檢查機(jī)器的各部件是否完好；離合器、制動(dòng)踏板自由行程是否適當(dāng)；螺栓、螺母是否松動(dòng)等，以確保機(jī)器的技術(shù)狀態(tài)良好。還要檢查隨車備件，如刀片、皮帶等易損配件是否配備；常用工具及相關(guān)證件是否齊全等。
5 標(biāo)注化審核報(bào)告（BS）
5.1 產(chǎn)品圖樣的審查
檸條聯(lián)合收割機(jī)的傳動(dòng)裝置和刀具設(shè)計(jì)已經(jīng)基本完成，現(xiàn)以具備全套圖紙和一線基本數(shù)據(jù)，根據(jù)有關(guān)規(guī)定，對(duì)其進(jìn)行標(biāo)注化審查，結(jié)果如下：
（1） 產(chǎn)品的圖樣完整、統(tǒng)一、表達(dá)準(zhǔn)確清楚、圖樣清楚。符合GB4440-84、GB-83《機(jī)械制圖》的規(guī)定。
（2） 產(chǎn)品圖樣公差與配合的選擇與標(biāo)準(zhǔn)符合GB/T1800、3-1998的規(guī)定。
（3） 產(chǎn)品圖樣的編號(hào)符合JB/T5054.5-2000《中華人民共和國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》產(chǎn)品圖樣及設(shè)計(jì)的完整性。
（4） 圖紙的標(biāo)題欄與明細(xì)欄符合GB/T10609. 1-1989GB/T10690. 2-1989的規(guī)定。
（5） 產(chǎn)品圖樣粗糙度的標(biāo)注符合GB131-83《表面特征代號(hào)及注法》的規(guī)定。
（6） 產(chǎn)品圖樣焊縫的代號(hào)符合GB324-80《焊縫代號(hào)》的規(guī)定。
5.2 產(chǎn)品技術(shù)文件的審查
（1） 產(chǎn)品的技術(shù)文件名稱、術(shù)語(yǔ)符合ZB/TJ01和0351-90《產(chǎn)品圖樣及設(shè)計(jì)文件術(shù)語(yǔ)》及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
（2） 量和單位符合GB3100—GB3102-93的規(guī)定。
（3）技術(shù)文件所用的編碼符合JB/T8823-1998《機(jī)械工業(yè)企業(yè)計(jì)算機(jī)輔助管理信息分類編碼導(dǎo)則》的規(guī)定。
（4）技術(shù)文件的完整性符合JB/T5054.5-2000《產(chǎn)品圖樣及技術(shù)文件完整性》的規(guī)定及農(nóng)機(jī)部門(mén)的有關(guān)具體要求。
5.3 標(biāo)注件的使用情況
本設(shè)計(jì)所用的緊固件均采用標(biāo)準(zhǔn)的螺栓，材料及材料代號(hào)也符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和部頒標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定。
5.4 審查結(jié)論
經(jīng)過(guò)對(duì)剪草機(jī)裝置和傳動(dòng)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化審查，認(rèn)為該設(shè)計(jì)基本貫徹了國(guó)家最新頒發(fā)的各種標(biāo)準(zhǔn)，圖紙和設(shè)計(jì)文件完整齊全，符合標(biāo)準(zhǔn)化得要求。
6 結(jié)論
設(shè)計(jì)這款檸條聯(lián)合收割機(jī)，可以對(duì)檸條進(jìn)行收割，并且完成檸條莖稈的粗加工和收集，可以滿足廣大檸條種植地區(qū)對(duì)檸條收割的要求，便于后續(xù)的加工處理。但是設(shè)計(jì)中的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用類似機(jī)械的數(shù)值，對(duì)于檸條這種特殊的固沙植物來(lái)說(shuō)，必然有不適合之處，比如輸送壓扁輥與滾筒切碎裝置間的距離、植株的喂入角度、滾筒切碎筒轉(zhuǎn)速與喂入速度的關(guān)系等，這些數(shù)據(jù)的確定都需要大量的針對(duì)檸條的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，才能進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，從而使得本設(shè)計(jì)成為進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)和方向。相信此款檸條聯(lián)合收割機(jī)經(jīng)過(guò)完善后，會(huì)成為檸條聯(lián)合收割的優(yōu)秀機(jī)械。
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